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.     

川西亚高山红桦-岷江冷杉林优势种群的空间格局分析

以红桦-岷江冷杉林4 hm²样地调查数据为基础,采用点格局分析法O-ring函数,分析了红桦和岷江冷杉2个优势种群不同龄级的空间分布格局,以及各龄级间的种内和种间关联性.结果表明：红桦种群径级分布呈单峰型,为衰退种群;岷江冷杉种群径级分布呈倒“J”型,为进展种群.岷江冷杉与红桦大树在所有尺度上均为随机分布,其余龄级在小尺度上为聚集分布,随尺度增大趋于随机分布和均匀分布,最大聚集强度随龄级增大而减弱.空间关联主要发生在小尺度上.岷江冷杉种内关联以小尺度正关联为主,红桦种内关联以小尺度负关联为主.对于2个种群的相同龄级,小龄级、中龄级和大龄级间,分别以空间无关联、负关联和无关联为主.2个种群间不同龄级间以负关联为主,龄级相差越大,其负关联越强.     

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.     

华北山地典型天然次生林群落的树种空间分布格局及其关联性

关帝山华北落叶松、云杉、杨桦天然次生林植被类型是华北高海拔地带代表性的森林类型。以该地区上述3种典型的天然次生林群落为例,运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析各群落主要树种的种群空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析各群落中树种间的空间关联性;并对同一树种在不同森林群落类型中种群空间分布格局和种间关联性的变化进行比较,以探讨华北山地次生林群落空间格局形成和种群维持与动态机制。研究结果表明,(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加树木种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;(2)同一树种在不同森林群落类型中空间分布格局差异很大。红桦、白桦和山杨在阔叶林中呈明显的小尺度聚集分布格局,而在针叶林群落呈随机分布。在阔叶次生林中混生的小龄级华北落叶松呈现聚集性空间分布格局。在华北落叶松为优势树种的针叶林中,大龄级的华北落叶松表现出小尺度上均匀分布和较大尺度上随机分布的格局特征;(3)各群落中树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(4)在阔叶树占优势的次生林,小龄级华北落叶松与桦木的分布有较明显的空间正关联性,而在华北落叶松为优势树种的针叶林,桦与华北落叶松并未表现明显的空间关联性。种群分布格局和种群间的空间关联性随群落结构、空间尺度和龄级结构不同而有较大变化。     

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。     

皖北石灰岩山地青檀种群不同发育阶段的点格局分析

基于皖北石灰岩山地青檀次生林的样地调查数据,采用空间代替时间和点格局O-ring统计法,研究了青檀种群的径级结构、不同发育阶段的空间分布格局及其相互关联性.结果表明:(1)不同样地青檀种群的径级结构大体呈倒“J”型,各径级均有个体分布,但主要集中在幼苗、幼树阶段,中树和大树较少,种群均属增长型.(2)幼苗、幼树和中树在个别小尺度上呈现出明显的聚集分布,且皇藏峪种群的聚集强度显著高于相山种群;随着尺度的增加,个体趋于随机分布.成树阶段的青檀个体均表现为随机分布或接近均匀分布.(3)各发育阶段间的空间关联主要表现在中、小尺度上,随着空间尺度的增加,空间关联性不显著.青檀种群结构和空间格局主要受群落生境的异质性、自身生物学特性(尤其是克隆繁殖)以及人为活动的干扰等因素影响.     

