灵空山辽东栎种群年龄结构与动态

利用生存分析理论,分析了山西灵空山自然保护区辽东栎种群的年龄结构,以及树高与胸径的关系,绘制了静态生命表和存活曲线.结果表明： 辽东栎种群年龄结构金字塔呈两头小中间大的纺锤型,处于稳定状态.辽东栎种群的树高和胸径的相关关系可用一元线性方程拟合.辽东栎种群的最高生命期望值出现在死亡率最高的龄级之后,且极大值与死亡密度最小值相对应,说明在经过自然筛选和种内竞争后,存活下来的幼苗幼树具有较强的生命期望寿命.辽东栎种群的存活曲线呈Deevey-Ⅱ型,为稳定种群.辽东栎种群动态表现为前期衰退、中期增长、后期稳定.
     

）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.     

秦岭佛坪自然保护区短柄枹栎种群的数量特征

在佛坪国家级自然保护区选取具有代表性的短柄枹栎林群落进行调查,采用空间序列代替时间变化的方法,划分年龄结构,编制静态生命表,绘制存活曲线和死亡率曲线,同时进行生存分析及谱分析,以揭示秦岭佛坪短柄枹栎种群的数量特征。结果显示:(1)佛坪自然保护区的短柄枹栎种群以中幼林为主体,老龄个体较少,种群年龄结构呈倒J型,属增长型种群。(2)短柄枹栎种群的死亡峰值出现在第Ⅰ龄级(胸径0~5cm)和第Ⅵ龄级(胸径25~30cm),生命期望在第Ⅱ龄级(胸径5~10cm)时达到最大;短柄枹栎种群存活曲线属于Deevey-Ⅱ型,可视为稳定种群。(3)短柄枹栎种群动态存在着周期性,基本周期较长,且大周期内存在小周期。研究表明,佛坪自然保护区短柄枹栎种群目前处于稳定增长的状态。     

秦岭林区锐齿栎次生林种群空间分布格局

以秦岭林区阳坡、阴坡2个典型地段上的锐齿栎次生林为研究对象,运用点格局分析方法 O-ring函数分析了不同坡向、不同发育阶段种群空间分布格局及不同坡向锐齿栎种群的种内与种间空间关联性,探讨锐齿栎空间格局形成和种群维持机制。结果表明:阴坡锐齿栎种群聚集程度高于阳坡;两种坡向种群各发育阶段空间分布格局相似,从幼树到大树均呈现出聚集到随机甚至均匀分布的规律;不同坡向种群各发育阶段间关联性不同,阳坡各发育阶段间呈一定的正相关,而阴坡呈一定的负相关;阳坡中,山杨与锐齿栎种群分布呈一定正相关,灯台树、鹅耳枥与其呈一定负相关,在阴坡,山杨、漆树与锐齿栎呈一定正相关,灯台树、青榨槭、鹅耳枥与其呈一定负相关。结果表明:目前,阳坡锐齿栎种群结构较好,种内、种间竞争不激烈,而阴坡种群不仅受种间竞争的影响,同样受到种内竞争的制约,最终导致其林分结构较差,更新不良,从长远上看,适当疏伐可以增加林内透光性,有益于促进种群的更新与稳定。     

黄龙山林区不同郁闭度对辽东栎种群结构的影响

辽东栎是黄龙山林区主要的建群种,通过典型取样选择16块样地,对其年龄结构、静态生命表、存活曲线、高度级结构、冠幅结构的绘制,研究其在不同郁闭度(0.6、0.7、0.8、0.9)不同坡向(阴坡、阳坡)生境中变化规律。结果表明:辽东栎幼苗数量在郁闭度0.6、0.7、0.8、0.9样地中,分别占全部个体数量的57%、64%、36%、47%,从年龄结构、静态生命表、存活曲线均表明辽东栎幼苗在4个不同郁闭度中比例都是最大的,大树比例次之,幼树小树比例最少,幼树小树是辽东栎更新瓶颈阶段,辽东栎种群存活曲线均属于R.PearlⅢ型,在郁闭度0.7波动最小;从辽东栎种群的年龄结构、静态生命表、存活曲线、高度级结构、冠幅结构等指标综合表现中可以看出辽东栎种群在郁闭度0.7生境优于郁闭度0.6、0.8、0.9生境;辽东栎在阳坡的幼苗、幼树、小树、比例高于阴坡,而大树比例低于阴坡;除高度级a外,阳坡多集中在c、d、e高度级,阴坡高度级多集中在d、e、f;在阳坡冠幅级10以下均有分布,在阴坡冠幅多集中在冠幅级7以下;无论在阳坡还是阴坡,郁闭度0.7更适合辽东栎更新生长,可以作为西北地区抚育间伐的理想条件。     

