湖北大老岭落叶阔叶林群落结构和植物性系统多样性研究

论文摘要

为了解亚热带地区落叶阔叶林群落结构和植物性系统的分布格局,本研究在采用典型样地法进行样方调查的基础上,对湖北省大老岭自然保护区的大叶杨(Populus lasiocarpa Oliv.)、短柄枹栎(Quercus serrata Thunb. var. brevipetiolata Nakai)、亮叶水青冈(Fagus lucida Rehd. et Wils.)和茅栗(Castanea seguinii Dode)4种落叶阔叶树种建群形成的典型森林群落的生物多样性、群落外貌及结构、植物性系统分布格局与物种丰富度、生活习性、植物繁殖器官等特征的关系进行了全面综合的分析研究,结果如下：1、大老岭自然保护区落叶阔叶林群落科属种组成丰富,含较多种的大科和大属是群落常见的组成成分,但在群落中占绝对优势的却是单属科和单种属。同一林型各样地间科属种的共有性表现为科的共有性较高,种的共有性较低,与各样地间微环境的差异程度有关。同时各群落建群种和优势种的年龄结构不同,群落外貌主要由具有中型、草质和非全缘单叶的高位芽植物所决定。这种高位芽植物占绝对优势的生活型谱是由大老岭自然保护区在植物生长季节温热多湿,冬季冰雪期长,春季存在短时间轻度干旱的气候特点所决定的。2、大老岭自然保护区落叶阔叶林的垂直结构简单,分层明显,由上到下均可分为乔木层、灌木层、草本层3个基本层次,乔木层分为三个亚层。群落的建群种在群落乔木层中的重要值最大,占有绝对优势,均位于乔木层第一层,但不同林型伴生树种有明显的差异,各层的优势种也存在很大差异。灌木层除了一些真正的灌木外,乔木的幼苗也成了群落灌木层主要组成部分。草本层在各群落中植物种类相差很大,但禾本科和莎草科均占有一定的比例。群落中不同生活习性的植物种类沿海拔梯度呈现不同的多样性格局,即同一群落不同样地乔灌草各层物种数和物种多样性随海拔的变化规律不同,这些差异与群落所处生态环境及群落的郁闭度、乔木层的密度等生态因子有关,也与建群树种的特性密切相关。总的来讲,保护区物种的分布具有明显的不均匀性。3、分析了4种落叶阔叶林群落各样地的物种共有度,揭示了物种多样性随海拔的变化规律,即无论以哪一个层次的植物来表达,不同样地间同一植被类型物种共有度最高,在同一植被类型中物种共有度随海拔差的增大呈明显的下降趋势,不同群落间的物种共有度变化规律表现为两个群落生态环境越相近,物种共有度越大。4、大老岭自然保护区落叶阔叶林中,植物性系统的分布格局与群落物种丰富度和植物的生活习性联系紧密。群落中两性花植物占种子植物总种数的比例最高,其次是雌雄同株植物,雌雄异株植物所占比例最小。同时各样地中两性花植物的物种数以及在样地中所占的比例与样地中种子植物的物种数有关,随着样地种子植物物种数的增加,两性花植物所占比例呈明显的上升趋势。两性花植物在群落中的比例通常随着草本植物物种数的增加而增大,而雌雄异株植物在群落中的比例随着木本植物物种数的增加而增大。乔木层中,雌雄异株植物的比例明显低于热带植物区系。此外雌雄异株植物在胁迫环境中能够较好的生存。5、在大老岭落叶阔叶林中,植物性系统的类型与植物繁殖器官和生活习性显著相关。群落中小花植物占优势并且通常它们的花不显著,而这样的花型又与雌雄同株、雌雄异株这两种单性花的性系统相关联。同时单性花都是以花序的形式存在,两性花中有少量的植物是单生花。此外植物的性系统类型和果实类型相关极显著,雌雄同株植物更多的形成干果,相对较少的形成肉果,相反雌雄异株植物会产生更多的肉果和相对较少的干果,而两性花植物和果实类型之间则表现为随机性。