秦岭巴山冷杉林群落学特征、类型划分及生产力研究

秦岭巴山冷杉林群落学特征、类型划分及生产力研究

白卫国[1]2000年在《秦岭巴山冷杉林群落学特征、类型划分及生产力研究》文中研究表明巴山冷杉(Abies fargesii)天然林在秦岭主要分布于主峰大白山海拔2450-3300m的范围内,在本区的水源涵养、生物多样性保护、亚高山脆弱带保护及天然林保护中具有极其重要的地位。本研究根据41块群落学样地调查资料和20块生物量样地调查资料进行定量分析,研究了巴山冷杉林的群落学特征、类型划分及其生产力。 (1)秦岭巴山冷杉林由64科、136属、221种植物组成。下木及活地被物广布种类少,稀有种和偶见种居多,其中恒有度在10%以上的种类有21种,占总种类数的9.8%,恒有度低于10%的有193种,占总种类数的90.2%。研究发现,毛茛科扁果草属植物在太白山有分布。 (2)根据植物对阴湿寒冷生境的适应方式不同,可将秦岭巴山冷杉林植物划分为中型高位芽植物层片、小型高位芽植物层片、矮型高位芽植物层片、地面芽植物层片、地下芽植物层片、一年生植物层片、泥炭藓植物层片和中生藓类植物层片8个层片。根据巴山冷杉林的层片特征,把巴山冷杉林划分为灌木—巴山冷杉林、草类—巴山冷杉林和藓类—巴山冷杉林三类。 (3)应用物种丰富度指数、Shannon-Winer多样性指数、Simpson生态优势度指数和Pielou均匀度指数,分别分析了灌木—巴山冷杉林、草类—巴山冷杉林和藓类—巴山冷杉林的群落α多样性特征,结果表明Shannon-Wiener,多样性指数和均匀度指数随群落内植物种类数量增加而增大,且增大趋势一致。优势度指数则表现出相反的变化,即随着群落内植物种类数量的增加,优势度指数值减小。 (4)根据林下植被的数量特征,对灌木—巴山冷杉林进行聚类分析,将灌木—巴山冷杉林划分为12个林分类型。对灌木—巴山冷杉林的NMDS排序分析表明,海拔高度、光照和生境湿度是影响灌木—巴山冷杉林各个群落类型分布的主要生态因子。对草类—巴山冷杉林进行聚类分析,将草类—巴山冷杉林划分为9个林分类型。对草类—巴山冷杉林的NMDS排序结果分析表明,草类—巴山冷杉林的分布与群落海拔高度及群落生境湿度有很大关系,其中,海拔高度是影响群落类型分布的主要生态因子。对藓类—巴山冷杉林进行聚类分析,将藓类—巴山冷杉林划分为5个林分类型,对藓类—巴山冷杉林NMDS排序结果表明,土层厚度和生境湿度是影响藓类—巴山冷杉林群落类型的分布的主要生态因子。 (5)对巴山冷杉林的生物量及生产力研究表明,巴山冷杉林的生物量及生产力随林分类型、海拔高度、坡向和林地土层厚度而变化。灌木一巴山冷杉林的平均生物量和生产力分别为331.47T几m‘和2.22T小m\a,草类一巴山冷杉林平均生物量和生产力分别为 279.27T砌m‘和 2.54 T几m‘·a,稣类一巴山冷杉林的生物量和生产力分别为 265.50 T/hm‘和 2.of T/hm‘·a。,J在所研究的林分中,巴山冷杉林生物量最大为453.53 T/hm’,林分平均生物量平均值为 292.08 T/hm’,林分最小生物量为 64.66 T/hm‘;最大生产力为4.33 T/hm‘·a,平均生产力为 2.30 T/hmZ·a,最小生产力为 0.44 T/hm‘·a。 (6)通过分析群落结构及林下植被组成变化,研究了巴山冷杉林的群落动态。结果表明,巴山冷杉林由巴山冷杉入侵牛皮烨林、太白红林和高山灌丛演替而来,在没有人为干扰和自然灾害发生的情况下,巴山冷杉林向趋于中生性的耐荫草类一巴山冷杉林和荫湿的荡类一巴山冷杉林方向发展。