秦岭锐齿栎群落数量特征的研究

对秦岭锐齿栎群落的研究结果表明,该群落乔木层可划为两个亚层,其生活型以高位芽占优势。地面芽次之,锐齿栎、华山松的胸径结构呈左偏正态分布;油松的胸径主要以小径级居多;漆树的胸径以大径级的个体占有较大的比例,属于衰退种群;板栗主要是以小径级的幼树和小树为主,处于幼龄向中龄过渡阶段;山杨处于由进展向稳定过渡阶段,属于中幼龄林,林分的胸径结构主要受锐齿栎种群的胸径变化的影响,聚类与排序结果一致,得到6个类型：鞘柄菝葜+蔷薇-栓皮栎+灰榆-锐齿栎群丛;美丽胡枝子+鞘柄菝葜-板栗-锐齿栎群丛;榛子-尖叶四照花+山杨-锐齿栎群丛;樱桃+榛子-漆树-锐齿栎群丛;榛子+蔷薇-华山松-锐齿栎群丛;箭竹-华山松+油松-锐齿栎群丛,表明锐齿栎群落在海拔分布上的连续性和群落类型分布的间断性。     

秦岭华北落叶松林乔木种群结构与更新

华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)在秦岭属于外来物种。以种群径级结构代替年龄结构,采用静态生命表、生存曲线分析方法,探讨了秦岭华北落叶松种群以及群落中其他乔木的年龄结构和自我更新能力,同时与本地树种华山松林的乔木种群特征进行了比较。结果表明:华北落叶松种群密度较高,幼苗数量少且死亡率较高,种群内其他乔木树种仅有极少量幼苗,乔木的自我更新能力较差。由生命表从动态的角度分析,华北落叶松是一个衰退型种群,华山松则为稳定发展的种群。建议对华北落叶松采取适当间伐,人工促进更新。     

黄山松种群结构与动态研究

以“空间代替时间”的方法,以种群径级结构代替年龄结构,采用静态生命表和生存分析的方法,探讨了天柱山国家森林公园黄山松种群结构和动态规律。结果表明,随海拔升高,黄山松种群密度增大,径级分布范围减小,种群存活曲线由Deevey-Ⅱ型之间过渡到Deevey—Ⅰ型,种群由稳定型过渡为增长型。表明由低海拔向高海拔,黄山松种群处于不同的演替和发展阶段。     

小陇山锐齿栎林种群空间格局及关联性变化分析

基于2008年和2013年对位于秦岭山脉西端、甘肃东南部小陇山林区的林分调查数据,选取树种锐齿栎、膀胱果和青榨槭为研究对象,运用点格局O-ring O(t)函数分析法,探讨5年前后锐齿栎林种群空间分布格局与关联性变化情况(其中,对树种锐齿栎进行分林层讨论,而对于膀胱果和青榨槭则不分层,空间关联性分析均不分层)。结果显示:(1)5年前后,锐齿栎林的空间格局整体上表现为随机分布;林上层锐齿栎分布稳定,主要为随机分布,林间层多均匀分布,林下层聚集分布明显;树种膀胱果和青榨槭因株数较少,在大部分尺度上仍随机分布,但随时间变化在局部尺度上则出现轻微的聚集分布。(2)分析林木空间关联性变化,则膀胱果与锐齿栎在幼树期因相互竞争而大部分尺度上互为负相关,其生长发育到一定阶段相互促生且小部分尺度上相互独立;树种锐齿栎与青榨槭、膀胱果与青榨槭在整体上保持无关联,逐渐发展为小范围内互为相关性。研究表明:不同调查时间锐齿栎林主要树种空间分布格局变化对其尺度依赖性强,林木分布格局的尺度吻合程度较高,林分整体上为随机分布,说明五年前后林分空间分布格局基本没变;就主要树种而言,锐齿栎分布格局变化符合群落中种群发育的规律,膀胱果和青榨槭分布格局变化受株数影响较大;林木种间关联性变化与种群结构及其演替阶段有关;但就群落演替过程而言,5年期限不足以表征整座林分的演替规律,需进一步拓宽研究年限。     

