东灵山辽东栎林植物生态场研究

依据能量学原理,提出了一套植物生态场计算方法,并用于北京东灵山辽东栎林物种相互作用研究。经计算,辽东栎种群生态场作用半径为１５m,大叶白蜡－胡枝子种群间生态干涉具有明显的异质性特征。     

不同恢复群落中辽东栎种群空间格局分析

通过对茂县大沟流域人工恢复9年、人工恢复16年和自然恢复16年3个不同群落的取样调查,研究了辽东栎种群的空间分布格局及其动态变化。采用扩散系数、T检验、负二项参数、丛生指数和聚块性指数等指标进行拟合。结果表明,辽东栎种群大多呈显著性聚集分布,辽东栎幼苗、幼树和大幼树的聚集强度、格局规模在时间序列上大多呈上升趋势。辽东栎种群的聚集性与其本身具有的萌蘖性有关,聚集分布可以增强辽东栎种群的竞争能力,有利于辽东栎种群的演化和健康发展。辽东栎作为本地区的原生种是极具恢复价值的优势种,有关辽东栎种群在这一地区的生态恢复价值需要进一步的深入研究和充分利用。     

）种群生活史特征与空间分布

种群生活史特征和空间分布格局对于分析种群演替动态规律、判定种群分布规律和预测种群演化过程及变化趋势均具有重要的理论和现实意义。本文从静态生命表、年龄结构、存活曲线三个方面分析了东灵山地区辽东栎种群的生活史特征。结果表明：物种生物学因素是影响辽东栎种群生存力最主要因素,辽东栎种群静态生命表中生命期望值逐渐降低反映出种群生存力下降的趋势。空间分布格局分析表明辽东栎种群各个径级的个体都属于聚集分布。辽东栎实生苗和萌生苗共存是辽东栎种群适应环境压力和与环境协同进化的结果,表明自然状态下辽东栎种群具有较高的稳定性。由于辽东栎种群的这种较强的稳定性和适应能力,随着辽东栎种群发育整个群落将趋于进展演替,最终形成稳定和充分利用环境资源的顶极群落结构。     

北京东灵山地区辽东栎(Quercus liaotungensis)种群生活史特征与空间分布

种群生活史特征和空间分布格局对于分析种群演替动态规律、判定种群分布规律和预测种群演化过程及变化趋势均具有重要的理论和现实意义.本文从静态生命表、年龄结构、存活曲线三个方面分析了东灵山地区辽东栎种群的生活史特征.结果表明:物种生物学因素是影响辽东栎种群生存力最主要因素,辽东栎种群静态生命表中生命期望值逐渐降低反映出种群生存力下降的趋势.空间分布格局分析表明辽东栎种群各个径级的个体都属于聚集分布.辽东栎实生苗和萌生苗共存是辽东栎种群适应环境压力和与环境协同进化的结果,表明自然状态下辽东栎种群具有较高的稳定性.由于辽东栎种群的这种较强的稳定性和适应能力,随着辽东栎种群发育整个群落将趋于进展演替,最终形成稳定和充分利用环境资源的顶极群落结构.     

黄土高原马栏林区辽东栎更新特性研究

研究了黄土高原马栏林区主要植被类型中的辽东栎幼苗的数量特征,更新层幼苗、幼树的实生和萌生特性及其辽东栎在垂直结构上的数量分布。结果表明:(1)辽东栎幼苗在黄土高原马栏林区分布广泛且数量充足。不同的植被类型中辽东栎种群表现出不同的大小级结构,在油松—辽东栎混交林、油松林和辽东栎林中辽东栎种群的幼苗、幼树和成树均占一定的比例,而在油松—白桦混交林、白桦林、山杨林和山杨—白桦混交林中辽东栎种群则以幼苗和幼树为主。表明辽东栎种群在该地区植被的发展过程中将产生重要的作用。(2)辽东栎在这一地区是由实生和萌生的个体混合组成的。在各种植被类型中实生植株的密度都高于萌生植株,辽东栎种群的更新在该地区可能主要是通过实生植株来完成的,即辽东栎实生植株在更新过程中起重要的作用。但萌生植株作为辽东栎顺利通过瓶颈的一种手段,作为辽东栎种群繁衍和稳定的一种途径,在辽东栎种群的更新中也起着一定的作用。     

