江西省九连山常绿阔叶林空间格局与动态研究

江西省九连山常绿阔叶林空间格局与动态研究

论文摘要

本研究以九连山国家级自然保护区常绿阔叶林为研究对象,在植物区系地理学、植物群落生态学与种群生态学的基础上,综合应用数量生态学、生态位理论、生物统计学与计算机技术对九连山常绿阔叶林群落的植物区系、群落结构特征、空间分布特征、种间联结性及物种多样性、种群生态位、群落数量分类及群落动态特征进行研究。得到以下主要研究结果:(1)九连山常绿阔叶林群落与植被类型丰富,植物区系复杂,具有明显的过渡性质;植物区系起源古老,保存有大量第四纪冰期前的区系成分;珍稀濒危植物丰富。各群落主要由热带、亚热带科属组成,优势科为壳斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)、山茶科(Camelliaceae)、安息香科(Styracaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)、木兰科(Magnoliaceae)等科,优势树种以相应的优势科属树种为主。(2)物种数量特征采用重要值进行分析,群落乔木层较高大,垂直分化较明显;树种水平分布不均。许多常绿阔叶林群落正处于过老或更新发展状态中,并常见有阳性落叶树如枫香(Liquidambar formosana)、拟赤杨(Alniphyllumfortunei)、光皮桦(Betula luminifera)等侵入林窗,形成常绿与落叶阔叶树混交林。采用“空间序列代替时间变化”的方法研究群落种群的年龄结构,结果表明,群落种群的年龄结构既有稳定增长型,又有稳定型趋向衰退波动的类型。(3)应用聚集度指标、方差和均值比率、负二项式分布等方法研究各群落物种及优势种群的分布格局,结果表明:构成群落乔木层的28个优势种群的分布格局均属集群分布,并符合负二项式分布。种群分布格局的动态变化规律表现为从幼苗→幼树→中树→大树的时间序列上,各种群的分布格局趋势是从集群分布→随机分布。(4)采用主成分排序方法与聚类分析方法对各群落进行排序与分类,各种方法的分析结果存在一定的差异,但总体上表现出一致性。排序与聚类分析的结果均表明,九连山自然保护区18个常绿阔叶林群落可划分为甜槠(Castanopsiseyrei)与木荷(Schima superba)群系,南岭栲(Castanopsis fordii)、丝栗栲(Castanopsis fargesii)、米槠(Castanopsis carlesii)、罗浮栲(Castanopsis fabric)等栲属群系,深山含笑(Manglietia maudiae)群系,南方红豆杉(Taxus mairei)群系、枫香与拟赤杨群系,观光木(Tsoongiodendron odorum)群系,猴头杜鹃(Rhododendronsimiarum)等7个群系。(5)采用α多样性和β多样性等不同测度指标研究群落的物种多样性和群落动态关系,结果表明:各群落不同层次的α多样性主要测度指标由大到小的变化规律为灌木层>乔木层>草本层,符合亚热带森林生态系统的一般规律。β多样性反映了不同群落间物种组成的差异,不同β多样性指标测度结果综合分析表明:低、高海拔的物种多样性较中海拔低,物种随海拔梯度变化呈现“中间高度膨胀”现象;物种变化速率较大值总是出现在受外界干扰及生境较严峻的低高海拔。(6)用总体相关性检验(方差比率法)分析乔木层28个主要树种和灌木层31个主要种群间的总体联结性,并通过x2检验和及其它不同指数方法检验各种对间的联结性,采用Pearson相关系数和Spearman秩相关系数检验种间协变的关系。结果表明:乔木层建群种及灌木层优势种群的整体联结性均为显著的正联结。乔木层、灌木层各层优势种对间的联结性较松散,正联结的种对少于负联结的种对,乔木层28个优势种群可划分为喜阳和耐荫两类典型的不同生态种组。(7)采用Levins生态位宽度公式、Shannon-Wiener指数和Hurlburt指数测定各优势种群的生态位宽度,各指数测定结果一致表明:生态位宽度最大的分别为柃木(Eurya japonica)、润楠(Machilus microcarpa)、木荷、罗浮栲等种群,体现了以上种群均具有广泛的生态适应性。Petraitis普遍重叠指数结果表明,九连山常绿阔叶林群落中28个优势种群并不存在完全普遍重叠,主要与它们对水分和光照等不同环境因子的适应性有关。MacArthur生态位重叠指数结果清楚地表明了本研究不同群落中资源的不同利用状况和物种配置情况,一般表现出:生态位宽度接近的物种之间有较大的生态位重叠,生态习性相似的物种之间也有较大的生态位重叠。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 选题依据、研究目的和意义
  • 1.2 研究内容
  • 1.2.1 常绿阔叶林群落的空间分布格局研究
  • 1.2.2 常绿阔叶林主要群落的分类与排序
  • 1.2.3 常绿阔叶林的动态特征研究
  • 1.3 研究区自然地理概况
  • 1.3.1 地质、地貌特征
  • 1.3.2 水文特征
  • 1.3.3 气候、降水特征
  • 1.3.4 植被概况
  • 1.3.5 土壤
  • 1.4 国内外研究动态