林隙与林下环境对锐齿槲栎和米心水青冈种群更新的影响

锐齿槲栎 (Quercusalienavar.acuteserrata ) 和米心水青冈 (Fagusengleriana) 是广泛分布在我国暖温带和亚热带山地中海拔地段的主要建群种, 对水土保持和维持生态系统稳定具重要意义。该文通过在神农架地区的典型样地调查, 分析了这 2个种群在林隙和林下不同光环境中的更新状况和径级结构 ;利用便携式Licor₆ 4 0 0光合仪测量了 2种苗木的光饱和及光诱导曲线, 探讨了光对这 2个树种更新的影响机理。实验结果表明, 在所调查的林地中, 锐齿槲栎和米心水青冈种群都有充足的幼苗库, 锐齿槲栎幼苗以实生为主, 米心水青冈幼苗以萌生为主 ;从幼苗到幼树的转化过程中, 锐齿槲栎的成活率几乎为零, 而米心水青冈的成活率约为 6 %~ 8% ;在两者的混交林中, 米心水青冈种群呈稳定的金字塔形年龄结构, 而锐齿槲栎则是某一生长阶段的种群占据主导地位。光饱和曲线显示, 对 2年生同生群苗木, 在林窗下, 锐齿槲栎的最大净光合速率 (4.6 1μmol·m-2 ·s-1) 比米心水青冈的 (4.16 μmol·m-2 ·s-1) 要高 ;而在林冠下, 米心水青冈的最大净光合速率 (Pn=3.89μmol·m-2 ·s-1) 比锐齿槲栎的最大净光合速率 (Pn=3.6 8μmol·m-2 ·s-1) 要高。无论在林窗下或林冠下, 米心水青冈幼苗的光饱和点比锐齿槲栎的要低。两者混交林下的光诱导曲线显示, 与米心水青冈幼苗相比, 锐齿槲栎幼苗对光的反应速度较慢, 最大净光合速率也较低, 在林冠下表现出较弱的竞争力。资源分配试验证明, 锐齿槲栎在幼苗阶段以地上部分生长为主, 而米心水青冈倾向于把更多的干物质贮藏在根部, 显示出不同的光利用策略。     

Population structure and spatial pattern of predominant tree species in a pine–oak mosaic mixed forest in the Qinling Mountains,China

This study investigated a typical pine-oak mosaic mixed forest in the Qinling Mountains, China. In the sample plot, the population structure and spatial distribution of the stems were analyzed for the predominant species, to identify the mechanisms of species coexistence and successional trends of the forest. The population structures of all species were bimodally distributed, with young trees (DBH <1 cm) more abundant than older trees. The population structures of Quercus aliena var. acuteserrata was bimodal and rather continuous. However, Pinus tabuliformis and Pinus armandii were discontinuously bimodal, with distinct size deficiencies. Q. aliena var. acuteserrata trees were clumped throughout the plot, although those of P. tabuliformis and P. armandii were clumped at small scales. Notable negative spatial associations between Q. aliena var. acuteserrata and P. tabuliformis were found at almost scales. P. armandii and Q. aliena var. acuteserrata were negatively spatially associated at small scales but positively associated at large scales. Our findings suggest that interspecific competition gradually develops among the predominant tree species. The dynamics of the pine-oak mosaic mixed forest formed a mosaic distribution of uniformly mixed types, with the slow infiltration of Q. aliena var. acuteserrata populations that would eventually establish a pure stand.     

