蒙古栎次生林群落结构及优势种群点格局分析

为探求大小兴安岭过渡区物种共存、生物多样性保护与维持机制,以黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区蒙古栎天然次生林25 hm²固定样地调查数据为基础,从群落物种组成、结构特征、径级结构以及优势种群的空间点格局分析对该样地进行分析。结果表明：样地内共有胸径≥1 cm的维管植物10种,活立木共 34 778株,平均密度1 392株·hm^-2。其中,重要值大于10%的物种共计4种,依次为蒙古栎（Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.）、黑桦（Betula dahurica Pall.）、白桦（Betula platyphylla Suk.）、兴安落叶松（Larix gmelinii（Rupr.）Kuzen）,占全样地的89.65%。该样地的Shannon-Wiener多样性H′、Simpson多样性D、Pielou均匀度指数J分别为1.577、0.760、0.685。表明该群落稀有物种较少,常见种比例较大,群落结构较为简单。样地内所有树种平均胸径10.77 cm。群落内总径级分布呈“倒J型”,符合典型异龄林的分布特征。黑桦、白桦径级分布近似“倒J型”,属于增长种群,蒙古栎种群径级结构为双峰型。兴安落叶松种群径级近似正态分布,有随演替进行逐渐消失的趋势,属于该群落的衰退种。在CSR模型下,4种优势种群的空间格局主要表现为聚集分布,且聚集程度随尺度增加聚集程度减弱,最终呈现随机或均匀分布趋势。在NS模型下,除兴安落叶松外,其余3种植株在小尺度（0~5 m）表现聚集性,可能是受种子的扩散限制的影响。对比4种优势种群,聚集强度表现为黑桦＞白桦＞蒙古栎＞兴安落叶松,因此我们推断群落内不同种群的聚集强度不仅与研究尺度相关,与种群的多度也存在一定的相关关系。     

关帝山次生杨桦林种群结构与立木的空间点格局

选择关帝山典型天然次生杨桦林样地进行种群结构分析,并运用空间点格局分析方法O-ring统计系统分析了次生杨桦林群落内不同尺度下种群空间分布格局及种间关联性.结果表明,在个体组成上,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)、红桦(B.albo-sinensis)和山杨(Populus davidiana)是目前次生杨桦林样地的优势种.但从种群径级结构看,白桦、红桦和山杨天然更新不良,而云杉(Picea spp.)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)幼苗呈现良好的更新状态.随着演替的进行,云杉、落叶松将逐渐进入林冠层并取代白桦、红桦和山杨成为该森林的优势种;从种群空间分布格局来看,红桦、白桦表现为小尺度上明显聚集,华北落叶松、皂柳(Salix wallichiana)表现为小尺度上强聚集性分布格局.种群空间分布格局受空间尺度、群落结构及种群径级结构综合作用的影响;空间关联性分析表明,红桦与华北落叶松、红桦与皂柳、皂柳与华北落叶松在小尺度上正相关,其它树种间没有表现出明显关联性.     

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.     

青藏高原东缘红桦-岷江冷杉次生林中大径级保留木对其他林木的影响

为了研究森林采伐后保留木在次生群落恢复过程中对其他林木的影响, 采用Hegyi单木竞争指数(CI)和标记相关点格局k_d(r)函数对4 hm ²红桦-岷江冷杉(Betula albosinensis-Abies faxoniana)次生林样地中大径级保留木与其他林木的空间关系进行了分析。结果表明: 1)优势树种红桦(Betula albosinensis)与岷江冷杉(Abies faxoniana)的种间、种内竞争中, 种间Hegyi单木竞争指数(CI) (2.484) >红桦种内CI (1.711) >岷江冷杉种内CI (1.548); 2)大径级保留木与其他径级林木间的竞争指数中, 红桦大径级保留木与红桦小树的竞争指数最大, 红桦大径级保留木与岷江冷杉小树、岷江冷杉大径级保留木与红桦小树和岷江冷杉小树这三组的竞争指数之间无显著差异, 且三者的值最小; 3)在14.5-15.5 m尺度上, 红桦大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间正关联; 在6.5-7.5 m的尺度上, 岷江冷杉大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间负关联; 0-100 m尺度上, 岷江冷杉幼苗(树龄≥4年)与两种大径级保留木均呈相互独立的空间关系。     

