黄土高原柴松群落空间结构

利用角尺度、大小比数和混交度3个林分空间结构参数,分析了黄土高原柴松(Pinus tabulaeformisf.shekannesis)群落的空间结构特征。结果表明:1)该林分的树种组成为柴松:辽东栎(Quercus liaotungensis)∶其他树种=7∶2∶1,林分密度为3064株.hm-2,柴松种群优势度明显。2)柴松林林分平均混交度为0.33,处于弱度混交到中度混交过渡时期,种间隔离程度较小。3)柴松林林分平均角尺度为0.57,整个林分呈团状分布。4)林分平均胸径大小比为0.52,平均树高大小比为0.53,林木大小比数的分布较为均匀。胸径大小比和树高大小比在反映林木生长优势方面具有一致性。     

基于Voronoi图的群落优势树种种内种间竞争

在浙江天目山国家级自然保护区内,选择典型常绿阔叶林设置样地,样地大小100m×100m。用全站仪测定每株树木坐标(x,y,z)。首先,用优势度分析法确定群落优势树种。其次,提出基于Voronoi图的V_Hegyi竞争指数,并对Hegyi、APA和V_Hegyi三种竞争指数进行比较分析。最后,采用V_Hegyi竞争指数分析常绿阔叶林的种内、种间竞争关系。结果表明:常绿阔叶林群落共有11个优势树种即细叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinaefolia)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、短尾柯(Lithocarpus brevicau-datus)、豹皮樟(Litsea coreana)、白栎(Quercus fabri)、天目木姜子(Litsea auriculata)、黄连木(Pistacia chinensis)、榉树(Zelkovaschneideriana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、枫香(Liquidambar formosana)和黄檀(Dalbergia hupeana)。比较分析认为,V_Hegyi竞争指数既克服了用固定半径圆确定竞争单元的尺度不统一缺陷,又可进行种内、种间竞争分析,并保持竞争排序的稳定性,因此是优于Hegyi和APA的更合适的竞争指数,所以选择V_Hegyi竞争指数进行优势树种竞争分析。常绿阔叶林优势树种的种内竞争比种间竞争激烈。种内竞争最激烈的优势树种细叶青冈、青冈和短尾柯与其它优势树种的种间竞争强度也是最高的。反之,种内、种间竞争都较弱的优势树种包括豹皮樟、白栎、天目木姜子、黄连木、榉树、杉木、枫香和黄檀。多数优势树种存在1个主要竞争树种,很少有超过3个以上的情形。细叶青冈是群落最占优势的树种,具有最强烈的种内竞争。同时,也是所有其它优势树种的最大竞争者。     

黄土高原天然柴松林群落学特性的初步研究

通过对陕西富县大麦秸沟地区柴松群落的调查研究,用STATISTICA软件进行聚类分析,将其划分为4个类型：胡枝子柴松林、水栒子柴松林、铁扫帚柴松林和狼牙刺柴松林;得出了柴松种群以缓慢增长为特征的年龄结构、有大量幼苗补充但幼树高死亡率的更新特点以及幼龄林即发生邻接效应的自疏规律,并预测了该林分趋于稳定的发展趋势。     

黄土高原柴松(Pinus tabulaeformis f.shekannesis)群落的植物物种多样性

物种多样性格局与所选择的尺度密切相关,用加性分配法分析柴松(Pinus tabulaeformis f.shekannesis)群落乔木、灌木和草本层在样方、坡位和坡面3种尺度的物种多样性分配关系,结果表明:1)以物种丰富度为指标时,坡面尺度对区域多样性贡献最大,说明在区域范围内坡面是物种组成和维持的关键尺度;而以Shannon和Simpson多样性为指标时,最大多样性分配在样方内,这是由于这2个指数不仅考虑了物种数,还考虑了样方内多度以及常见种和稀有种的影响和作用;2)以Shannon多样性为指标时,样方间、坡位间和坡面间尺度的β多样性对区域多样性贡献的百分比都大于以Simpson多样性为指标时的百分比,这主要是由稀有种在各尺度间的分布格局所决定的;3)样方间、坡位间和坡面间尺度的β多样性大小顺序各不相同,这与群落乔木层、灌木层和草本层的物种组成和分布情况以及不同尺度间环境异质性有密切关系。     

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.     