佛坪国家级自然保护区短柄木包栎林初步研究

对佛坪国家级自然保护区短柄木包栎林进行了初步研究 ,结果表明 :佛坪自然保护区是目前秦岭中短柄木包栎林分布比较集中的地区 ,短柄木包栎林在该地区主要分布于海拔 1 30 0～ 1 70 0 m,处在锐齿槲栎林带中偏干暖条件下 ,与锐齿槲栎林分别占据着不同的生境 ;其物种组成及其生活型谱、种群结构、物种多样性特征等都表明短柄木包栎林在本区是一稳定的群落。     

小陇山国家级自然保护区次生林分类、排序及演替

在野外调查基础上,采用TWINSPAN和DCA对小陇山林区次生林群落进行了数量分类和排序,从植物群系组成、植物群落与环境的生态关系方面,研究小陇山植被群落的分布格局,用以确定该区次生林演替,并给予合理的环境解释。结果表明:采用TWINSPAN数量分类方法,将植被划分为12个群落类型;DCA排序图明显反映出排序轴的生态意义,第一轴基本上突出反映了湿度变化,沿第一轴从左到右,湿度逐渐增大;第二轴主要表现了温度梯度,沿第二轴从下到上,温度逐渐降低;次生林的演替序列为山杨林→山杨+白桦林→锐齿栎混交林及锐齿栎纯林,其自然恢复演替以锐齿栎林为顶极群落。     

濒危植物秦岭冷杉种群数量动态

为了对濒危植物秦岭冷杉种群数量动态评价和预测,通过样地调查和数据统计,研究了秦岭冷杉种群的年龄结构、静态生命表及其与环境因子关系,运用时间序列模型预测了种群数量动态.结果表明,多数秦岭冷杉种群幼龄级个体数较少,中老龄个体数量较大,呈衰退趋势.仅处于低海拔地区的秦岭冷杉-木蓝-苔草群丛中的种群(D种群)由于立地条件较好,幼龄级个体数量相对丰富,种群稳定.不同秦岭冷杉种群生命表和存活曲线的分析表明,尽管生境条件差异,但存活曲线基本接近DeeveyⅢ型;不同种群偏离典型存活曲线的程度与幼苗缺乏程度有关,一般Ⅲ～Ⅴ龄级死亡率较高.时间序列分析表明,在未来20、40和80年中,不同秦岭冷杉种群均会呈现老龄级株数先增后减的趋势,种群稳定性长期维持困难.对影响秦岭冷杉种群增长的10个环境因子通过主成分分析(PCA)发现,乔木层盖度、土壤有机质含量和空气湿度对种群发挥有利影响,而人为干扰和光照强度对秦岭冷杉种群增长发挥不利影响.应充分利用秦岭冷杉性喜荫、耐寒、种子活力较强的特点,加强现有林分就地保护,重点是具有结实能力的中老龄个体;在阴坡地带,对林下灌木比较密集的群丛,通过砍灌、清理林下活地被物等抚育措施,为幼苗发育创造良好的环境条件;就地采种育苗,扩大人工种群.     

濒危植物南方红豆杉种群生命表及谱分析

Based on the investigation in Longxi Mountain National Nature Reserve and the theory of survival analysis, a static life table of Taxus chinensis var. mairei population was worked out, the curves of its survival rate, mortality rate and killing power were drawn, and the population dynamics was analyzed by spectral analysis. The results showed that the survival curve of the population appeared to be a type of Deevey-Ⅲ, and the high mortality of seeding was one of the important reasons which caused Taxus chinensis var. mairei to be endangered. The spectral analysis of the population showed that there was a marked periodic regularity in the process of natural regeneration of Taxus chinensis var. mairei.     

秦岭南坡短柄枹栎和锐齿槲栎的种子产量和种子大小及其与昆虫寄生的关系

【目的】为了解昆虫寄生特征与短柄枹栎 Quercus glandulifera 和锐齿槲栎 Quercus aliena var. acuteserrata 的种子产量及种子大小的关系。【方法】本研究于2011和2012年在秦岭南坡佛坪国家自然保护区,对短柄枹栎和锐齿槲栎种群的种子产量和昆虫寄生特征进行了野外调查研究。【结果】2年中短柄枹栎、锐齿槲栎种子雨密度和种子产量均差异明显,2011年短柄枹栎种子雨密度和种子产量分别为145.76±24.56粒/m²和74.97±11.56粒/m²,分别显著高于2012年的64.09±9.61粒/m²和34.30±3.51粒/m²;2011年锐齿槲栎种子雨密度和种子产量分别为238.88±43.97粒/m²和117.34±18.76粒/m²,分别显著高于2012年的112.00±19.20粒/m²和55.96±19.20粒/m²。2011年短柄枹栎和锐齿槲栎的种子产量中完好种子所占比例分别为49.73%和50.73%,分别显著高于2012年的38.69%和44.28%;而2011年虫蛀短柄枹栎和锐齿槲栎种子所占比例分别为28.05%和19.31%,分别低于2012年的39.77%和26.63%,但并无显著差异。2011和2012年,短柄枹栎和锐齿槲栎虫蛀种子个体均显著大于完好种子,且2011年二者虫蛀种子所含幼虫数与种子大小的相关性显著,2012年二者相关性不显著。【结论】短柄枹栎和锐齿槲栎种子的虫蛀率与种子产量有一定的关系,即在种子产量较低年份,虫蛀率有升高趋势,反之有降低趋势。同时,昆虫对这两种栎树种子中个体大的种子有寄生选择偏好,同时虫蛀种子所含幼虫数与种子大小也有一定的关系,即种子越大,所含昆虫幼虫数就越多。     

