长白山区阔叶红松林残留片段木本植物物种组成与群落结构

阔叶红松林是我国东北东部山区的地带性植被,长白山区是阔叶红松林的核心分布区.由于人类活动的干扰,目前天然阔叶红松林只在长白山和小兴安岭地区残留了一些面积不等的片段.为比较分析阔叶红松林在不同分布区的异同,以广义长白山区阔叶红松林残留片段为研究对象,依照巴拿马Barro Colorado Island(BCI)50 hm2热带雨林样地的技术规范,于2012年在吉林长白山自然保护区和辽宁东部山区阔叶红松林残留片段分别建立了3个固定样地,对6个样地内胸径≥1 cm的木本植物进行定位调查.结果表明:6个样地共记录到木本植物69种,隶属于24科42属,其中槭树科为6个样地物种最丰富的科,区系组成均以北温带成分为主,同时混有亚热带成分;从物种多度、平均胸径、胸高断面积和重要值看,各样地优势种明显;6个样地所有独立个体的径级结构均呈倒"J"型,但各样地不同径级个体比例有很大差异,表明6个样地群落处于不同的演替阶段.各样地中重要值位于前3位物种的径级结构可分为倒"J"型、"L"型、单峰型和偏峰型4种类型;各样地主要树种随物种、径级的变化呈现出不同的空间分布格局,同一物种在不同样地的分布格局也表现出一定的差异.     

长白山温带森林不同演替阶段群落结构特征

原始阔叶红松林是长白山西部地区的地带性顶级植被类型, 经采伐干扰或火烧破坏后形成大面积次生林。参照CTFS (Centre for Tropical Forest Science)样地建设技术规范, 于2005~2007年, 在长白山地区典型次生杨桦林、次生针阔混交林和椴树红松林内各建立了5.2 hm²固定监测样地。调查并鉴定了样地内胸径大于1 cm的木本植物, 初步分析了森林监测样地的群落组成和种群结构, 并应用双相关函数g(r)分析了样地内5个优势树种的空间分布。结果表明: 次生杨桦林样地共监测木本植物32种, 20 949株活个体, 隶属于13科21属。次生针阔混交林样地共监测木本植物31个种, 14 725株活个体, 隶属于12科20属。椴树红松林样地共监测木本植物20个种, 12 062株活个体, 隶属于11科13属。次生杨桦林、次生针阔混交林及椴树红松林中胸径大于1 cm的木本植物胸高断面积之和分别为24.74、32.07和56.64 m²·hm^-2。紫椴(Tilia amurensis)是长白山针阔混交林带的重要组成树种, 其重要值、胸高断面积在3个森林监测样地内均居于前列。白桦(Betula platyphylla)、山杨(Populus daviana)重要值和胸高断面积在次生杨桦林内均处于优势地位, 而在椴树红松林内优势地位为红松(Pinus koraiensis)等顶级树种所取代。次生杨桦林和次生针阔混交林中, 红松、色木槭(Acer mono)、臭松(Abies nephrolepis)、鱼鳞松(Picea jezoensis)和紫椴的径级结构均呈倒J型分布; 而椴树红松林内, 红松和紫椴的径级结构则呈单峰分布, 色木槭、臭松和鱼鳞松呈倒J型分布。g(r)分析表明长白山森林监测样地内5个优势树种的空间格局以聚集分布为主, 聚集强度在同种个体周围(r≤4 m)达到最大, 随着距离增加, 聚集强度逐渐减小。次生林中树种空间格局的环境解释量较高, 而椴树红松林中环境因子对树种空间分布的解释能力较差。     

小兴安岭天然针阔混交林主要树种空间格局及其关联性

在小兴安岭天然针阔混交林1.1 hm~2的固定样地内,本文调查和统计了其物种组成和林分径级结构。运用空间点格局分析方法中的O-ring函数,对种群的空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:样地内共有乔木树种15种,重要值排在前四位的依次为红皮云杉(Picea koraiensis)、枫桦(Betula costata)、春榆(Ulmus davidiana)和色木槭(Acer mono),红皮云杉和枫桦属于样地内的优势种,重要值分别为15.81%和11.10%。林下更新状态良好,枫桦的径级结构有呈正态分布的趋势,其余三种均呈现倒"J"形。O-ring函数结果证实,四个主要树种的种群空间分布格局相似,均在0—5 m小尺度上呈聚集分布,随着尺度的增大,逐渐变为随机分布;红皮云杉与其他三个主要种群之间在较大尺度上均呈现显著正相关或无相关,在小尺度上仅与枫桦呈极显著正相关;色木槭在较小尺度上与其他三个种群呈弱负相关性,随着尺度的增大,逐渐变为无相关性。     