崖柏群落优势乔木树种种间关系

采用样方调查法,对组成崖柏群落的乔木树种进行调查。通过计算重要值确定崖柏群落优势乔木树种,研究优势树种的总体联结性、2物种间的联结性和种间协变。结果表明:崖柏群落内的15个优势树种总体间存在负关联;2物种间具有显著正联结的种对有:高山栎-川陕鹅耳枥、高山栎-华中八角、大叶青冈-乌岗栎、铁杉-华西花楸、华千金榆-青榨槭、华千金榆-大叶青冈、大叶青冈-川鄂山茱萸、川陕鹅耳枥-华中八角;呈显著负联结的种对是高山栎-青榨槭;崖柏与其他优势树种的联结性均未达到显著程度;有26个种对表现出明显的正协变,12个种对表现出明显的负协变;种对正协变的存在是由于这些物种对环境资源的利用具有相似性所致。     

灵空山油松-辽东栎林乔木树种群落学特征及空间分布格局

参照CTFS技术规范对灵空山自然保护区油松(Pinus tabuliformis)-辽东栎(Quercus wutaishanica)林的乔木进行每木调查的基础上分析了不同乔木树种的群落学特征及空间分布格局。结果表明,4hm2样地中共有乔木树种25种,总计8210株。隶属于12科18属,种的区系以东亚、温带亚洲及中国特有分布类型为主。油松、辽东栎是群落中的共优种,个体占总个体的86.81%,杜梨(Pyrus betulifolia)、白蜡树(Fraxinus chinensis)、漆树(Toxicodendron vernicifluum)为群落中主要的伴生种。优势种的径级结构与所有乔木个体的径级结构相似,近似于倒"J"形,以小径级个体居多,林下更新良好。主要树种的空间分布格局在小尺度上表现为聚集分布。油松小径级个体在20 m以内的尺度上呈聚集分布,当空间尺度超过60 m时表现为随机分布,大径级个体在所有尺度上均呈随机分布;辽东栎不同径级个体在小尺度范围内呈现聚集分布,随着尺度增大由随机分布趋于均匀分布。主要树种除漆树外在坡度较缓的生境下分布密度大。灵空山自然保护区油松-辽东栎林中油松种群优势地位更显著,各个乔木种群处于相对稳定状态。     

山西太岳山辽东栎群落优势种生态位研究

采用样方法对山西太岳山七里峪林区辽东栎群落进行群落调查, 利用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠公式对其10 种乔木, 10 种灌木和11 种草本的种群生态位特征进行研究。结果表明: 1)Levins 和Hurlbert 两种公式在乔、灌、草各层中的总体趋势基本保持一致。群落中辽东栎、土庄绣线菊和披针叶苔草在各层中的重要值和生态位宽度值最大, 对资源环境有较强的适应能力, 在群落中具有重要的地位。而棘皮桦、接骨木、水金凤等种群数量相对较少, 生态位宽度较小, 对资源的利用能力较弱; 2)从乔、灌、草整体的生态位相似性分配格局和重叠格局看, 辽东栎林各种群间生态位相似性比例和重叠程度较小, 群落内种间竞争不激烈, 有利于群落实现长期稳定共存; 3)从对辽东栎群落物种频度、重要值、生态位宽度和平均生态位重叠值的相关性分析可知, 除重要值和平均生态位重叠值相关性不显著外, 其余的都呈显著性正相关。研究发现七里峪辽东栎林是七里峪地区的地带性顶极群落, 多数优势种的生态位重叠值较小, 但仍有少数优势种重叠值较大, 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, 所以维持群落的物种多样性使群落处于动态的稳定状态有利于辽东栎群落的保护和发展。     

辽东栎林林隙特征及其对群落更新的影响

通过对黄土高原马栏林区辽东栎(Ouercus liaotungensis)林林隙的定量研究,发现其林隙大小以20～40和40～60 m2的中小林隙居多,林隙的年龄结构以中期和后期数量居多,林隙形成方式以枯立和干基折断占总数的70.31%,林隙形成木多为1～3个,说明该地区辽东栎林隙多为自然干扰形成,林隙边缘木中辽东栎的株数占绝大多数.在林隙中,不同生活史阶段的辽东栎多度对林隙环境因子的响应不同.幼苗多度与林隙面积和边缘木高度间存在极显著相关关系(R2=0.429,P＜0.01),幼树多度与散射光的强度有极显著相关关系(R2=0.286,P＜0.01),而成树多度与林隙环境因子的关系并不明显,但与林隙内幼树的多度有显著的相关关系(R2=0.175,P＜0.05).     

