铜陵叶山天然栎类阔叶混交林群落结构特征研究

论文摘要

本文以铜陵叶山天然栎类落叶阔叶混交林为研究对象，在林分保存完好，林相整齐、具有充分代表性的的位置设置120m×150m样地，再将其区划为30m×30m的调查单元20个。在下、中下、中、中上四个坡位每个坡位选择3个调查单元，共计12个，在每个调查单元内采用对角线法则设置灌木5m×5m样方5个，共计设置60个灌木样方，调查记载样方内灌木的种类、盖度、株数、平均高度等；在每一个灌木样方内在对角线法中间位置设置1m×1m草本样方1个，共计设置60个草本样方，调查记载草本植物种类、株数、盖度等。在乔木样方内用全站仪测量每株乔木（DBH≥5cm）的地理坐标，将数据导入南方case软件后绘制乔木分布平面位置图，用winkelmass1.0软件计算林分的混交度、大小比数和角尺度三个空间结构参数。利用丰富度、Shannon-wiener指数、Pielou指数等物种多样性指数，以及混交度、大小比数、角尺度三种林木空间结构参数，分析铜陵叶山天然栎类落叶阔叶混交林类型植物多样性与林木空间结构特征；运用种-面积曲线和林分空间结构参数-面积曲线比较确定群落结构达到稳定状态时的最小面积。同时，采用Pearson相关系数和Spearman秩相关系数对乔木种群的种间联结性进行研究。研究结果表明：（1）群落植物物种丰富，树种分布具有规律性。在本次调查中共记录到维管植物29科36属58种。其中，蕨类植物1科1属2种，裸子植物1科1属1种，被子植物26科34属55种。乔木、灌木、草本3种生活型的物种数分别为12科15属19种、22科33属37种、8科8属9种，分别占物种总数的29.2%、56.9%、13.9%。林下植被较为丰富，其中灌木层植物种类十分丰富，共有37种，草本层植物种类较为单调，仅有9种。在树种分布上，马尾松集中分布在样地的上坡位，也即高海拔。而林分的主要树种麻栎在样地中的各个海拔梯度均有分布，但随着海拔的增加，麻栎株数逐渐增加，以中海拔分布最多，到高海拔后又逐渐减少，为中低海拔梯度乔木层的优势种。其它树种除青冈栎较为集中的分布在下坡位之外，都成随机分布。（2）林分直径结构呈正态偏左分布，表现出了同龄林的直径结构特征。林分径级集中分布在14cm和20cm之间，以中小径级林木株数多，大径级林木株数较少。通过解析12株林木发现林木平均林龄为50年左右，直径结构特征及其所反映的林分发育阶段与解析结果不一致。（3）群落中乔木层重要值＞5的种类有麻栎、马尾松、青冈栎、苦楮和石栎，且麻栎在群落中的地位最大，优势明显，为群落乔木层优势树种；马尾松、青冈栎、石栎等树种为群落乔木层亚优势种；灌木层重要值＞5的种类有：溲疏、青冈栎、山胡椒和黄檀，其中溲疏的重要值最大，溲疏为灌木层主要建群种。草本层（含藤本）重要值＞5的种类有：半岛鳞毛蕨、红盖鳞毛蕨、显子草、麦冬和绞股蓝，其中半岛鳞毛蕨的重要值最大，为草本层主要建群种。（4）各层物种丰富度为灌木层（37种）＞乔木层（19种）＞草本层（9种）；Shannon-wiener指数（H′）为灌木层（1.575）＞乔木层（0.941）＞草本层（0.244）；Pielou指数（J）与Simpson指数（D）；Pielou指数（J）为灌木层（0.747）＞乔木层（0.557）＞草本层（0.288）；Simpson指数（D）为草本层（0.559）＞乔木层（0.531）＞灌木层（0.287）。草本层Shannon-wiener指数（H′）最低，灌木层Shannon-wiener指数（H′）和Pielou指数（J）都是最大。草本层的Simpson指数（D）说明草本层被半岛鳞毛蕨控制；乔木层和灌木层的Simpson指数（D）较低、差别不大，说明乔木层和灌木层由多个建群种组成，种间竞争较大。