群落中干果植物所占的比例均高于肉果植物。另外,两性花在乔木层所占的比例低于在草本层中所占比例,雌雄同株植物在乔木层中所占的比例最高,雌雄异株植物在草本植物中所占的比例低于在木本植物中所占的比例。6、两性花、雌雄同株和雌雄异株这三种性系统类型在群落乔、灌、草各层中的重要值不同。乔木层中,重要的性系统类型与建群种的性系统类型相同,灌木层和草本层重要的性系统类型是两性花植物,其次是雌雄同株植物,雌雄异株植物在该保护区落叶阔叶林群落灌木层和草本层中的重要值最小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 种子植物的性系统
• 1.1.1 被子植物性系统表达方式的多样性
• 1.1.2 裸子植物性系统表达方式的多样性
• 1.1.3 种子植物性系统类型的分布
• 1.2 植物群落与性系统
• 1.3 生物多样性研究进展
• 1.3.1 生物多样性及现状
• 1.3.2 微环境与物种多样性
• 1.3.3 海拔与物种多样性
• 1.3.4 生物多样性指数
• 1.4 本研究的选题依据和研究内容
• 1.4.1 选题依据及意义
• 1.4.2 主要内容
• 1.4.3 本研究拟重点解决的问题
• 2 研究地自然概况
• 2.1 大老岭自然保护区自然地理环境
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 土壤
• 2.1.4 气候特征
• 2.1.5 水文
• 2.2 大老岭自然保护区生物资源概况
• 2.2.1 植物资源
• 2.2.1.1 种子植物区系特点
• 2.2.1.2 植被类型
• 2.2.1.3 植被分布特点
• 2.2.2 动物资源
• 2.2.2.1 动物种类
• 2.2.2.2 动物区系及特点
• 3 研究方法与技术路线
• 3.1 样地设置及调查
• 3.1.1 样地设置
• 3.1.2 数据的调查
• 3.1.3 内业处理
• 3.2 各指标计算方法
• 3.2.1 群落的植物种类组成及区系地理成分分析
• 3.2.2 种群年龄结构
• 3.2.3 群落的外貌
• 3.2.4 群落物种共有度指标
• 3.2.5 群落物种和植物性系统多样性指标
• 3.2.6 群落物种重要值和植物性系统重要值指标
• 3.3 研究技术路线
• 4 大老岭落叶阔叶林群落特征分析
• 4.1 大老岭落叶阔叶林群落科属种组成
• 4.1.1 大老岭落叶阔叶林植物组成
• 4.1.1.1 大老岭落叶阔叶林群落科内属的组成
• 4.1.1.2 大老岭落叶阔叶林群落属内种的组成
• 4.1.2 大叶杨群落植物属性和组成
• 4.1.2.1 大叶杨群落科内属的组成
• 4.1.2.2 大叶杨群落属内种的组成
• 4.1.2.3 大叶杨群落4个样地科属种组成比较
• 4.1.3 短柄枹栎群落植物属性和组成
• 4.1.3.1 短柄枹栎群落科内属的组成
• 4.1.3.2 短柄枹栎群落属内种的组成
• 4.1.3.3 短柄枹栎群落3个样地科属种组成比较
• 4.1.4 亮叶水青冈群落植物属性和组成
• 4.1.4.1 亮叶水青冈群落科内属的组成
• 4.1.4.2 亮叶水青冈群落属内种的组成
• 4.1.4.3 亮叶水青冈群落3个样地科属种组成比较
• 4.1.5 茅栗群落植物属性和组成
• 4.1.5.1 茅栗群落科内属的组成
• 4.1.5.2 茅栗群落属内种的组成
• 4.1.5.3 茅栗群落5个样地科属种组成比较
• 4.2 大老岭落叶阔叶林群落植物区系地理成分
• 4.2.1 大老岭落叶阔叶林群落种子植物区系分析