东灵山两个落叶阔叶林中辽东栎种群结构和动态

对北京东灵山地区的两个辽东栎种群的结构和数量动态进行了研究。在研究种群的空间分别格局时,分别将两个种群中的每个辽东栎个体在样地中进行定位。将辽东栎个体按不同尺度大小分为４类,在每一尺度中,按不同格子尺度进行机取样,分别计算Ｍｏｒｉｓｔａ的分布指数,聚块性指数,方差／均值比。用这些指数判断辽东栎不同大小级别以及不同取样尺度上的格局强度。结果表明,两个种群的格局强度都随尺度的不同而变化。５０龄辽东栎林     

北京山区辽东栎林的径级结构、种群起源及生态学意义

 北京山区的辽东栎(Quercus wutaishanica)林径级结构的调查分析结果表明,辽东栎林是稳定性的群落类型,其更新主要通过萌生来完成。能够与辽东栎长期共存的伴生种有色木(Acer mono)、大果榆(Ulmus macrocarpa)、大叶白蜡(Fraxinus rhynchophylla)等。萌生在辽东栎种群中十分普遍,除辽东栎伐桩、枯木和大树根际有较多的萌生茎干外,多年生实生苗也有萌生现象发生。辽东栎林的更新在辽东栎总体种群的幼树阶段(径级2)存在着明显的瓶颈现象,但萌生特性使辽东栎林在更新时或受到干扰后形成较大的萌生种群,使辽东栎的大幼树能够得到迅速的补充,顺利地通过瓶颈进行更新,保持群落的相对稳定。一定数量的辽东栎实生种群的存在对于维持辽东栎的遗传多样性、种群整体活力和群落的稳定,提高辽东栎种群对环境变化的反应能力等方面有着十分重要的生态学意义。     

灵空山林区辽东栎(Quercus liaotungensis)种群空间分布格局

为了揭示辽东栎种群空间分布格局的形成机制、种群分布规律和动态变化,采用标准地法,应用偏离指数、Lloyd的平均拥挤度和聚块指数、Morisita指数及均方-区组分析,在5个取样尺度下对不同群落类型中辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)种群进行了格局分析.结果表明:辽东栎种群的空间分布格局受群落内小环境及辽东栎树种本身的生物学特性的共同影响.气候和立地条件基本一致时,群落内地形起伏不平所形成的小环境以及辽东栎树种强烈的伐桩萌芽更新能力对辽东栎种群的空间分布类型具有显著影响;辽东栎种群的空间分布格局受群落学特征的影响主要体现在群落种类组成和结构上.辽东栎作为共优种,在群落内的分布受制于其它共优种,特别是在油松(Pinus tabulaeformis)的树冠下,辽东栎株数极少;而在无油松分布的辽东栎母树周围,出现辽东栎植株集聚的现象.研究表明辽东栎种群在不同群落类型中多表现为集群分布;随着种群的发育其分布格局由集群分布向随机分布过渡.     

黄龙山林区不同培育措施对辽东栎种群结构与动态的影响

采用样地法对黄龙山林区实施抚育和封育措施的辽东栎林进行了调查,分析了2种培育措施对辽东栎种群径级结构、静态生命表和存活曲线的影响,并运用时间序列模型对不同培育措施的辽东栎种群数量动态进行了预测,结果表明:黄龙山林区辽东栎种群的径级结构从整体上为金字塔形,小径级个体数量较多,中、大径级个体数量较少,属于稳定型,经过抚育,辽东栎种群的径级结构更加合理;不同培育措施的辽东栎种群存活曲线都基本接近DeeveyⅢ型,种群个体早期死亡率较高,进入生理衰退年龄之后,死亡率趋于稳定;时间序列分析表明不同培育措施的辽东栎各径级株数均有不同程度的增加,径级越小增加幅度越大。根据黄龙山林区辽东栎种群的生长特点,建议在辽东栎林发育到一定时期进行抚育以创造有利的生长和发育条件,另外在种子丰产年,适时采收种子,建立苗圃,扩大人工种群。     

陕北黄龙山辽东栎群落优势种群生态位研究

经实地踏查,在陕北黄龙林区选择有辽东栎林分布的环境类型6个,设置20 m×20 m的样地共30个,并通过各样地组成种类重要值的计算和排序,确定辽东栎群落中的优势种群,其中乔木层14种、灌木层27种、草本层11种。依此作为统计分析对象,对黄龙山林区辽东栎群落优势种群生态位宽度和生态位重叠状况进行研究,以揭示森林群落内种间竞争的机理。结果显示:乔木层中,辽东栎、白桦、油松种群的生态位宽度较大,LNB值分别为1.4611、1.4132、1.2588,且两两之间生态位重叠值亦较大(Oik>0.7);灌木层中,土庄绣线菊、虎榛子、铁杆蒿和黄蔷薇等的生态位宽度大(LNB>1),是辽东栎林下常见的灌木种类;草本层中,披针叶苔草、华北风毛菊、草地早熟禾和大油芒具有较宽的生态位,LNB值分别为1.4456、1.2841、1.0603、1.0573,是草本层的优势种。结果表明,乔、灌、草三层的优势种群对当地环境具有较高的适应性和环境资源的利用能力;同层之间的生态位重叠表明在辽东栎群落发展过程中种群间对环境资源的利用性竞争不可避免。     