（5）在林木空间分布格局上，角尺度分布呈正态分布，林分中乔木平均角尺度＝0.510，所调查的林分林木分布格局为随机分布，表明这一地区天然栎类落叶阔叶混交林发育和保护良好。林分的平均混交度＝0.345，介于弱度混交和中度混交之间，林分中同树种聚集的情况较多，树种之间的隔离程度较小，各树种组成的结构单元较为单一。样地内主要树种麻栎的平均混交度＝0.216，说明麻栎存在单种聚集现象。林分的平均大小比数U＝0.492，整个林分在生长上未表现出明显的分化。各树种的平均直径大小比数取值范围为0.3100.938，反映了该林分内树种在胸径优势上的分化存在较大额的差异。马尾松（U=0.310）优势地位较为明显，其它树种绝大部分是处于中庸状态，分化不大，处于劣态和绝对劣态的树种主要是数量较少的石栎、油桐、野桐和山鸡椒。（6）通过种-面积曲线确定的铜陵叶山天然栎类阔叶林混交群落非空间结构研究最小取样面积为3720m2（相当于边长为61m左右的正方形），而通过林分空间结构参数-面积曲线确定的群落空间结构研究的最小取样面积约为3600m2（相当于边长为60m左右的正方形）。（7）在群落主要乔木树种种间联结性研究中，Pearson相关系数检验显著正关联和不显著正关联的种群数分别是14对、40对；显著负关联和不显著负关联的种群分别是4对、113对；无关联种群19对。Spearman秩相关系数检验结果，显著正关联和不显著正关联的种群数分别是11对、58对；显著负关联和不显著负关联的种群分别是1对、101对；无关联种群与Pearson相关系数检验相同，有19对。呈极显著和显著正关联的种群所占比率要远低于呈极显著和显著负关联种群所占比率，总体上是负联结占优势地位。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 森林群落结构
• 1.2 植物多样性
• 1.3 最小面积
• 1.4 种间关联
• 1.5 林分空间结构研究进展
• 2 引言
• 3 研究区域自然概况
• 3.1 地理位置
• 3.2 地形地貌与土壤
• 3.3 气候
• 3.4 植被
• 4 研究方法与技术路线
• 4.1 样地（样方）设置与调查
• 4.2 乔、灌、草本层植物多样性数量特征研究
• 4.3 乔木层林分空间结构及相关规律研究
• 4.3.1 混交度
• 4.3.2 大小比数
• 4.3.3 角尺度
• 4.4 乔木种群结构和林分直径结构的研究
• 4.5 森林群落最小调查面积的研究
• 4.6 优势树种种间联接关系研究
• 4.7 技术路线
• 5 结果与分析
• 5.1 群落基本情况分析
• 5.1.1 样地基本情况分析
• 5.1.2 林分直径结构
• 5.2 群落组成
• 5.2.1 植物种类与生活型组成
• 5.2.2 树种分布
• 5.3 物种多样性
• 5.3.1 植物组成结构分析
• 5.3.2 植物多样性数量特征
• 5.4 林分空间结构分析
• 5.4.1 林木空间分布格局
• 5.4.2 林分树种组成及空间配置
• 5.4.3 林木大小分化程度
• 5.5 群落最小面积研究
• 5.5.1 种-面积曲线
• 5.5.2 林分空间结构-面积分析
• 5.6 种间联结性分析
• 5.6.1 相关系数检验比较
• 5.6.2 种间联结性分析
• 6 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 6.2.1 林分空间结构可视化
• 6.2.2 环境因子与林分生长
• 6.2.3 种间联结研究
• 6.2.4 营林建议
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 个人简介
• 在读研期间发表的学术论文