• 4.2.1.1 科的分布区类型
• 4.2.1.2 属的分布区类型
• 4.2.2 大叶杨群落种子植物区系分析
• 4.2.2.1 科的分布区类型
• 4.2.2.2 属的分布区类型
• 4.2.3 短柄枹栎群落种子植物区系分析
• 4.2.3.1 科的分布区类型
• 4.2.3.2 属的分布区类型
• 4.2.4 亮叶水青冈群落种子植物区系分析
• 4.2.4.1 科的分布区类型
• 4.2.4.2 属的分布区类型
• 4.2.5 茅栗群落种子植物区系分析
• 4.2.5.1 科的分布区类型
• 4.2.5.2 属的分布区类型
• 4.3 大老岭落叶阔叶林群落种群年龄结构
• 4.3.1 大叶杨群落种群年龄结构
• 4.3.2 短柄枹栎群落种群年龄结构
• 4.3.3 亮叶水青冈群落种群年龄结构
• 4.3.4 茅栗群落种群年龄结构
• 4.4 大老岭落叶阔叶林群落外貌
• 4.4.1 群落植被的生活型
• 4.4.2 群落叶的性质
• 4.5 小结
• 5 大老岭落叶阔叶林群落垂直结构和物种多样性分析
• 5.1 落叶阔叶林群落的垂直结构
• 5.1.1 大叶杨群落的垂直结构
• 5.1.1.1 不同样地乔木层主要物种的重要值
• 5.1.1.2 不同样地灌木层主要物种的重要值
• 5.1.1.3 不同样地草本层主要物种的重要值
• 5.1.2 短柄袍栎群落的垂直结构
• 5.1.2.1 不同样地乔木层主要物种的重要值
• 5.1.2.2 不同样地灌木层主要物种的重要值
• 5.1.2.3 不同样地草本层主要物种的重要值
• 5.1.3 亮叶水青冈群落的垂直结构
• 5.1.3.1 不同样地乔木层主要物种的重要值
• 5.1.3.2 不同样地灌木层主要物种的重要值
• 5.1.3.3 不同样地草本层主要物种的重要值
• 5.1.4 茅栗群落的垂直结构
• 5.1.4.1 不同样地乔木层主要物种的重要值
• 5.1.4.2 不同样地灌木层主要物种的重要值
• 5.1.4.3 不同样地草本层主要物种的重要值
• 5.2 落叶阔叶林群落物种多样性分析
• 5.2.1 群落类型与物种多样性的关系
• 5.2.2 群落结构与物种多样性的关系
• 5.3 各样地植物群落间的物种共有度
• 5.4 小结
• 6 大老岭落叶阔叶林群落性系统多样性分析
• 6.1 植物性系统与物种丰富度的关系
• 6.1.1 大叶杨群落性系统
• 6.1.2 短柄枹栎群落性系统
• 6.1.3 亮叶水青冈群落性系统
• 6.1.4 茅栗群落性系统
• 6.2 植物性系统与植物繁殖器官和生态特征的关系
• 6.2.1 植物性系统与花的关系
• 6.2.2 植物性系统与果实类型的关系
• 6.2.3 植物性系统与生态环境的关系
• 6.2.4 植物性系统与植物生活习性的关系
• 6.2.5 与热带群落比较
• 6.3 落叶阔叶林群落性系统多样性分析
• 6.3.1 群落类型与性系统多样性的关系
• 6.3.2 同一群落不同样地植物性系统多样性
• 6.4 落叶阔叶林群落植物性系统的重要值
• 6.4.1 各群落植物性系统类型的重要值
• 6.4.2 落叶阔叶林各层植物性系统类型重要值的比较
• 6.5 小结
• 7 研究成果与展望
• 7.1 研究成果
• 7.1.1 主要结论
• 7.1.2 创新点
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 附录:大老岭自然保护区常见被子植物及其特征
• 附图:大老岭自然保护区森林植被及群落调查
• 作者简介
• 导师简介
• 在读博士期间发表的论文
• 致谢