翅果油树群落主要物种空间分布格局及其关联性

以山西省翅果油树自然保护区翅果油树(Elaeagnus mollis)种群为研究对象,采用点格局分析中的O-ring统计方法,利用Programita软件对翅果油树群落中主要物种翅果油树、荆条(Vitex negundo var.heterophylla)和黄刺玫(Rosa xanthina)种群的分布格局及其相互关系进行了分析。结果表明:(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加各种群主要表现出随机分布特征;(2)各树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(3)翅果油树种群径级I、II和III在较小尺度时存在明显的聚集分布,径级IV、V和VI在所有尺度上均呈现随机分布;(4)翅果油树种群径级I和II与径级IV、V和VI存在正关联,同时径级I与VI,径级II与V在一定尺度上表现出空间负关联,相邻径级在空间分布上相关性不显著。     

湖北神农架地区巴山冷杉（Abies fargesii）种群结构特征与空间分布格局

巴山冷杉群落是湖北神农架地区主要的群落类型之一,从生命表特征、年龄结构、存活曲线以及种群和不同龄级个体空间分布格局等方面研究了湖北神农架地区巴山冷杉的种群结构特征与空间分布规律.研究结果表明:巴山冷杉的种群年龄结构图呈现的是幼苗比例最大,中龄树、幼树和成龄树比例次之的规律;巴山冷杉幼苗储备丰富,巴山冷杉自身的生物学特性及环境因素是形成这种现象的主要原因;湖北神农架地区巴山冷杉种群的存活曲线接近于Deevey C型,I径级巴山冷杉死亡率最高,II径级开始巴山冷杉幼树死亡率大幅度下降,直至老龄期死亡率逐渐升高;巴山冷杉种群不同年龄级的个体呈现出集群分布或随机分布,处于不同发育阶段的个体群,其空间分布格局是随时间变化的.     

山西灵空山刺五加种群空间分布格局及种间空间关联性

以山西灵空山自然保护区刺五加(Acanthopanax senticosus(Rupr.Maxim.)Harms)种群为对象,采用空间点格局方法中的Ripley’s K函数,对刺五加种群不同龄级的空间分布格局及其与主要灌木物种间的空间关联性进行研究,并对种群空间分布格局进行可视化解析。结果显示,刺五加种群中幼年个体数量多,径级结构呈金字塔型,为增长型种群,能够实现持续更新;刺五加种群的径级Ⅰ在小尺度上呈聚集分布,随着尺度增大出现随机分布;径级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在全尺度上呈聚集分布,径级Ⅴ、Ⅵ在小尺度上为聚集分布,随着龄级和空间尺度的增大,刺五加种群聚集强度渐弱,呈现随机分布;刺五加种内关联在全尺度上呈正相关,但与群落中主要灌木在小尺度上呈不相关或负相关,在大尺度上呈负相关。研究表明刺五加的生长条件较为适宜,并可以通过相互之间的庇护作用,减弱种内竞争,但与其他树种间存在强烈竞争,生存现状较差,在群落中处于劣势。     

长白山云冷杉林幼苗幼树空间分布格局及其更新特征

长白山云冷杉针阔混交林是我国东北主要的森林类型之一,其乔木树种幼苗幼树的结构和动态决定着未来林分的结构和生长动态。在长白山地区设置一块具有代表性的云冷杉针阔混交林幼苗幼树更新样地,统计分析幼苗幼树更新特征,绘制地径结构图、树高结构图及其空间分布图。运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析更新树种的空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析更新树种种间的空间关联性。研究结果表明:(1)更新树种组成有冷杉(Abies nephrolepis)、色木槭(Acer mono)、紫椴(Tilia amurensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)、红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、春榆(Ulmus japonica)7种,其中以冷杉、色木槭为主,更新幼苗幼树的地径近似呈倒J型分布,树高结构近似呈双峰分布;(2)所有更新树种、冷杉、色木槭在小尺度1—10 m的范围内呈聚集分布,随着尺度增加,聚集程度减弱,逐渐趋于均匀分布和随机分布,紫椴、云杉和红松在空间所有尺度上以随机分布为主;(3)更新树种之间的空间关联性在小尺度范围上正关联性比较多,较大尺度范围上负关联性比较多,随着尺度增加,空间关联性减弱。     