植被演替过程中种群格局动态的分形分析

该文根据“空间代替时间”的原则和对马尾松(Pinus massoniana)种群的重要值-平均胸径的变动趋势的分析,确定5个森林群落为广东省黑石顶自然保护区森林群落演替的一个时间序列;并在此基础上,运用分形理论的计盒维数和信息维数,对演替过程中马尾松种群空间格局的动态进行了分形分析。结果表明,马尾松种群的计盒维数和信息维数2个参数值均呈递减趋势,与其个体数、重要值变动趋势一致。在群落的演替过程中,马尾松种群的空间占据能力不断下降,种群呈衰退趋势。随其在群落中的优势地位逐渐被其它种群取代,群落将由以马尾松占绝对优势的单优群落演替为多优常绿阔叶林群落。分析结果同时表明,分形分析是群落演替过程中种群空间格局动态研究的有效方法,分形维数则能反映种群格局的尺度变化规律。     

鄂尔多斯高原沙地植被和两种优势克隆半灌木的空间格局

群落优势种重要值的变化可以表征植被的演替状况。研究了鄂尔多斯高原飞播后不同演替阶段的沙地植被 ,以及两种优势克隆植物羊柴 (H edysarum laeve)和油蒿 (Artemisia ordosica)种群的空间格局。结果表明 :在调查的尺度内 ,群落水平上 ,演替前期和演替中期的植被盖度空间自相关发生的尺度远小于演替后期。随着植被的演替和发育 ,小于抽样尺度 (<1m)的随机变异逐渐增加。暗示着植被盖度空间格局的变化与羊柴种群和油蒿种群在群落中的地位的变化有关。种群水平上 ,小尺度的空间自相关控制着羊柴种群在 3个演替阶段的空间格局 ;处于前 2个演替阶段的油蒿种群 ,空间格局受更大尺度的过程控制 ,并在自身为建群种的群落随机分布。对于 3个演替阶段的油蒿种群而言 ,发生在小于抽样尺度 (<1m)的随机变异都高于相应的羊柴种群。这两种克隆半灌木的种群空间格局的差异可能与二者克隆构型和克隆性的不同有关。本文还根据这两种植物的生物学特性探讨了二者对鄂尔多斯高原沙地植被恢复的不同作用     

新疆天山峡谷不同坡向野核桃种群分布格局

在天山峡谷野核桃分布的4条沟谷的阳坡和阴坡设置8个4000 m²样地,应用相邻格子法对野核桃每木调查,在不同尺度(面积)上采用方差/均值比率法和偏离指数(C_x)、负二项参数(K)、丛生指数(I)、平均拥挤度(m^*)、聚块性指数(PAI)、聚集指数(C_a)等聚集强度指数对野核桃种群分布格局进行分析.结果表明: 随尺度增大,野核桃种群由集群分布向随机分布过渡;在25 m²尺度上,种群整体呈集群分布,但不同样地种群聚集强度存在较大差异,西沟阴坡种群聚集程度最大,南沟阴坡种群聚集程度最小;在50～400 m²尺度上,种群整体呈随机分布.在25 m²尺度上,幼树、小树和壮年树均呈集群分布,壮年树聚集强度最大,小树聚集强度最小;当取样尺度达到200～400 m²时,幼树、小树、壮年树和大树均呈随机分布.野核桃种群格局规模为25 m²,格局强度为2.49～9.38 m²;种群组分中小树格局强度最大,壮年树格局强度最小.取样尺度与种群斑块大小接近,采用适合的测定方法并应用多指数综合判定,一般可获得可靠的结论.     

内蒙古黑里河天然油松林主要树种的空间分布格局

于内蒙古黑里河自然保护区设置1.96 hm2的油松林固定监测样地,用样方法对油松林物种组成及其分布进行调查分析,并用Ripley's K函数对乔木层的主要树种进行空间格局分析,以探讨油松种群不同生长阶段个体(幼树、小树及大树)的空间分布.结果表明:乔木层共调查到13个树种,油松为优势种,主要伴生种包括色木槭、蒙古栎、蒙椴、山杨和白桦.油松林内各主要树种的径级结构均呈反J型分布.各主要树种在空间分布上主要表现为聚集分布,油松种群在1～65 m的尺度上呈聚集分布,大于65 m的尺度表现为随机分布,色木槭、蒙古栎、蒙椴、山杨和白桦在所有尺度上呈聚集分布.随着种群发育(幼树-小树-大树),油松种群由聚集分布趋于随机分布,体现了油松种群的生存策略.     