苗莉云[2]2005年在《太白红杉群落交错带生态学特性的研究》文中研究说明太白红杉(Larix chinesis)是我国秦岭山区的特有种,属国家二级保护植物,主要分布于太白山,另外在长安光头山、柞水牛背粱国家自然保护区、洋县长青国家自然保护区等也有少量分布。本文以太白山分布的太白红杉及其群落为研究对象,通过对太白红杉群落和交错带群落的物种组成和物种多样性、物种多样性与环境梯度的关系、维管植物的生态位及其对环境的适应性、太白红杉构件结构的生长状况及其与环境因子关系的研究,阐明了太白红杉群落交错带的生态学特性及其动态变化规律。所得的主要结果如下: 1.太白红杉纯林—混交林交错带中,混交林的物种多样性比纯林的高;太白红杉纯林—林缘交错带中,物种多样性变化比较复杂,既有林缘物种多样性最高的样带,又有林缘物种多样性比纯林低的样带;太白红杉纯林—林缘—灌丛交错带中,林缘物种多样性最高。在环境条件(土壤和地形)变化较小、层次结构剧变的群落交错带中,边缘效应明显:而在环境条件较差(即空间波动大)的群落交错带中,边缘效应不明显,甚至无边缘效应出现。表明植物群落的边缘效应不仅受小气候影响,也受地形和土壤等因子的影响。 2.太白红杉群落的物种丰富度、Simpson指数、Shannon指数、种间相遇机率和Pielou指数都与海拔梯度呈极显著的负相关,即随着海拔的升高,群落物种多样性近呈单调下降;与坡度和土壤含盐量呈显著相关,而与其它环境因子的关系不显著。太白红杉群落的多样性指标与环境梯度的逐步多元回归和典范相关分析都显示海拔和坡度对物种多样性的作用最大,是决定太白红杉群落物种多样性的主要环境因子。 3.对群落交错带的太白红杉构件结构的生长状况分析,表明太白红杉群落和交错带群落的构件结构生长无明显差别。不同构件之间的关联度显示,太白红杉植株高度与树冠高、胸径、冠幅和当年生枝长度的相关性高,即随着太白红杉植株高度的增大,冠高、胸径、冠幅和当年生枝长度也明显增加。当年生枝长度是种群构件结构中重要的因子之一,是表示太白红杉的生长发育状况的主要特征。环境因子中,土壤含盐量、土壤含水量和坡度是影响太白红杉分布和生长发育的主要因子。 4.在太白红杉纯林—林缘和太白红杉纯林—混交林两类交错带中,灌木层和草本层维管植物的生态位宽度表现出明显的差异,即混交林中物种的生态位宽度明显大于纯林中的物种,而物种的生态位重叠并没有表现出混交林大于纯林的现象;纯林物种的生态位宽度和生态位重叠与林缘的无显著差异。在乔木层,太白红杉

涂云博[3]2008年在《太白红杉林林窗特征及其对群落更新的影响研究》文中进行了进一步梳理太白红杉(Larix chinensis)是我国特有的国家二级保护植物,主要分布于秦岭的太白山,另外在光头山、柞水牛背梁国家级自然保护区、洋县长青国家级自然保护区等也有少量分布,太白红杉是秦岭山区最上线的唯一乔木树种,是该地生态系统的重要组成部分,在涵养水源、稳固山石、保持水土等方面发挥着重要的作用。林窗干扰是森林群落中经常发生的重要的小规模干扰,它不仅是森林生态系统得以长期维持的重要驱动力,而且对森林结构、循环和更新产生重要的影响。系统研究林窗干扰可为受干扰森林生态系统的恢复提供理论指导。本文通过对秦岭太白红杉林林窗特征及其对群落更新的影响研究,揭示了不同海拔太白红杉林林窗的分布和形成特点及其对优势树种的更新的影响机理,为研究秦岭太白红杉林群落的自然更新及抚育和管护措施提供科学依据。在太白红杉集中分布的秦岭太白山地区按照上、中、下限各设置一个大小为100m×100m的样地,对每个样地内的林窗进行数量统计,调查每个林窗的特征指标以及其中的幼苗、幼树数量和特性指标:在林窗临近处做1个与林窗同样面积大小的样方,调查所有乔木树种(包括幼苗和幼树)的数量、高度、胸径、冠幅等特性指标,运用统计分析等研究方法得到以下主要结果:(1)太白红杉分布的下限和中部,以中小林窗为主,大林窗较少;而在上限区域,以大型林窗为主。在其分布的下限、中部和上限,林窗面积占样地面积的比例分别为9.4%、34.4%和30.4%,而扩展林窗的面积占样地面积的比例分别为22.6%、67.0%和54.6%。(2)太白红杉林的林窗形成主要是上层乔木发生折干、折枝、掘根风倒或枯立几种方式。随着海拔的升高,林窗的形成方式逐步由枯立为主转为以折干为主,林窗的形成方式逐步由单一方式转为多种林窗形成方式。(3)太白红杉林的林窗形成木数量随着海拔的升高而增加。在其分布的下限、中部和上限,林窗形成木的数量平均数分别为1.4、2.3、3.1个。(4)太白红杉林林窗边界木的高度和胸径大小随海拔升高而降低或减小,但边界木个体与林内的个体平均大小相一致。在太白红杉分布的下限、中部和上限,林窗边界木的平均高度分别为6.15 m、4.9 m、3.3 m:平均胸径分别为18.0 cm、16.2 cm和14.8 cm。(5)在太白红杉林分布的下限,形成太白红杉+巴山冷杉(Abies fargesii)混交林,群落中巴山冷杉有大量的幼苗和幼树,但太白红杉占据着群落中的优势地位。群落中林窗内太白红杉幼苗、幼树的存活率相对较高,而巴山冷杉长期处于幼苗、幼树阶段,只有出现干扰形成林窗后,巴山冷杉才可能长成为成树。(6)不同大小林窗内乔木幼苗幼树更新密度的变化,反映了太白山亚高山带主要针叶树种的更新策略与林窗大小的关系。在太白红杉分布的下限和中部,太白红杉的更新密度在中等大小(100~150 m~2)的林窗内最大;而在分布的上限,小林窗(<50 m~2)有利于太白红杉的更新,可能由于林窗内昼夜温差太大,不利于乔木幼苗的生存,而一些灌木在林窗内大量生长也在一定程度上抑制了太白红杉的更新。巴山冷杉更新密度随着林窗面积的增加而逐渐减少,呈现出单调递减趋势。可能较大的林窗有更强烈的光照,不利于耐阴植株巴山冷杉的生长。(7)林窗内太白红杉的更新密度明显高于林冠下的更新密度。而巴山冷杉在林窗和林内的更新密度不存在明显的差异。这种差异决定了未来上层优势树种组成的差异,林窗和林内幼苗更新及组成的差异也从另一个方面说明了林窗在推动森林更新及维持森林物种多样性等方面的重要性。