太白山红桦种群结构与空间分析

 为了揭示太白山红桦(Betula albo-sinensis)种群的维持机制, 结合径级结构、静态生命表和存活曲线, 对太白山红桦种群结构进行了研究; 并应用单变量、双变量K函数对不同径级立木与残干的空间格局、空间关联性进行了多尺度分析。研究显示, 太白山红桦种群在幼苗幼树阶段死亡率较高, 进入中龄期后死亡率有所降低, 随着年龄增长, 死亡率逐渐增加, 直至年龄极限。其存活曲线基本接近Deevey I型(曲线凸型)。其个体死亡方式主要为掘根和折干(由大雪所致), 能够为种群更新提供潜在空间。除海拔2 250 m立木整体格局呈集群分布外, 该地区红桦立木与残干在不同尺度下的整体格局均为随机分布。不同发育阶段的个体均呈集群分布, 表现为斑块状同龄群。在红桦更新所需的最适林窗大小尺度上, 红桦立木与残干的空间关联性为显著正相关。以上结果表明: 太白山红桦种群具有同龄集群生长的特性, 种群由时空上不连续的局部斑块同龄个体组成, 其更新有赖于以掘根及折干方式死亡个体所形成的林窗斑块, 这种以局部林窗斑块更新维持种群整体稳定的特性, 可能是其长期稳定存在的重要机制。     

太白山红桦林的初步研究

 红桦(Betula albo-sinensis)林是太白山森林植被的重要类型,在山地植被垂直带谱中成为落叶阔叶林带的一个亚带,南坡分布于海拔1950—2650m,北坡分布于海拔2200—2750m。 太白山红桦林可分为7个类型： Ⅰ红桦+辽东栎林,Ⅱ红桦+辽东栎+华山松林,Ⅲ红桦 +华山松林,Ⅳ红桦纯林,Ⅴ红桦+华山松+牛皮桦林,Ⅵ红桦+牛皮桦+巴山冷杉林,Ⅶ红桦 +牛皮桦林。随着海拔高度的升高,红桦林各类型依次有规律的分布,但红桦始终占据优势地位,并有着相对稳定的结构组成。红桦林以高大粗壮的红桦个体为主,林内更新苗较少,天然更新状况普遍不良。优势种群(红桦)年龄分析表明,红桦种群为衰退种群。红桦种群的衰退特征反映出红桦林的消退发展趋势。 目前本区红桦林多属成熟林或过熟林,应加强人工更新。     

太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林空间格局及关联性研究

采用改进的点格局分析法——邻域密度函数（Neighborhood Density Function,NDF）对太白山地区桦林-冷杉林交错区内主要树种的空间分布格局、种间空间关联性及其更新空间关联性进行了分析。结果表明：各树种所有个体整体上都呈随机分布,划分不同层级后,则各林层个体分布格局各异,各树种在较低的林层呈明显聚集分布,随林层增高,中、高层内个体聚集分布的空间尺度降低。两个主要竞争种牛皮桦（Betula albo-sinensis var．septentrionalis）和巴山冷杉（Abies fargesii）整体表现出显著空间负相关,巴山冷杉与玉皇柳（Salix yuhuangshanensis）未表现出明显相关性,而牛皮桦与玉皇柳间则有空间负相关的趋势。牛皮桦的更新格局仅依靠自身倒木扰动产生的机会,且被限定在较小尺度上。巴山冷杉在小尺度上会限制自身更新,此外与牛皮桦在小尺度上竞争激烈,可占据利用其空间位置进行更新。从空间格局分析角度认识牛皮桦和巴山冷杉的生态学特性,为进一步研究其共存机制,认识太白山桦林在秦岭植被垂直带中的作用和地位提供参考依据。     