Variations in leaf litter decomposition across contrasting forest stands and controlling factors at local scale

Aims Litter decomposition is a critical pathway linking the above- and belowground processes. However, factors underlying the local spatial variations in forest litter decomposition are still not fully addressed. We investigated leaf litter decomposition across contrasting forest stands in central China, with objective to determine the spatial variations and controlling factors in forest floor leaf litter decomposition in relation to changes in forest stands in a temperate forest ecosystem.Methods Leaf litter decomposition was studied by using litterbag method across several typical forest stand types in Baotianman Nature Reserve, central China, including pure stands of Quercus aliena var. acuteserrata, Q. glandulifera var. brevipetiolata and Q. variabilis, respectively, and mixed pine/oak stands dominated by Pinus armandii and Q. aliena var. acuteserrata, as well as stands of pure Q. aliena var. acuteserrata trees ranging in stand age from ~40 to>160 years. Measurements were made on litter mass remaining and changes in litter chemistry during decomposition over a 2-year period, along with data collections on selective biotic and environmental factors. A reciprocal transplant experiment involving Q. aliena var. acuteserrata and Q. variabilis was concurrently carried out to test the occurrence of 'home-field advantage (HFA)' in local forests when only considering contrasting oak tree species. Correlation analyses and path analyses were performed to identify the dominant drivers and their relative contributions to variations in leaf litter decomposition.Important findings Significant variations were found in the rate of leaf litter decomposition among stands of different tree species but not among stand age classes. The values of decay constant, k, varied from 0.62 in Q. aliena var. acuteserrata stands to 0.56 in Q. variabilis stands. The reciprocal litter transplant experiment showed that the rate of leaf litter decomposition was on average 5% slower in home-fields than on reciprocal sites. Path analysis identified litter acid-unhydrolyzable residue (AUR) to N ratio, soil microbial biomass carbon (MBC), soil pH and soil organic carbon (SOC) as most prominent factors controlling the rate of leaf litter decomposition, collectively accounting for 57.8% of the variations; AUR/N had the greatest negative effect on k value, followed by weaker positive effects of SOC and MBC. Our findings suggest that tree species plays a primary role in affecting forest floor leaf litter decomposition by determining the litter quality, with site environment being a secondary factor contributing to the local variations in leaf litter decomposition in this temperate forest ecosystem.     

基于系统发育的燕山东麓植物群落的构建机制

群落构建机制对解释植物物种共存、多样性的维持与发展至关重要。本文以燕山山脉东麓的植物群落为研究对象,野外调查了374个植物样方（20 m×30 m）。通过多元回归树、植物群落亲缘关系指数、高斯核函数密度估计等研究,重点探究了植物群落构建的机制。研究结果表明,燕山东麓的植物群落可划分为以荆条（Vitex negundo var.heterophylla）、槲栎（Quercus aliena）、蒙古栎（Quercus mongolica）、栓皮栎（Quercus variabilis）和白蜡树（Fraxinus chinensis）为优势的5个群系。植物最大树高这一功能性状表现出了较强的系统发育信号,此区域植物功能性状保守性较强。荆条灌丛、槲栎、蒙古栎群系的群落构建过程以环境过滤为主导,栓皮栎群系的群落构建过程以负密度制约为主导,白蜡树群落的构建机制有由环境过滤向负密度制约过渡的趋势。另外,本文引用高斯核密度分布估计对亲缘关系指数的分布进行估计,直观、真实地反映了亲缘关系指数的个体值及整体趋势,为探讨群落构建的生态位机制和中性理论间的争论提供更直接的证据。