东灵山辽东栎林主要树种种群11年动态变化

 该研究在北京东灵山区一个30 m×40 m的纯辽东栎(Quercus liaotungensis)林永久性样地内进行,林龄为80年左右。样地中高于2 m的成树密度在1991、1997和2002年3次调查中呈逐年递减趋势,这种降低主要是由辽东栎个体的死亡引起的;而树木总胸径面积呈逐年增加趋势,主要是存活个体生长的结果。从1991年到2002年,辽东栎种群的优势度变化不大,且种群径级结构为单峰曲线,差异不显著。为了探讨这种径级分布格局形成的机制,应用离散模型对辽东栎种群的胸径年平均生长率G(t, x)、年平均死亡率M(t, x)及年平均生长率方差D(t, x)进行了计算,发现辽东栎种群的死亡率曲线呈倒J-型,个体的年平均生长率与胸径呈显著的线性正相关（p<0.01）。离散模型的系数分析和G(t, x)-D(t, x)的关系曲线分析均表明辽东栎种群内存在非对称种内竞争,即大胸径个体对小胸径个体的生长有抑制作用,这种作用主要是由相对较高的种群密度引起的对光资源的竞争。非对称种内竞争有利于维持辽东栎种群和整个群落的稳定状态。     

子午岭桥山林区柴松群落主要种群种间联结性研究

基于2×2联列表,应用χ2检验、W检验、联结系数AC和共同出现百分率PC等方法对陕西黄土高原子午岭桥山林区柴松群落乔木层14种主要种群、灌木层23种主要种群和草本层24个主要种群的种间联结显著性和关联强度进行了定量测定,以揭示柴松森林群落不同结构层次中主要植物种群的种间关系.结果显示:(1)柴松群落乔木层、灌木层和草本层主要物种的总体关联性均为正相关.(2)乔木层中柴松与辽东栎、山杏、山桃,辽东栎与山杏、山桃,白桦与山杨之间有明显的正联结;山杏与山桃之间有明显的负联结.(3)灌木层中灰栒子和五加、陕西荚蒾与野葡萄、陕西荚蒾与蒙古荚蒾、盘叶忍冬与忍冬以及草本层中凤毛菊与黄芩、铁杆蒿与地榆、悬钩子与薯蓣、荩草与油芒、菝葜与糙苏、防风与黄花蒿之间存在较为明显的正联结.(4)根据种间联结特征,将14个主要乔木树种划分为4个生态种组,其中柴松和辽东栎为第1生态种组,山楂、白桦、白蜡和山杨为第2生态种组,山桃、茶条槭、毛梾和侧柏为第3生态种组,杜梨、山杏、山荆子和盐肤木为第4生态种组.     

观光木群落优势树种生态位和种间联结

为了解君子峰自然保护区极小种群观光木群落的种间关系和生态联系,加强观光木野生资源的保护,对群落优势树种的生态位特征和种间联结性进行研究。结果表明: 观光木、浙江润楠、木荷、赤杨叶的生态位宽度优势明显,是主要建群种;20个优势树种的190组种对中,有50.5%的种对生态位重叠值大于0.5,物种间生态位分化程度一般;观光木与其他19个物种生态位重叠度普遍较高,当资源不足时,有竞争风险;优势树种的总体联结性表现为显著正联结,群落处于相对稳定的演替后期;χ²检验、联结系数和Pearson相关系数检验结果均显示,种间联结性的显著率极低,种间独立性较强;种间联结性与生态位重叠之间呈正相关。君子峰观光木群落较为成熟,资源利用充分,种间关系稳定,为促进观光木种群恢复和壮大,可适当限制与观光木生态位重叠度大、有显著负联结的种群规模,提高与之有正相互作用的物种比例,为观光木营造良好的生境。     

