铜鼓岭热带滨海丘陵自然森林优势种种群结构动态及林窗下幼苗的光合特性研究

来源 :海南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:humeiyu2009
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为进一步了解海南东北部地区热带滨海丘陵自然森林内优势种种群的结构特征、生存现状、更新机制以及未来的动态变化特点,本研究通过对海南东北部铜鼓岭滨海次生林固定样地进行复查,采用重要值计算、静态生命表、种群结构量化分析及方差分析等方法,比较分析该区森林的动态变化规律,并通过对该森林群落植物幼苗对不同光环境的响应和适应定量分析,进而揭示不同树种苗木更新对林窗微环境小气候条件,尤其是光环境的响应,从生理生态的角度认识和了解热带滨海丘陵自然森林的林木更新、群落动态与演替的内在驱动机制。研究结果如下:1、铜鼓岭热带滨海丘陵自然森林大样地内植物种类共151种,隶属51科,97属。其中乔木104种,灌木25种,木质藤本22种。裸子植物有1科,1属,1种,被子植物150种,隶属50科,97属。该样地重要值前25位的物种分别是鸭脚木(Schefflera octophylla)、贡甲(Aeronychia oligophlebia)、异株木犀榄(Olea dioica)、假赤楠蒲桃(Syzygium buxifolioideum)、子凌蒲桃(Syzygium championii)、香蒲桃(Syzygium odoratum)、假苹婆(Stertulia lanceolata Cav)、赤楠蒲桃(Syzygium buxifolium)、肖蒲桃(Acmena acuminatissima)、黄椿木姜(Litsea variabilis)、岭南酸枣(Choerospondias axillaris)、十棱山矾(Symplocos chunii Merr)、细齿柃(Eurya nitida)、白茶(Koilodcpas hainanense)、大花第伦桃(Dillenia turbinata)、琼刺榄(Xantolis longispinosa)、粗毛野桐(Mallotus hookerianus),橄树(Aporosa yunnanensis)、毛茶(Antirhea chinensis)、山杜英(Eiacocarpus sylvestri)、水石梓(Sarcosperma laurinum)、海南大风子(Hydnocarpus hainanensis)、禾串(Bridelia balansae)和拱脉核果木(Drypetes arcuatinervia)。相较于2012年该群落优势物种组成,本研究发现热带滨海丘陵自然森林样地内重要值大于1的物种共新增13个物种,分别是岭南酸枣(Choerospondias axillaris)、细齿柃(Eurya nitida)、大花第伦桃(Dillenia turbinata)、白茶(Koilodcpas hainanense)、粗毛野桐(Mallotus hookerianus)、毛茶(Antirhea chinensis)、山杜英(Eiacocarpus sylvestri)、禾串(Bridelia balansae)、海南大风子(Hydnocarpus hainanensis)、拱脉核果木(Drypetes arcuatinervia)、滨木犀榄(Olea brachiata)、烟斗柯(Lithocarpus corneus)和黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)。2、鸭脚木种群大小级结构动态指数(不考虑外界的环境干扰)Vpi=030.685>0,种群年龄结构动态指数(受随机干扰)Vpi’=0.236>0,贡甲种群结构动态指数Vpi=44.600>0,Vpi’=0.312>0;异株木犀榄种群结构动态指数Vpi=42.375>0,Vpi’=0.994>0;子凌蒲桃的Vpi=25.098>0,Vpi’=0.239>0;假萍婆的Vpi=32.733>0,Vpi’=1.966>1;香蒲桃的Vpi=41.463>0,Vpi’=0.107>0;假赤楠蒲桃的Vpi=10.772>0,Vpi’=0.065>0。该7种优势种群的生命期望值均表现为先增后减的单峰值特性,呈“低-高-低”的变化模式。说明这些种群现处增长阶段并且相对稳定。据时间序列模型预测:鸭脚木种群在未来3、6、9年内各龄级的种群个体数量整体呈现增加的趋势。鸭脚木作为海南铜鼓岭热带滨海丘陵自然森林的主要优势种,其幼龄个体数较多,后备资源丰富,能够较好地补充各龄级个体自然死亡造成的损失,正处于稳定发展阶段。3、铜鼓岭热带滨海丘陵自然森林的林窗中心最大光照强度区间在1600-1700Lux之间,林窗边缘的最大光照强度区间在1400-1650 Lux之间,而林内的最大光照强度区间在1200-1350 Lux区间,三种生境下光照强度表现为:林窗中心>林窗边缘>林内。由于不同生境内光照强度的不同,使得各环境的空气温湿度以及土壤含水量也不尽相同。该森林空气湿度由林内向林窗中心逐渐递减;而林窗边缘的空气温度最高,其次到林窗中心,林下则空气温度最低;土壤相对含水量表现为林下(31.15%)>林窗边缘(17.21%)>林窗中心(13.83%)。4、生长在不同光环境下的植物,其植株形态、生长情况、光合特性、生理特性等都会表现出一定的差异。本研究表明:该森林的矮紫金牛、滨木患、瓜馥木、黄椿木姜子和鸭脚木幼苗在林窗环境下的株高、基径平均增长量均高于林内;而粗毛野桐、土蜜树和腺叶野樱幼苗在不同光环境下基径的增长变化趋势和株高的增长变化趋势却相反,均在林窗环境下高度增长量高于林内,基径增长量则是林内高于林窗环境。在3种不同光环境下,土蜜树、滨木患和矮紫金牛的净光合速率表现为:林窗中心>林下>林窗边缘;鸭脚木、粗毛野桐和瓜馥木的净光合速率表现为:林窗中心>林窗边缘>林下;而黄椿木姜子和腺叶野樱则表现为:林下>林窗中心>林窗边缘。5、本研究通过方差分析的最小显著差异法(LSD)比较不同生境下植物幼苗的光合差异,结果显示,不同光环境下不同物种之间净光合速率均有显著性差异。不同物种的光合生理特征间有显著的差异也正是各个植物利用不同的生态策略获得资源利用的反映。该热带滨海丘陵自然森林内的鸭脚木、瓜馥木、粗毛野桐、矮紫金牛、土蜜树和滨木患幼苗在林窗环境的光合能力均高于林下,即便这6种植物能在林内低光的环境下生活,但叶片将光能大多用于维持生存。由于净光合速率的大小决定着植物体物质积累能力的高低,会影响植物生长的快慢,故说明以上6种植物幼苗在林窗环境下更能将积累的有效物质用于生长。而腺叶野樱和黄椿木姜子幼苗则属于耐荫可塑性强的植物,它们在林窗环境和林冠环境均能较好的适应,但郁闭的林下光环境更利于腺叶野樱和黄椿木姜子的生长。
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