贺占魁[4]2003年在《神农架巴山冷杉(Abies fargesii)群落及其演替的研究》文中认为本文以湖北神农架的裸子植物松科的巴山冷杉(Abies fargesii Franch.)为研究对象,分别在了望塔、姊妹峰、金猴岭选取了三个样地,利用传统植物群落学野外调查和现代数量生态学相结合的方法,对2002年和1979年神农架巴山冷杉种群结构及群落生物多样性进行了比较,对巴山冷杉天然次生林的演替以及人工种植的巴山冷杉生长情况进行了初步研究。结果表明: 1.巴山冷杉为神农架海拔2600米以上地带的顶级群落,巴山冷杉群落与其主要伴生种如红桦、扇叶槭,灌丛如粉红杜鹃、花楸、箭竹,以及草本植物如山酢酱草、毛叶黎芦等处于不同生态位的特征上,以不同的层次、方式利用光、热、土壤、水等资源,它们之间起着相互作用,彼此以多种形式来限制、利用和稳定群落,其能量流动和物质循环处于一种动态的平衡和相对稳定状态,神农架的生境、气候等条件适应巴山冷杉的生长。 2.23年来,巴山冷杉种群结构发生了一些变化。体现在Ⅰ级幼苗由0.932株/平方米锐减至0.03株/平方米,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级个体没有变化,V级个体由0.122株/平方米增长到1.238株/平方米,并且,巴山冷杉粗死残体增多。巴山冷杉种群自然更新不良,其数量在减少,结构趋于老化。 3.巴山冷杉群落的种类组成比较简单,有29科38种,但与1979年相比,物种略有增加,且一些喜阳的植物开始侵入巴山冷杉纯林。 4.神农架巴山冷杉的演替分两条路线:a、当巴山冷杉林被砍伐后,采伐迹地——喜阳的箭竹和草甸——落叶阔叶树种林——巴山冷杉。b、巴山冷杉原始林——草甸——箭竹、花楸——巴山冷杉。并且以上两种演替路线彼此交错,互为消长。 5.对神农架巴山冷杉恢复生态学和防止巴山冷杉种群退化提出了一些建议。

参考文献:

[1]. 秦岭巴山冷杉林群落学特征、类型划分及生产力研究[D]. 白卫国. 西北农林科技大学. 2000

[2]. 太白红杉群落交错带生态学特性的研究[D]. 苗莉云. 陕西师范大学. 2005

[3]. 太白红杉林林窗特征及其对群落更新的影响研究[D]. 涂云博. 陕西师范大学. 2008

[4]. 神农架巴山冷杉(Abies fargesii)群落及其演替的研究[D]. 贺占魁. 华中师范大学. 2003

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