关于泰岭及陕北黄土高原区辽东栎林的初步研究

由于辽东栎从第三纪以来,经过多次冷、暖、干、湿气候波动的影响,表现出气候上的广生态幅特点,是它形成现代分布区的基础,既可在黄土区接近草原地带形成水平地带性植被,又能在秦岭形成垂直地带性群落。秦岭辽东栎林的种类组成、层次和层片结构以及生态类群等方面都比黄土区复杂。今后辽东栎林在秦岭和黄土高原现在的分布区内,仍是最稳定的群落。     

东灵山辽东栎林优势林木种群直径结构的研究

从山体下部到上部调查了北京东灵山辽东栎林一个长364 m的样带,对优势林木种群的直径结构,按山体的上部、中部、下部三个不同部位进行统计。选定乔木层优势种群辽东栎、大叶白蜡、五角枫、棘皮桦和灌木层优势种群二色胡枝子、六道木、照山白、柔毛绣线菊为研究对象,结合生物学特性分析了8种乔灌木种群的直径结构,及其沿环境梯度的动态趋势。在乔木层,棘皮桦在山体中部和下部的亚种群幼苗幼树株数少,个体生长不良,密度极低种群呈衰退趋势。其余3个物种种群的幼苗幼树数量多,种群密度较高。辽东栎种群从山体下部到上部的直径结构合理呈稳定状态。大叶白蜡和五角枫种群随海拔升高在数量、密度等方面呈现相互替代的现象。在灌木层,除过照山白种群,二色胡枝子、六道木和柔毛绣线菊3个种群的幼苗株数丰富,直径结构合理。从整体上看,如果对辽东栎林群落不加人为的干扰和破坏,辽东栎林群落将进一步向成熟林方向发展。     

东灵山辽东栎群落演替的连续时间马尔可夫过程研究

采用连续时间马尔可夫方法研究了北京东灵山辽东栎群落的演替过程,在综合考虑影响因子、物种构成和年龄分布等因素的基础上,建立了辽东栎群落演替的马尔可夫模型,模拟出了辽东栎群落演替的主要趋势。     

黄土高原马栏林区优势种幼苗与其种群径级结构的演替研究

对黄土高原马栏林区几种典型群落类型中优势种辽东栎(Quercus liaotungensis)、油松(Pinus tabulaefor-mis)、白桦(Betula platyphylla)和山杨(Populus davidiana)的幼苗和种群径级结构进行了研究。结果表明:(1)辽东栎幼苗在马栏林区7种典型群落类型中均有分布,且数量充足,实生苗更新良好,辽东栎在不同的群落类型中表现出不同的种群径级结构。在油松 辽东栎混交林和辽东栎林中趋于稳定型;在油松林、油松 白桦混交林、白桦林、山杨林和白桦 山杨混交林中则为增长型;(2)油松幼苗在油松 白桦混交林、油松林和油松 辽东栎混交林中分布较多,但均少于辽东栎幼苗。在这些群落类型中油松种群的径级结构属于稳定型;(3)白桦和山杨幼苗数量较少,无正常更新能力,种群径级结构趋于衰退,以白桦和山杨为主的群落类型将逐渐被以油松和辽东栎为主的群落类型所取代;(4)马栏林区优势种幼苗分布的广度和丰度受到光照、水和灌草层等非生物和生物因素及其相互作用的影响。表明在黄土高原马栏林区以天然恢复为主的辽东栎种群,将在该地植被的自然恢复过程中产生重要作用;油松种群不仅过去而且将来也同样会在该地区的植被恢复中发挥重要作用。     

辽东栎幼苗对干旱和去叶的生态反应的初步研究

幼苗阶段是植物种群生活史中亏损最严重的时期之一。通过干旱处理和去叶试验研究了辽东栎幼苗的生态反应。结果表明：⑴干旱处理显著降低了单叶面积、叶面积比和叶比重,从而也降低了单株生物量,但根比重却较对照组有显著上升;⑵去叶显著提高了单株叶数、叶面积比和叶比重,尽管单株生物量只稍高于对照组,这说明辽东栎在去叶后有一定的补偿能力。     

