黔中喀斯特山地次生林的群落动态研究

来源 :贵州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kongduiyue2008
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植被恢复是喀斯特石漠化地区的有效治理措施和手段,开展长期群落动态定点监测研究,为喀斯特地区的生态重建和保护提供理论依据。本研究以黔中普定县天龙山的植被群落为研究对象,基于2012、2015和2020年的固定样地监测数据,分析群落区系组成、群落结构、群落多样性、物种消长、种群分布格局、生态位和种间联结的动态特征,研究结果如下:(1)2012-2020年的8年间,主要物种区系组成没有变化,顶极群落关键种在群落中占比大,窄叶石栎(Lithocarpus confinis)始终保持建群种的地位,云贵鹅耳枥(Carpinus pubesces)、香叶树(Lindera communis)、朴树(Celtis sinensis)、短萼海桐(Pittosporum brevicalyx)和刺异叶花椒(Zanthoxylum dimorphophyllum)的重要值逐渐增加,其中刺异叶花椒、短萼海桐和香叶树的增幅较大,优势地位明显。圆果化香(Platycarya longipes)、异叶鼠李(Rhamnus heterophylla)、云南鼠刺(Itea yunnanensis)、安顺润楠(Machilus cavaleriei)和倒卵叶旌节花(Stachyurus obovatus)的重要值逐渐减少,其中异叶鼠李的降幅最大(22.81%);以豆科(Fabaceae)、樟科(Lauraceae)和蔷薇科(Rosaceae)为主要数量优势科,其中蔷薇科物种数明显增加;群落中植物地理区系表现出温带性质为主,且生活型主要以高位芽为主,常绿和落叶树种差异虽不明显,但落叶种数量逐渐超过常绿种,反映出常绿落叶阔叶混交林外貌。(2)8年间群落结构的分析结果表明,群落水平结构上胸高断面积和盖度增加,群落密度减少。垂直结构呈正态分布,物种数增长,群落中H<7m的个体数减少,Ⅱ级死亡率最高,其中H<3m的个体数量减少,H≥7m个体数增加,高度级结构表现出间歇型生长;大高度级的数量增幅显著,死亡率变化不明显,更多乔木种进入乔木层;径级结构呈倒“J”型分布,各径级的死亡率均有增长,其中中小径级的数量最多且呈减少趋势,小径级在群落中死亡率高,而大径级数量表现出增加趋势,且死亡率低,结构复杂性水平提高。(3)三次调查中各物种多样性总体上呈现增长趋势,但在空间异质性作用下又在各年间变化各异,Margalef丰富度指数在2012年分别与2015和2020年差异显著(P<0.05),各年间的Shannon-Wiener指数差异性均不显著,Pielou均匀度指数差异性在各年间均显著在2012与2020年间差异显著(P<0.05),即多样性指数总体变化不大,但在均匀度和丰富度有一定的变化,群落在演替过程中,总体特征变化不大,故群落多样性较丰富且能维持稳定,物种消长明显使得丰富度指数变化显著,而随着演替时间越长,物种分布越均匀,群落则逐渐趋于复杂多样;在β多样性的动态研究中,S?rensen指数和Jaccard指数在2012-2020年小于2012-2015年;随时间跨度越长,Cody指数越大,物种的更新速率加快。(4)2012-2020年DBH≥1cm的植株数减少了3167株,其中2012-2015年2582株个体死亡,985株出现更新,而2015-2020年有4238株个体死亡,2668株个体更新,总体上死亡数和更新数皆呈现逐渐增长趋势,年死亡率高于年更新率,主要种群的个体数变化表现出减少趋势。窄叶石栎、圆果化香、云南鼠刺和安顺润楠由于自疏作用而死亡株数多于更新株数,短萼海桐和刺异叶花椒的死亡率较低,种群呈增长趋势,香叶树和倒卵叶旌节花更新变化明显,异叶鼠李和珊瑚冬青(Ilex corallina)更新率低,在演替进展中更新困难而逐渐衰退。主要种群分布格局主要以聚集分布为主,其聚集性较强;而8年间异叶鼠李呈随机分布,多脉猫乳(Rhamnella martinii)的分布格局则从聚集分布变化为随机分布。(5)三次调查发现,生态位宽度总体变化不明显,但主要树种间对资源的利用较充分,窄叶石栎、圆果化香、云南鼠刺和安顺润楠在群落中占据较宽的生态位,资源环境利用能力强。群落的主要物种中,短萼海桐、香叶树和刺异叶花椒的生态位宽度逐渐增加,其中刺异叶花椒增幅显著(3.65%),泛化程度明显,且与大部分主要种群形成的种对重叠值增加,珊瑚冬青、多脉猫乳和异叶鼠李的生态位变窄,其中异叶鼠李的降幅明显(7.27%),且与其他大部分主要种群形成的种对重叠值减小。云贵鹅耳枥的重要值较高,而生态位宽度较窄,竞争力不足。群落生态位重叠值普遍较高,其均值随时间逐渐降低,竞争明显,但逐渐出现缓和趋势。(6)2012-2020年,群落总体关联性从显著负关联变为显著正关联,正关联种对数多于负关联,群落得到较好的恢复,种间关系紧密且能够和谐共存。三次调查中,显著和极显著正联结主要由安顺润楠、珊瑚冬青、短萼海桐和倒卵叶旌节花等耐阴种和中性种组成,显著和极显著负联结主要由由云贵鹅耳枥、珊瑚冬青、刺异叶花椒、异叶鼠李和白蜡树(Fraxinus chinensis)等耐阴种和阳性种组成。在黔中喀斯特山地次生林群落中,群落结构和组成成分基本维持稳定,群落演替处于中后期阶段,物种维持良好更新,随着演替进展将向乔木层更为发达,灌木层衰退,出现更多的耐阴种和过渡种,逐渐表现出典型常绿落叶阔叶混交林外貌,且将逐渐往顶极群落方向演替;据已监测群落演替指标显示,喀斯特地区这类产生过间伐的风水林,由于种源的稳定,群落恢复的过程中区系组成变化不明显,而群落结构一旦被破坏,其恢复却是一个缓慢的过程,竞争关系趋于稳定。因而在喀斯特次生林群落中,选择竞争力强的窄叶石栎、圆果化香等演替顶极和次顶极种进行保护,可为喀斯特地区的植被恢复和重建以及石漠化治理提供重要依据。
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