川西亚高山暗针叶林恢复过程中不同恢复阶段的定量分析

以空间代替时间的方法,运用种间联结测定、主成分分析和最优分割法对川西亚高山箭竹-暗针叶林和藓类-暗针叶林经采伐后自然恢复形成的不同恢复系列(20、30、40和50年),以及未被采伐而保留下来的160~200年生暗针叶老龄林进行恢复阶段的定量分析.结果表明:藓类和箭竹暗针叶次生林向暗针叶老龄林恢复过程中,红桦、卧龙柳、五角槭、疏花槭、康定野樱桃、挂苦绣球、椴树和川滇柳归并为衰退种组;湖北花楸、陕甘花楸和微毛野樱桃归并为过渡种组;岷江冷杉、紫果云杉、铁杉和青扦归并为进展种组.20~40年生的次生林进入以红桦为主的阔叶林阶段,其森林类型分别为藓类-红桦林和箭竹-红桦林;恢复到50年,则开始进入红桦和岷江冷杉组成的针阔混交林阶段,其森林类型分别为藓类-红桦-岷江冷杉林和箭竹-红桦-岷江冷杉林;未被采伐而保留下来的160~200年生暗针叶林是以岷江冷杉为主的暗针叶老龄林阶段,其森林类型分别为藓类-岷江冷杉林和箭竹-岷江冷杉林.     

川西亚高山暗针叶林不同恢复阶段红桦、 岷江冷杉土壤种子损耗特征

在川西亚高山米亚罗林区海拔3 100—3 600 m阴坡、半阴坡,以立地条件基本一致的箭竹和藓类林型不同恢复阶段(20—40年生的箭竹-阔叶林、藓类-阔叶林,50年生的箭竹-针阔混交林、藓类-针阔混交林、160—200年生的箭竹-暗针叶老龄林、藓类暗针叶老龄林)的群落为研究对象,于种子成熟散落前(8月)采集土壤样品,应用网筛分选法结合体视显微镜挑选种子,实验室发芽试验法和四唑染色法对种子生活力进行测定,分析了土壤内先锋树种红桦(Betula albo-sinensis)和顶极树种岷江冷杉(Abiesfaxoniana)的残余种子总数、组分及其分布格局;采用样方法调查了红桦和岷江冷杉的1年生幼苗密度。结果表明:1)随着森林的恢复,红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数呈减少的趋势,而岷江冷杉则相反。箭竹林型不同恢复阶段红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数总体上大于藓类林型相应恢复阶段。岷江冷杉的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数、腐烂种子数的最大值均出现在藓类-暗针叶老林龄;2)在阔叶林和针阔混交林阶段,红桦和岷江冷杉的种子组分所占比例最高的分别为腐烂种子和发育不全种子,在暗针叶老龄林阶段,红桦的腐烂种子和空粒种子的比例位居前列,而岷江冷杉的外形完整种子比例最大;3)随着土层深度的增加,红桦和岷江冷杉的外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数均呈减少的趋势。红桦和岷江冷杉不同组分的种子在枯枝落叶层所占地比例在72.85%—94.28%;4)红桦的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐减小,而岷江冷杉的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐增大。在8月份,土壤中已经不存在红桦和岷江冷杉有生活力的种子,两种植物的种子只能形成短暂土壤种子库。     

四川九顶山西坡红桦林天然种群空间格局及更新研究

用T-square距离方法,通过空间格局的T形指数C及其检验值Z1,对九顶山西坡红桦种群中选取的3块样地6条样线进行了研究。结果表明,该区红桦种群空间分布格局以随机型分布为主,如样地支部牛场、十二河等,少数地区由于遭到人类的严重干扰和破坏,形成了集聚型分布格局,如样地上堰,通过分布距离指数I的进一步对照分析得出,在样线L4中,在主要的随机格局中也有少部分表现出了集聚型本区红桦树种按其年龄段的不同分为3个年龄级：幼树、成年树、老年树,红桦幼树比较缺乏,仅占红桦树种的12％,而老年树种占24％,年龄结构为衰老型。在九顶山西坡,红桦种群已开始老化,幼树又相当缺乏,使红桦种群的自我更新面临极大威胁,建议加强对红桦林的保护和种群自我更新能力的研究。     

