【摘 要】
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森林作为陆地生态系统的主体,不仅是维系人类社会与自然环境的主要载体,而且对于维护生态系统的稳定和保护资源可持续发展等方面发挥着不可或缺的作用,同时也为人类的生产生活提供着必须的物质资料。对于森林生态系统而言,林下植被是其重要组成部分之一,林下植被的出现和发育对于稳定植物群落、提高森林生产力及养分循环具有重要影响。随着南方水土流失区各项生态恢复措施和植被重建工程的实施,林下植被逐步发育和不断变化,先
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(31971638),南方丘陵红壤侵蚀退化地马尾松种群动态及其对生境变化的响应; 国家自然科学基金面上项目(31470633),亚热带红壤侵蚀退化区先锋种群维持机制; 国家重点研发项目第三课题(2017YFC0505403),不同侵蚀立地植被恢复与复合生态林业关键技术;
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森林作为陆地生态系统的主体,不仅是维系人类社会与自然环境的主要载体,而且对于维护生态系统的稳定和保护资源可持续发展等方面发挥着不可或缺的作用,同时也为人类的生产生活提供着必须的物质资料。对于森林生态系统而言,林下植被是其重要组成部分之一,林下植被的出现和发育对于稳定植物群落、提高森林生产力及养分循环具有重要影响。随着南方水土流失区各项生态恢复措施和植被重建工程的实施,林下植被逐步发育和不断变化,先锋树种马尾松种群结构及其动态也会经历不断的变化和调整时期。在福建长汀的实地调查中发现,林下植被密集的地区,很少见到马尾松幼苗,这在一定程度上严重制约了马尾松次生林的稳定和可持续发展。本文以南方水土流失典型区——长汀县为研究区,选取该地区重要的先锋树种——马尾松种群为研究对象,基于低、中、高三个林下植被覆盖度梯度马尾松种群三年生活史调查,利用混合线性模型将林下植被覆盖度这一重要的生境指标量化,纳入到积分投影模型(IPM,Integral Projection Model)中,揭示不同林下植被覆盖度下的马尾松种群动态变化过程及个体存活、生长和繁殖的响应策略,为侵蚀退化地的生态管理和植被恢复提供理论指导。主要研究结果如下:(1)马尾松存活率在低、中、高的林下植被覆盖度样地年际间的变化不大,但样地之间存在显著差异。低林下植被覆盖度样地内,各个生活史阶段的马尾松均有死亡现象,幼苗(基径<5mm)的个体死亡占总体死亡比重最大;中林下植被覆盖度样地内,幼树个体的存活率有所提升随着林下植被覆盖度的提升,但幼苗的存活率进一步降低;当发育到高林下植被覆盖度阶段,幼树的存活率相比于中林下植被覆盖样地有轻微下降。(2)随着林下植被覆盖度的提升,种群内个体的总生长量增加,其中大个体植株生长量提升显著,小径级的个体生长逐步放缓。中、高林下植被覆盖度样地内,大径级的马尾松生长增量大于小径级的马尾松生长增量,种群整体生长增量较高,而在低林下植被覆盖度样地内,小径级马尾松的生长增量较大,但种群整体生长量较低。(3)相较于低林下植被覆盖的马尾松种群而言,中、高林下植被覆盖样地的马尾繁殖的大小阶段出现提前。个体繁殖概率在两个调查期内未有显著变化。新生幼苗数持续下降,且个体间大小差异逐渐增大。中、高林下植被覆盖样地的新生苗数量主要受幼苗建成限制作用,低林下植被覆盖样地的马尾松幼苗主要受林冠种子库限制作用。(4)低林下植被覆盖样地的马尾松种群结构明显缺少大径级个体,种群增长率低于1和种群结构稳定性高等特征,种群增长率为λ低=0.912,0.903。相比于其他的生命率,马尾松个体的存活对于种群增长最为重要;小径级马尾松个体生长有利于种群发展,但大树的正生长会阻碍种群增长率的提升。负增长和繁殖对种群发展影响十分有限。(5)在中林下植被覆盖度样地内,马尾松的种群径级结构完整,种群处于稳定发展状态,种群增长率分别为λ中=1.199,1.197。与低林下植被覆盖度样地类似,马尾松个体的存活对于种群最为重要;马尾松幼苗、幼树的正生长对种群发展起积极作用,而大树的正生长阻碍了种群发展;小径级马尾松的负生长不利于种群发展,而大径级的负生长则有利于种群发展;繁殖对种群增长的影响可以忽略不计。(6)高林下植被覆盖样地内马尾松种群结构比较完整,但幼苗数量大幅下降,成树数量相对上升,种群处于相对稳定的状态,种群增长率为λ高=1.029,1.057。在该样地内,马尾松的存活对种群维持均至关重要,马尾松幼苗和小树的正生长对种群发展起积极作用,大径级的负增长对种群发展有利。繁殖率对种群增长几乎没有影响。
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