海南霸王岭自然保护区热带天然林木本植物周转动态分析

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaofei23
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森林群落的周转率是衡量森林动态的重要指标,指一定时期内群落中物种及其个体数量等指标变化量与这些指标总量的相对比例。分析群落内植物的周转动态有助于认识群落的构建过程并进一步了解生态系统的动态变化规律。海南霸王岭自然保护区是我国热带森林植被类型最为丰富的区域之一,保留着多种类型的热带天然老龄林和经历过不同方式和不同强度干扰后自然恢复的天然次生林,是研究森林生物多样性及其动态规律的理想场所。以往对于霸王岭保护区森林群落的动态研究都是采用空间代替时间的间接方法,没有基于直接监测的群落动态研究成果。本论文以霸王岭自然保护区的5种典型老龄林及经历了刀耕火种、皆伐、择伐等不同方式和不同强度干扰后自然恢复的热带低地雨林和山地雨林次生林为对象,依据森林动态样地内5年前后监测木本植物个体数量、物种丰富度和胸高断面积的数据,分析了热带天然林木本植物周转动态随恢复阶段、干扰方式、干扰强度、植被类型及功能性状的变化趋势及其影响因素。得出以下主要结论:1、对比分析不同恢复阶段热带低地雨林木本植物的周转动态发现:在恢复早期、中期和后期植物个体多度的周转率分别为8.43%、5.02%和3.28%;物种丰富度周转率分别为4.47%、2.49%和1.65%;胸高断面积周转率分别为9.17%、5.35%和2.99%。木本植物丰富度、多度和胸高断面积的周转速率都随着次生林的恢复进程而逐渐降低。个体的死亡对个体周转的贡献最大,物种的增补对物种周转的贡献最大,胸高断面积的相对生长对胸高断面积的周转贡献最大,木本植物周转动态随恢复进程的变化趋势主要取决于幼树(1≤DBH<5cm)的动态变化。木本植物的周转率与恢复时间、光照、海拔及土壤有机质含量等因素相关。2、对不同方式干扰(刀耕火种、采伐)后自然恢复热带低地雨林木本植物的周转动态进行对比分析发现:植物个体多度周转率在经历了刀耕火种、采伐后的次生林和老龄林中分别为5.02%、3.82%和3.31%,物种丰富度的周转率分别为2.46%、1.25%和1.45%,胸高断面积的周转率分别为5.24%、3.74%和2.81%。刀耕火种后次生林的群落周转动态显著高于采伐林和老龄林,而采伐林和老龄林之间周转动态差异不大。个体的死亡对木本植物个体周转的贡献大于增补,物种增补对木本植物丰富度周转的贡献大于减少,胸高断面积的相对生长对木本植物胸高断面积周转的贡献大于增补和减少。木本植物个体多度和胸高断面积的周转主要受幼苗幼树(1≤DBH<5cm)动态的影响,而物种丰富度周转则主要受径级较大树木(DBH≥5cm)的动态影响。光照、土壤含水量、干扰强度(刀耕火种>皆伐>老龄林)与木本植物的周转率显著正相关,而土壤有效氮、有效钾含量、海拔与木本植物的周转率显著负相关。3、对不同采伐强度(皆伐、择伐)干扰后自然恢复的热带山地雨林次生林和老龄林木本植物的周转动态分析发现:植物个体多度周转率在皆伐和择伐后自然恢复的热带山地雨林次生林和老龄林中分别为3.44%、3.77%和3.93%;物种丰富度周转率分别为1.51%、1.30%和1.57%;胸高断面积的周转率分别为3.33%、2.90%和3.13%。对比分析表明热带山地雨林木本植物的个体多度周转率随干扰强度呈现增加的趋势,择伐林的物种丰富度和胸高断面积周转率均低于皆伐林和老龄林,但差异均不显著。土壤有效钾含量显著促进了个体多度周转动态,海拔、土壤p H值和坡度显著抑制了胸高断面积的周转率,其中土壤p H值和坡度也同时与个体多度周转率显著负相关。4、通过比较五种不同类型天然老龄林的周转动态表明:热带针叶林个体多度增补率、死亡率、周转率分别为2.11%、5.25%和6.87%,个体死亡对周转动态的贡献大于增补;物种丰富度增补率、降低率、周转率分别为1.35%、0.63%和1.94%,增补对周转动态的贡献大于物种的减少;胸高断面积增补率、减少率、相对生长率、周转率分别为0.12%、2.78%、2.89%和5.38%,胸高断面积的减少和相对生长均对周转贡献较大。热带落叶季雨林个体多度增补率、死亡率、周转率分别为3.09%、2.35和5.11%,个体死亡对周转动态的贡献大于增补;物种丰富度增补率、降低率、周转率分别为1.86%、0.62%和2.43%,增补对物种周转动态贡献大于减少;胸高断面积增补率、减少率、相对生长率、周转率分别为0.25%、1.56%、3.19%和4.74%,胸高断面积的相对生长对周转的贡献最大。热带山地常绿林个体多度增补率、死亡率、周转率分别为1.80%、3.97%和5.41%,死亡对周转动态的贡献大于增补;物种丰富度增补率、降低率、周转率分别为0.79%、0.43%和1.45%,物种的增补对物种周转动态贡献大于减少;胸高断面积增补率、减少率、相对生长率、周转率分别为0.12%、2.01%、2.05%和3.97%,胸高断面积的减少和相对生长对周转的贡献较大。热带山地雨林个体多度增补率、死亡率、周转率分别为1.60%、3.30%和4.18%,死亡对周转动态的贡献大于增补;物种丰富度增补率、降低率、周转率分别为0.87%、0.83%和1.66%,增补对周转动态贡献略大于物种的减少;胸高断面积增补率、减少率、相对生长率、周转率分别为0.07%、1.69%、1.76%和3.37%,胸高断面积的减少和相对生长对周转的贡献较大。热带低地雨林个体多度增补率、死亡率、周转率分别为1.46%、2.00%和3.31%,死亡对个体周转动态的贡献大于增补;物种丰富度增补率、降低率、周转率分别为0.82%、0.67%和1.46%,增补对物种周转动态贡献略大于物种的减少;胸高断面积增补率、减少率、相对生长率、周转率分别为0.06%、1.00%、1.84%和2.81%,胸高断面积的相对生长对周转的贡献最大。土壤有效钾含量、海拔和光照与周转率正相关,而坡度、土壤含水量及土壤有机质含量与周转率负相关。5、海南霸王岭自然保护区木本植物的周转动态与不同物种间六个关键性状的差异密切相关。其中比叶面积与个体多度周转率显著正相关,木质密度和潜在最大高度(不包括木质藤本)与个体多度周转率显著负相关。比叶面积、叶氮和叶磷含量与胸高断面积周转率显著正相关,叶干物质含量、潜在最大高度(不包括木质藤本)与胸高断面积周转率显著负相关。
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