吉林磨盘山次生落叶阔叶林群落特征和稳定性分析

东北地区的次生落叶阔叶林一般是由阔叶红松林干扰后形成的,这一群落类型在长白山林区具有广泛的分布.为了解东北次生落叶阔叶林的组成、结构与稳定程度,按照CTFS样地建设标准,于2005年在吉林磨盘山建立了一块5.76 hm² (240 m×240 m)的长期监测样地.本研究以样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物为对象,分析了物种组成、径级结构、主要树种的存活曲线及群落稳定性.结果表明: DBH≥1 cm的木本植物共有39种13368株,隶属于19科31属.重要值≥1的物种有12种,群落树种组成复杂,表现出明显的阔叶混交杂木林特征.种间多度相差较大,稀有种和偶见种的比例分别为23.1%和43.6%.样地内所有个体的径级分布呈倒“J”型,表示群落的生长状态稳定、正常.6个主要树种中花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐径级结构也呈倒“J”型,胡桃楸近于正态分布,春榆为“L”型分布.结合6个主要树种的存活曲线发现,花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐为稳定种群,胡桃楸为衰退种群,春榆为增长种群.利用改进M-Godron法对群落的稳定性分析表明,该群落目前处于相对稳定状态.     

张广才岭温带次生针阔混交林物种组成和群落结构特征

为了研究温带次生针阔混交林的树种组成和群落结构特征,于2010年在吉林省蛟河林业实验区管理局建立了面积为21.84 hm2(420 m×520 m)的固定样地。从物种组成、种-面积曲线、植物区系特征、径级分布结构和空间分布格局等方面分析了该地区针阔混交林物种组成和群落结构特征。研究结果表明该样地共有DBH≥1.0 cm的木本植物活立木个体25,908株,隶属于18科27属45种,植株密度为1186株/hm2。植物区系以北温带分布属为主体,共有37属,占总数的82.22%,属长白山植物区系。样地内稀有种18种,偶见种14种。通过对该样地物种多样性计算得出,该样地Margalef多样性指数R、ShannonWienner指数H'、Simpson多样性指数D和物种均匀度Pielou指数Jsw分别为4.31、2.48、0.89和0.65。样地中所有个体的径级分布(以2cm等级排列)呈偏倒"J"形,整体更新良好,表现出群落稳定与生长状况良好的趋势。群落中重要值3的9个物种的径级结构表现出一定的差异:胡桃楸、水曲柳呈近似正态分布,表现为中径木个体数量多,而小径木和大径木个体数量少的特点;春榆、大果榆、色木槭、白牛槭、裂叶榆等物种呈倒"J"型或偏倒"J"型,更新良好;而红松由于受到了严重的人为干扰,天然更新不良,径级结构呈现不规律型。通过g(r)双变量函数分析9个优势树种空间分布格局可知,9个优势树种均表现出聚集分布,聚集强度随着尺度的增大而降低。在r20 m的小尺度上物种聚集强度随尺度增大急剧降低,当尺度超过20 m后聚集强度趋于稳定。     

长白山阔叶红松林树木种群动态的长期监测

基于1981-2016年对长白山阔叶红松林固定样地(面积 1 hm²)4次调查的监测数据,研究了阔叶红松林树种组成与结构的变化特征,分析了各树种的径阶分布、空间分布、数量变化等.结果表明: 35年间,林分的树种组成变化不大,林分总密度呈下降趋势.总胸高断面积和蓄积量分别为 43～45 m²·hm^-2和474～496 m³·hm^-2,其中,红松的优势度最大,胸高断面积和蓄积量分别占57.8%～59.7%和62.5%～65.4%.所有优势树种的空间分布无明显变化,均呈随机分布.其中,红松的径级结构呈近似正态分布,乔木层全部树种的径级结构呈倒 “J” 型分布.小径级(10～26 cm)死亡个体的绝对数量最多,死亡比例为30%,而中径级(30～50 cm)死亡比例最高,为30%～50%.乔木层中除色木槭外的主要树种均没有明显进阶,死亡率高于更新率,特别是红松,完全没有更新或进阶,种群处于衰退状态.原始阔叶红松林中红松、紫椴等优势树种的更新受到阻碍,这些树种的种群维持可能需要自然干扰.     

长白山蒙古栎次生林群落结构特征及优势树种空间分布格局

群落结构特征研究是揭示植物群落维持机制和演替动态的基础,是合理安排森林经营活动的基本前提.以吉林省汪清林业局2块1 hm²的蒙古栎阔叶混交林固定样地为对象,研究了长白山蒙古栎次生林的群落结构特征,并采用点格局O-ring统计法对群落内优势树种的空间分布格局进行分析.结果表明: 两块样地都是以蒙古栎为优势树种的群落类型,都具有明显的层次结构,主要伴生树种存在差异,样地Ⅰ以大青杨、白桦、红松为主,样地Ⅱ以红松、紫椴和色木槭为主.且样地Ⅰ的树种数量、Shannon多样性指数高于样地Ⅱ.两块样地中所有个体的径级分布呈倒“J”型,蒙古栎径级结构呈近似正态型,红松呈倒J型,其他主要伴生树种径级结构存在一定差异.两块样地0～50 m尺度上蒙古栎呈现小尺度聚集、中大尺度随机分布的格局,红松呈先聚集、后随机的分布格局,但样地Ⅰ内红松聚集的尺度和强度均大于样地Ⅱ.样地Ⅰ白桦和大青杨均在0～17 m尺度上呈聚集分布、且聚集强度显著高于其他树种,而在18～50 m尺度分别呈现随机分布和均匀-随机分布.样地Ⅱ中紫椴基本呈现随机分布,色木槭在中大尺度上呈随机或均匀分布,聚集分布集中在小尺度.两块样地处于演替早期阶段的不同发育阶段,相比样地Ⅰ,样地Ⅱ的演替阶段更高、群落相对更加稳定.     