  • 1.4.1 植物区系研究现状
  • 1.4.2 植物群落结构特征的研究
  • 1.4.3 植物群落空间格局的研究现状
  • 1.4.4 常绿阔叶林植被动态与群落演替研究
  • 1.4.5 植被数量分析方法的研究概况
  • 1.4.6 常绿阔叶林研究发展趋势
  • 1.5 本研究的创新点
  • 第2章 九连山自然保护区的植被类型与植物区系特征
  • 2.1 引言
  • 2.2 研究方法
  • 2.2.1 研究区选择与野外调查方法
  • 2.2.2 植被类型调查分析方法
  • 2.2.3 植物区系分析方法
  • 2.3 主要植被类型分析
  • 2.3.1 植被分类系统
  • 2.3.2 植被基本概况
  • 2.4 植被特征
  • 2.4.1 植被的垂直分布特征
  • 2.4.2 植被的地带性过渡特征
  • 2.4.3 植被组成
  • 2.4.4 森林植被类型
  • 2.5 植物区系分析
  • 2.5.1 群落区系组成
  • 2.5.2 群落组成的科属多样性
  • 2.5.3 属的地理成分分析
  • 2.6 讨论与结论
  • 2.6.1 九连山植被类型的主要特点
  • 2.6.2 九连山植物区系的主要特点
  • 第3章 九连山常绿阔叶林群落结构与种群分布特征
  • 3.1 引言
  • 3.2 研究方法
  • 3.2.1 物种重要值计算
  • 3.2.2 种群生物学数据处理
  • 3.2.3 种群分布格局的测定方法
  • 3.3 结果分析
  • 3.3.1 群落外貌特征
  • 3.3.2 群落数量特征
  • 3.3.3 群落结构特征
  • 3.3.4 种群年龄结构特征
  • 3.3.5 种群的分布格局
  • 3.4 小结与讨论
  • 3.4.1 九连山常绿阔叶林的群落外貌与结构特征
  • 3.4.2 九连山常绿阔叶林群落的数量特征
  • 3.4.3 种群年龄大小的结构类型
  • 3.4.4 种群分布格局动态规律及其实际意义
  • 第4章 九连山常绿阔叶林主要群落的排序与分类
  • 4.1 引言
  • 4.2 研究方法
  • 4.2.1 取样调查与数据来源
  • 4.2.2 数据预处理
  • 4.2.3 排序方法
  • 4.2.4 聚类方法
  • 4.3 结果与分析
  • 4.3.1 群落排序的结果
  • 4.3.2 群落排序的生态梯度规律
  • 4.3.3 群落聚类的结果
  • 4.3.4 聚类方法的分析
  • 4.4 小结与讨论
  • 第5章 九连山常绿阔叶林群落的物种多样性与生态梯度
  • 5.1 引言
  • 5.2 研究方法
  • 5.2.1 α多样性指数测度方法
  • 5.2.2 β多样性指数测度
  • 5.3 结果与分析
  • 5.3.1 各群落α多样性分布格局
  • 5.3.2 β多样性测度分析
  • 5.4 小结与讨论
  • 5.4.1 不同α多样性测度指标的相关性
  • 5.4.2 九连山各群落不同层次间的多样性差异
  • 5.4.3 九连山群落多样性与生态梯度的关系
  • 第6章 九连山常绿阔叶林群落优势种群的种间关联性
  • 6.1 引言
  • 6.2 研究方法
  • 6.2.1 取样调查与数据来源
  • 6.2.2 测度方法
  • 6.3 结果与分析
  • 6.3.1 乔木层种间联结性分析
  • 6.3.2 灌木层植物种间联结性分析
  • 6.3.3 乔木层与灌木层物种间Spearman秩相关检验
  • 6.4 小结与讨论
  • 6.4.1 方法讨论
  • 6.4.2 九连山常绿阔叶林群落种间联结的特点
  • 6.4.3 不同相关检验方法的比较
  • 6.4.4 不同相关检验与群落演替的关系
  • 6.4.5 常绿阔叶林群落种间联结的生态学意义
  • 第7章 九连山常绿阔叶林优势种群的生态位分析
  • 7.1 引言
  • 7.2 研究方法
  • 7.2.1 优势度分析
  • 7.2.2 生态位宽度计算
  • 7.2.3 生态位重叠值计算
  • 7.3 结果与分析
  • 7.3.1 优势种群的生态位宽度
  • 7.3.2 生态位普遍重叠结果
  • 7.3.3 生态位特定重叠结果
  • 7.4 小结与讨论
  • 7.4.1 生态位特征分析
  • 7.4.2 生态位研究方法讨论
  • 7.4.3 生态位重叠与种间竞争关系
  • 第8章 结论与展望
  • 8.1 结论
  • 8.1.1 九连山常绿阔叶林群落的结构与数量特征
  • 8.1.2 各优势种群的年龄结构
  • 8.1.3 各优势种群的分布格局
  • 8.1.4 各群落的排序与分类
  • 8.1.5 物种多样性与生态梯度
  • 8.1.6 优势种群的种间关联特征
  • 8.1.7 各优势种群的生态位
  • 8.1.8 优势种群分布格局的动态规律
  • 8.1.9 群落多样性与群落动态特征
  • 8.2 研究展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 相关论文文献

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