光照与温度对云杉和红桦种子萌发的影响

通过在气候箱内模拟迹地环境条件,探讨了不同温度和光照对亚高山针叶林采伐迹地关键种种子萌发的影响．结果表明,云杉和红桦种子萌发的最适温度均为25℃,发芽率分别为88．8±8．4％和30．8±10．4％,多重比较显示红桦对温度的响应比云杉更敏感．云杉在10℃时能萌发而红桦则几乎不能．红桦种子萌发所需要的最低温度比云杉的高．昼夜温差对两类种子发芽影响明显,20℃／15℃条件下两种种子萌发率最高,温差过大不利于红桦种子萌发．光照强度对种子的发芽率也有明显影响。二者在透光20％时种子发芽率最高,分别为83．2±6．6％和29．2±5．5％,云杉种子萌发对光照的响应比红桦种子更为敏感．采伐迹地强烈的光照是限制亚高山针叶林自然更新的重要因素,迹地温度升高有利于云杉和红桦种子萌发,但剧烈的昼夜温差又在一定程度上抑制了种子萌发。     

川西亚高山红桦幼苗土壤蔗糖酶活性对温度和大气二氧化碳浓度升高的响应

研究了不同月份、不同密度下川西亚高山丘桦（Betula　albo—sinensis）幼苗土壤蔗糖酶活性对温度升高（ET）、大气CO2浓度升高（EC）及其复合作用（ETC）的响应．结果表明：ET处理下,各月份土壤蔗糖酶活性均表现出不同程度的提高,其中5、6、9和10月份达到显著水平（P〈0．05）;EC处理下,各月份土壤蔗糖酶活性均显著提高,各月份土壤蔗糖酶活性表现为高密度根际土壤（HR）〉低密度根际土壤（LR）〉高密度非根际土壤（HN）〉低密度非根际土壤（LN）;不同月份的土壤蔗糖酶活性对ETC和遮荫（CS）处理的响应不同,其响应动态与季节变化、植物密度以及蔗糖酶在土壤中的位置密切相关．     

关帝山寒温性云杉次生林样地树种组成、结构和空间分布

云杉次生林是关帝山的优势森林植被类型,也是华北亚高山地区寒温性常绿针叶林的代表类型.为更好地了解其物种组成、群落结构等基本特征及其潜在的生态学过程和机制,于2010年在关帝山庞泉沟国家自然保护区建立了4 hm²的云杉次生林固定监测样地(GDS样地).本文以第一次本底调查数据为基础,分析了样地树种组成、结构和空间分布.结果表明: 样地共有木本植物30种,隶属于11科22属.包括分枝的总个体数为26218(其中独立个体数为10266).植物区系组成属北温带成分;不同树种个体数、平均胸径和胸高断面积差异较大,导致群落成层分明,各层优势种明显.乔木层第一亚层树种径级结构呈双峰偏正态分布,乔木层第二亚层树种径级呈近似正态分布,灌木层树种径级呈“L”型分布.乔木优势树种青杄和华北落叶松的空间分布无论在个体数量还是聚集程度上均随径级变化而呈现不同的格局特征.相同径级的两树种,胸径(DBH)≥30 cm的华北落叶松在样地居多且聚集分布于样地中部,而DBH≥30 cm的青杄则相对较少,没有表现出空间聚集性.DBH≤10 cm的华北落叶松个体很少且散生于样地,而DBH≤10 cm的青杄大量聚集于样地中部.DBH≤10 cm的青杄在样地偏西北区域也有大量分布,而DBH≤10 cm的红桦主要分布于样地偏东南区域.灰栒子、土庄绣线菊和四川忍冬等灌木树种也表现出一定的异质性空间分布特征.树种分布格局受生境条件影响,同时与自身发育规律、更新特征及生态习性等相关.