蒙古栎林种内和种间竞争研究

蒙古栎（Quercus mongolica Fischer ex Ledebour）林是东北地区常见的典型森林类型之一。以黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区面积为1 hm²的蒙古栎林固定样地为研究对象，采用固定样圆法确定了竞争范围，并利用Hegyi竞争指数分析了蒙古栎林的种内和种间竞争状态。研究结果表明：蒙古栎的种内和种间竞争强度分别占总竞争强度的28.08%和71.92%，说明了蒙古栎的种内竞争强度小，竞争压力主要来自于种间。白桦（Betula platyphylla Suk.）、黑桦（Betula dahurica Pall.）、兴安落叶松（Larix gmelinii（Ruprecht）Kuzeneva）数量较多，个体高大，对蒙古栎的竞争压力较大。蒙古栎种内和种间竞争强度的顺序为：白桦 > 蒙古栎 > 黑桦 > 兴安落叶松 > 山杨（Populus davidiana Dode） > 紫椴（Tilia amurensis Rupr.） > 大黄柳（Salix raddeana Laksch.）。蒙古栎的胸径与整个林分、伴生树种以及蒙古栎种内的竞争强度成幂函数关系，随着对象木胸径增大，3种竞争强度均减小。当蒙古栎胸径小于20 cm时，竞争强度较大；当胸径大于20 cm时，蒙古栎所受的竞争压力较小，并趋于稳定，通过所得的模型可以很好地预测出蒙古栎种内和种间的竞争强度。     

典型草原退化群落不同恢复演替阶段羊草种群空间格局的比较

羊草(Leymus chinensis)为典型草原群落的主要建群种之一, 在群落中扮演着重要角色。应用摄影定位法测定处于不同恢复演替阶段的羊草种群空间格局, 通过点格局、种群空斑、种群领地及种群领地密度等方法分析发现, 羊草种群在恢复演替过程中经历了种群增长和种群衰退的过程。在此过程中, 羊草种群数量出现最高点, 此点之前, 种群拓殖大于自疏, 种群整体增长; 此点之后, 种间竞争及种内竞争致使种群衰退, 而种间竞争占主导地位, 种内竞争相对较弱。羊草种群的增衰导致种群空斑发生变化, 从而引起种群格局类型发生相应的变化, 表现为在恢复21 a的群落中, 羊草种群在10 m×10 m的取样范围内表现出两种格局分布类型: 在0~4.85 m之间呈现聚集分布, 当尺度大于4.85 m时, 则表现为随机分布; 在恢复8 a的群落中, 羊草种群在10 m×10 m的取样范围内出现3种格局分布类型: 在0~3.01 m之间呈聚集分布, 在3.01~3.37 m之间为随机分布, 当尺度大于3.37 m时则表现为均匀分布; 在严重退化群落中, 羊草种群在整个10 m×10 m测定尺度上呈现聚集分布。由此可见, 羊草种群格局在恢复演替过程中是变化的, 这种变化主要由群落剩余资源驱动下的种群拓殖及种内种间竞争所致。     

北京八达岭林场不同森林类型人工林生物量研究

利用标准地法对八达岭林场人工林主要树种的生物量进行了测定,建立了油松(Pinus tabulaeformis)、黑桦(Betula dahurica Pall)、槺椴(Tilia mandshurica)、五角枫(Acer mono Maxim)及华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的生物量相对生长模型。结果表明,八达岭林场各主要树种生物量分配比例的大小顺序为:五角枫>油松>槺椴>黑桦>落叶松。各树种的生物量值为五角枫93.28 t/hm²>油松86.40 t/hm²>槺椴50.24 t/hm²>黑桦 36.05 t/hm²>落叶松20.21 t/hm²。5 个树种的总生物量为286.17 t/hm²。利用IPCC 模型计算结果表明不同树种在相同的时间下产生的生物量是不同的,并用实际数据指出生长模型的建立方法不同可能带来的生物量计算的差异。此研究结果可用于建立广泛适用的生长模型及在不同树种的生物量计算方面起到重要作用。     