子午岭林区白桦-辽东栎混交林光合生理生态特征研究

对黄土高原子午岭次生林区白桦林、辽东栎林和白桦-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性进行了研究。结果表明:(1)白桦-辽东栎混交林地的土壤水分明显改善,其土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,即混交林地有深层次的土壤水分可供利用,并改善了土壤的物理结构;(2)辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为白桦-辽东栎混交林,水分利用率(WUE)为混交林白桦>混交林辽东栎>辽东栎林>白桦林;(3)混交林中白桦、辽东栎的Fv/Fm和Fv/Fo值均较大,与纯林差异不显著;白桦林和辽东栎林的qP和NPQ值均大于混交林。     

北京东灵山海拔梯度上辽东栎种群结构和空间分布

种群年龄结构和空间分布格局是种群生态学的核心研究内容.为了阐明辽东栎种群海拔梯度分布特点,在北京东灵山地区辽东栎海拔分布范围(1000～1800m)内调查10条样带,研究种群大小级结构和空间分布的变异.种群的平均胸径在海拔梯度上表现出两段式的分布特征,海拔1480m为两段分布的分界点,在每一段内随海拔增加平均胸径也增加, 这反映了海拔梯度上种群的不同发育历史.种群密度、种群的聚集程度、种群的结构在海拔梯度上的分布特征都与平均胸径分布相似,种群密度和聚集程度与平均胸径为负相关系,其分布趋势与平均胸径相反.总体上,东灵山海拔梯度上辽东栎种群还是比较稳定的.辽东栎种群结构和空间分布在海拔梯度上的分布特征是种群发育历史、物种特性、环境、干扰等因素在海拔梯度上综合作用的结果.     

黄土高原马栏林区辽东栎林种内、种间竞争研究

利用Hegyi的单木竞争指数模型对黄土高原马栏林区辽东栎(Quercus liaotungensis)的种内和种间竞争强度进行了定量分析.结果显示:(1)辽东栎种内竞争强度与种间竞争强度的总和大致相等,其种内及种间竞争强度均随对象木胸径的增大而逐渐减小,其关系服从幂函数规律,竞争主要发生在胸径小于15 cm的幼树阶段.(2)各组成树种对辽东栎影响程度(竞争指数)的大小顺序为:辽东栎>油松(Pinus tabulaeformis)>白桦(Betulaplatyphylla)>山杨(Populus davidiana)>杜梨(Pyrus betulaefolia)>湖北山楂(Crataegus hupehensis)>茶条槭(Acer ginnala)>陕西鹅耳枥(Carpinus shensiensis)>葛萝槭(A.grosseri).(3)油松是该地区的次优势种,对辽东栎有较大的竞争压力,在群落发展中可能会形成以油松占优势的混交林.(4)辽东栎胸径小于15 cm时,种内种间竞争是导致大量个体死亡的主要原因;胸径超过15 cm时,人为砍伐可能是个体死亡的主要原因.研究结果认为马栏林区混交林油松的密度不宜过大,尤其是在与未成熟辽东栎种群混交时密度应合理,应对该林区的混交林进行人工抚育,及时择伐密度过大的油松,而在辽东栎胸径达到15 cm之前择伐长势较差的植株,以促使森林群落尽快趋于稳定.     

Regeneration pattern analysis of Quercus Iiaotungensis in a temperate forest using two-dimensional wavelet analysis

This paper introduces the two-dimensional (2D) wavelet analysis as a general interrogative technique for the detection of spatial structure in lattice data. The 2D wavelet analysis detects components of hierarchical structure and displays the locational information of the components. Patches and gaps of different spatial scales in graphical presentation of wavelet coefficients can be linked to the local ecological processes that determine patterns at stand or landscape scales. Derived from the 2D wavelet transform function, the calculation of wavelet variance can reduce the four-dimensional data of wavelet coefficients to a two-dimensional wavelet variance function and quantify the contribution of the given scale to the overall pattern. We illustrate the use of the 2D wavelet analysis by analyzing two simulated patterns and identifying the regeneration pattern of the Quercus liaotungensis in a warm temperate forest in north China. Our results indicate that the recruitment of Q. liaotungensis occurs in an overlapping area between the patch of adult and canopy gap at scales of 45m×45m-70m×70 m and 20m×20m-30m×30m. The regeneration pattern of Q. liaotungensis can be mainly ascribed to a trade-off between two ecological processes: recruitment around parent trees and the physiological light requirements of seedlings and saplings. Our results provide a general portrayal of the regeneration pattern for the dispersal-limited and shade-intolerant Quercus species. We find that the two-dimensional wavelet analysis efficiently characterizes the scale-specific pattern of Q. liaotungensis at different life-history stages.