小兴安岭阔叶红松林粗木质残体空间分布的点格局分析

采用点格局分析方法对小兴安岭典型阔叶红松林9hm2(300m×300m)固定样地内粗木质残体(CWD)的空间分布格局进行了研究。结果表明:固定样地内CWD的总密度为368.8株/hm2,径级结构呈现明显的正态分布,各径级密度差别较大。花楷槭(27.8株/hm2)和枫桦(26.1株/hm2)是阔叶CWD的主要组成树种。红松(41.6株/hm2)是针叶CWD的主要组成树种,针叶树种CWD的数量随着径级的增大而增加,呈典型的J型分布。在150m的空间尺度内,CWD总体在较小尺度上表现为集群分布,在40m尺度上聚集强度最大(0.40),随着尺度的增加,CWD趋于均匀分布。不同径级组在不同规模尺度聚集,随着径级的增加,聚集强度呈下降趋势。不同物种CWD在各径级下的空间分布格局有所不同,具体表现为集群分布和由集群分布向随机分布发展两种形式。不同存在形式的CWD在研究尺度内随着尺度的增加,由集群分布向随机分布发展。随着CWD腐烂等级的增高,其聚集强度和聚集尺度均增大。CWD的空间分布格局是阔叶红松林群落与其自然环境长期作用的结果,从某种程度上也反映了该林型天然更新的格局和机制。     

东灵山4种落叶阔叶次生林的物种组成与群落结构

植被的群落构成是决定森林演替方向的重要因素之一.辽东栎林(Quercus wutaishanica forest,QWF)、棘皮桦林(Betula dahurica forest,BDF)、胡桃楸林(Juglans mandshurica forest,JMF)与杂木林(mixed forest,MF)是东灵山地区4种典型的暖温带落叶阔叶次生林.为了更好地了解东灵山地区暖温带落叶阔叶次生林植被动态,我们对该4种林型的物种组成与群落结构进行了综合分析.参照巴拿马(Barro Colorado Island,BCI)50 ha热带雨林样地的技术规范,于2009年在北京东灵山地区以上4个林型中各建立了一块1 ha样地,对样地中所有胸径大于1 cm的木本个体进行了坐标定位和调查.结果表明,QWF样地有22种,属于20科20属;BDF样地共22种,属于16科18属;JMF样地30种,隶属于21科23属;MF样地19种,隶属于14科15属.从物种多度、平均胸径、胸高断面积和重要值等指标来看,各群落具有比较明显的优势种:4个样地所有树种的径级分布均旱倒"J"型,具有良好的更新层;共有树种的径级分布在不同样地有所不同,如辽东栎在QWF样地呈偏态分布,在BDF样地则为倒"J"型分布,而棘皮桦在QWF和BDF样地都呈正态分布,但是径级分布有所差异,表明径级结构与群落类型有密切关系.     

玉龙雪山寒温性云冷杉林动态监测样地的物种组成及群落结构

云冷杉林是玉龙雪山东坡保存最完整的森林植被,为了更好地了解其物种组成和群落结构等基本特征,中国科学院昆明植物研究所联合玉龙雪山省级自然保护区管护局,按照CTFS(Center for Tropical Forest Science)的样地建设标准,于2012–2014年在玉龙雪山省级自然保护区内建立了25 ha(500 m×500 m)的长期监测样地。本研究以样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物(不含竹子)为研究对象,分析了该样地的区系成分、群落组成、垂直结构及径级结构。结果表明:样地内DBH≥1 cm的木本植物(不含竹子)独立个体数为47,751,分属26科41属62种,以温带分布尤其是北温带成分为主要区系特征。重要值≥1的物种有18个,贡献了90.24%的重要值。群落垂直结构可分为4层,川滇冷杉(Abies forrestii)、丽江云杉(Picea likiangensis)和帽斗栎(Quercus guajavifolia)为主林层优势种和建群种,径级分布为峰型或近倒"J"型,持续更新能力较好;吴茱萸五加(Gamblea ciliata var.evodiifolia)、篦齿槭(Acer pectinatum)和短梗稠李(Padus brachypoda)是主亚林层的优势种,在某些片段可形成落叶阔叶林的优势群落,径级分布出现明显断层,未来将出现衰退。西康花楸(Sorbus prattii)、桦叶荚蒾(Viburnum betulifolium)和云南杜鹃(Rhododendron yunnanense)是次林层的优势种;灌木层假小檗(Berberis fallax)是样地内个体数最多的物种,占总个体数的59.51%,其重要值最高,占总数的22.75%,径级分布呈"L"型。