历山青檀天然群落乔木层优势种种间关系

采用样方调查法,在分析历山青檀群落结构的基础上,测定了优势种的种间协变系数,并将典范对应分析和聚类分析相结合,探讨了历山青檀与群落中其他物种的种间关系。结果表明:(1)历山青檀群落以A级频度(1%～20%)占绝对优势,青檀在群落中占据优势地位,但在演替层和更新层中的优势不及其他优势树种;(2)Spearman秩相关分析和Pearson相关分析的结果基本一致,历山青檀群落乔木层物种间正协变种对数少于负协变的种对数,青檀和君迁子种对间负协变程度最高,且在所有包含青檀的显著或极显著协变种对中,青檀与另一个物种间总是显著或极显著的负相关。(3)坡度、土壤含水量及枯枝落叶层厚度与3个排序轴相关性强,18个乔木优势种沿第2排序轴的分类与物种的性状特征较为相符,土壤含水量是影响历山青檀分布的主导因素。(4)聚类分析把历山青檀群落乔木层优势种分为3大类。     

Role of dominant tree species on diversity of herbivorous insect community in temperate forests

Oak (Quercus spp.) and hornbeam (Carpinus spp.) are one of dominant tree species in East Asian temperate broad leaf deciduous forests and many insect species, including more than 65% of Lepidoptera species, feed on these trees. We sampled lepidopteran caterpillars from two 0.1 ha plots in a temperate forest to investigate the role of dominant trees (oaks and hornbeams) in herbivore community. In total, we identified 738 caterpillars from 223 Lepidopteran species on 34 tree species. Most caterpillar species were from species-rich families such as Geometridae 25% (56 spp.), Noctuidae, and Tortricidae. After excluding dominant trees, plant-herbivore network analyses showed increased network specialization and nestedness and decreased generality and vulnerability. These results suggest that oaks and hornbeams support a large Lepidopteran herbivore community, and co-occurring plant species support diverse but specific herbivores. Geographical distribution and plant community are closely related to diversity of the herbivore community. Future work is needed to investigate the likelihood that specialist herbivores become relatively more abundant in the forest as oaks are succeeded by hornbeams.     

陇中黄土高原主要造林树种细根生物量分布

以2 mm为粗、细根的划分界限,采用根钻法对黄土高原安家沟流域油松、白杨、山杏、刺槐、沙棘和柠条6个主要造林树种细根分布进行研究,并测定不同林地下土壤含水率和土壤理化性质.结果表明： 在水平方向上,油松细根生物量呈先增大后减小的二次多项式分布,其他5个树种细根生物量均呈对数分布,水平根系发达,细根主要分布在冠幅半径2~3倍的范围内,表明各植被通过水平扩展来获取更多的土壤水分.在垂直方向上,随着土层深度的增加,细根生物量均呈减小趋势.6种植被细根生物量与土壤水分、容重呈显著负相关,与有机质、全N含量呈显著正相关.     

黄土高原植被不同演替阶段优势种的光合生理特性

在黄土高原子午岭林区,按照植被的演咎序列,分别选择植被次生演替不同阶段的优势种-白羊草、铁杆蒿、沙棘、狼牙刺、山杨和辽东栎,对其土壤与叶片氮素含量、叶片气体交换参数、叶绿素含量及叶绿素荧光参数进行了观测．结果表明：随着植被演替,0—20cm土壤全氮含量呈增大趋势,植被优势种叶片氮含量先升高后降低,叶绿素含量变化与优势种叶片氮含量相似．灌木群落优势种（沙棘、狼牙刺）叶片氮含量明显高于其它群落优势种（P〈0．05）,草本群落优势种（白羊草、铁杆蒿）和灌木群落优势种的光合速率（Pn）高于早期森林群落优势种（山杨）和顶级群落优势种（辽东栎）,叶片气孔导度（ga）与Pn变化规律相似．草本群落和灌木群落优势种叶片蒸腾速率（Tr）较高,随着演替的进行t逐步下降,顶级群落优势种辽东栎Tr较低．PSⅡ最大光化学量子效率（Fv／Fm）值呈缓慢增长趋势,辽东栎〉山杨〉沙棘〉狼牙刺〉铁杆蒿〉白羊草,而PSⅡ量子效率（ΦPSⅡ）值呈先增加后降低趋势;光化学淬灭系数（qp）在演替过程中呈整体增加趋势,而非光化学淬灭系数（qNP）呈先增加后降低趋势．这说明植被不同演替阶段优势种的光合生理特征以及对微生境的适应性存在明显差异．