喀斯特次生林幼树更新空间分布格局及种间关联性

本研究以贵州省喀斯特典型区域紫云苗族布依族自治县撂荒30余年后自然恢复形成的次生林为对象,设置140 m×120 m固定样地,系统调查样地内幼树更新,并采用空间点格局分析方法分析幼树更新优势种群在不同空间尺度下的分布格局和种间关联性。结果表明: 调查样地中幼树共计1291株,包括39个树种,其中光皮桦、化香、马尾松、枫香和山杨5个树种的幼树个体数量总和达83.7%,重要值总和达77.8%,为幼树更新的优势树种。光皮桦、化香和枫香3个幼树优势种群的空间分布格局在0～60 m空间尺度上均呈现较强的聚集分布;马尾松和山杨2个幼树优势种群在小尺度上呈现聚集分布,大尺度上则随机分布。幼树优势种群空间关联性多呈现正关联,仅马尾松与枫香和山杨在小尺度呈现正关联,大尺度呈现不相关。调查样地5个幼树优势种群空间分布格局及种间关联性差别较大,可能与树种的生物学特性、生境及空间资源的利用密切相关。目前,林分多以先锋树种为主,群落结构不稳定;以马尾松和光皮桦为优势种群的松-桦混交林可能成为下一阶段演替方向,建议通过森林经营措施加快植被恢复进程。     

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.     

黄土区次降雨条件下林地径流和侵蚀产沙形成机制——以人工油松林和次生山杨林为例

以黄土区两种常见森林植被(次生山杨林和人工油松林)长期定位观测试验为基础,从水量平衡和径流产沙机理出发,分析了次降雨条件下两种林地和荒地坡面产流产沙过程.结果表明,次降雨量在5.0～50.0 mm范围内,油松林和山杨林的林冠和枯枝落叶层总截留率分别为15.45%～56.80%和20.56%～47.81%,且随降雨量的增大而减小.与荒坡地相比,林地土壤入渗性能显著增强,尤其是0～20cm土层.分析表明,在一般降水条件下林地无径流产生;而在降雨雨强为2.5 mm·min^-1和历时30 min条件下,山杨林地无地表径流产生,荒坡地的径流流速和径流挟沙浓度均为油松林地的23.5倍,而其径流剪切力和径流能量均为后者的8倍;油松林地的径流量和产沙量比荒地分别减少了87.6%和99.4%,与径流小区多年(1988～2000)观测平均值(分别为87.0%和99.9%)相近.     

黄土区次降雨条件下林地径流和侵蚀产沙形成机制——以人工油松林和次生山杨林为例

以黄土区两种常见森林植被(次生山杨林和人工油松林)长期定位观测试验为基础,从水量平衡和径流产沙机理出发,分析了次降雨条件下两种林地和荒地坡面产流产沙过程.结果表明,次降雨量在5.0～50.0 mm范围内,油松林和山杨林的林冠和枯枝落叶层总截留率分别为15.45%～56.80%和20.56%～47.81%,且随降雨量的增大而减小.与荒坡地相比,林地土壤入渗性能显著增强,尤其是0～20cm土层.分析表明,在一般降水条件下林地无径流产生;而在降雨雨强为2.5 mm·min^-1和历时30 min条件下,山杨林地无地表径流产生,荒坡地的径流流速和径流挟沙浓度均为油松林地的23.5倍,而其径流剪切力和径流能量均为后者的8倍;油松林地的径流量和产沙量比荒地分别减少了87.6%和99.4%,与径流小区多年(1988～2000)观测平均值(分别为87.0%和99.9%)相近.     

典型黑土区主要树种根系构型特征及其对固土能力的影响

为量化典型黑土区主要树种根系构型特征,探究其对固土能力的影响,以该区分布较广的榆叶梅、小叶锦鸡儿、白桦、糖槭、红皮云杉、樟子松单株个体为研究对象,采用全根挖掘和WinRHIZO Pro LA2004分析系统相结合对其根系空间分布、几何形态、分形等特征进行测定,同时采用原位整株根系拉拔的方法量化根系垂直拉拔力。结果表明: 榆叶梅以倾斜根为主,小叶锦鸡儿、白桦、糖槭和红皮云杉以水平根为主,樟子松根系在水平和垂直分布上较为均衡;除白桦总根表面积和红皮云杉总根长外,灌木树种总根长、总根表面积显著大于乔木,落叶阔叶乔木总根长、总根表面积显著大于针叶常绿乔木,白桦总根体积显著大于小叶锦鸡儿、糖槭、红皮云杉和樟子松;榆叶梅、小叶锦鸡儿和白桦根系分形维数和分形丰度显著大于红皮云杉和樟子松;榆叶梅、小叶锦鸡儿和糖槭整株根系平均最大垂直拉拔力显著大于白桦、樟子松和红皮云杉。主要受根系总根长、总根表面积和倾斜根数量的影响,榆叶梅、小叶锦鸡儿和糖槭根系表现出较强的固土能力,可作为典型黑土区水土保持植被构建中优先选择的树种。     

北京通州平原生态林空间结构特征

林分空间结构直接反映林木间资源竞争情况和生长空间分配状况,对掌握生态林生长状况、制定林分结构调控措施,提升森林质量和生态服务具有重要作用。本文以北京市通州区油松林、白蜡林、旱柳林、毛白杨林、国槐林、刺槐林和垂柳林7种平原生态林为对象,采用聚集度、角尺度、大小比数、开敞度、树冠指数、竞争指数、边缘效益和空间结构综合指数评价了平原生态林的空间结构特征。结果表明: 研究区林分水平分布格局良好,聚集度处于0.32～1.41,角尺度都分布在0.4左右,大小比数主要分布在0.5附近。林分垂直分布格局有待改善,开敞度介于0.19～0.52,大部分树冠指数在0.7左右,竞争指数均大于50,整体居于高位状态。除刺槐林空间结构综合评价指数为Ⅲ级外,其他6种林分均为Ⅱ级,林分开阔程度较低,生活力一般,各林分空间结构综合评价指数从大到小为刺槐林>垂柳林>油松林>旱柳林>白蜡林>国槐林>毛白杨林。     

太白山巴山冷杉林主要树种与开花秦岭箭竹的空间点格局分析

采用单变量和双变量O-ring函数对太白山大熊猫栖息地巴山冷杉林主要树种的空间分布格局、种间关联性及其与林下开花箭竹的空间关联性进行了多尺度分析.结果表明: 巴山冷杉林中,巴山冷杉数量最多,但种群结构衰退,白桦种群相对年轻,种群结构稳定,红桦种群也呈衰退趋势;3个主要树种在小尺度上呈聚集分布,随尺度增加,逐渐表现为随机分布.3个树种的空间关联性主要表现在小尺度范围内,随尺度增加,空间分布格局逐渐表现为不关联;巴山冷杉和白桦与开花秦岭箭竹在大、中尺度内呈现正相关,而红桦与开花秦岭箭竹在大、中尺度上表现出负相关.大熊猫栖息地内乔木和林下秦岭箭竹共同推动森林的动态演替和发展,进而影响秦岭大熊猫栖息地的环境变化.     

天然毛竹林竞争空间关系分析

以浙江天目山天然毛竹(Phyllostachys edulis)林为研究对象, 在毛竹林样地测量和调查的基础上, 利用地理信息系统和空间分析方法, 从天然毛竹林生存竞争的微观视角, 研究毛竹林生存竞争的空间自相关分布特征、竞争强度与毛竹密度和年龄的关系、竞争强度各向异性及与其所在样地坡向间的关系。研究结果发现: 毛竹林竞争呈现出空间自相关的特征, 竞争强度呈现出高与高、低与低集聚生长的特点; 天然毛竹林的空间分布密度与竞争强度呈现出正相关的趋势, 高强度竞争区域的毛竹密度显著大于低强度竞争区域的密度; 年龄在不同竞争强度区域的分布具有差异, 分布在低强度竞争区域上的毛竹年龄显著低于中、高强度竞争区域的年龄; 生长在中、高强度竞争区域上的毛竹年龄之间没有显著差异; 天然毛竹林竞争强度呈现出各向异性的特点且与其所在坡向相互垂直, 垂直于坡向方向上的竞争强度高于平行于坡向方向的竞争强度。通过研究表明, 空间分析方法能够有效地应用于研究天然毛竹林的生长规律, 为毛竹的合理经营与采伐提供指导意义。