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华北土石山区天然次生林群落生态结构与发展研究

作　者: 王鹏
导　师: 陈丽华
学　校: 北京林业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 天然次生杨桦林群落生态结构空间格局演替模式
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 55次
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内容摘要

华北土石山区天然次生杨桦林群落是该地区最为常见的林分类型,其原生树种为华北落叶松林,在长期经受不同程度的人为干扰后被破坏严重,经过数十年的自然恢复,逐渐形成了以杨、桦为先锋树种的次生混交群落,成为该地区地带性植被自然恢复演替过程中典型的过渡群落。本研究以该地区不同混交程度的次生山杨、白桦纯林和杨桦混交林为研究对象,对其不同群落的优势种群的组成、生态位、生物多样性及空间分布格局进行分析,并对比了不同群落之间的近自然度和林分优势度,分析了该地区天然次生杨桦群落的发展趋势,并探讨了该地区的森林演替模式。主要研究结果分述如下：(1)研究区北沟林场天然次生林群落林分密度较大,植被种类较为丰富,乔木层共有11个树种,均以山杨和白桦为优势种,占据了绝对的比重,而伴生树种以华北落叶松、五角枫和云杉为主。4块公顷级标准样地分别为1个山杨群落,1个白桦群落,以及两个不同混交度的杨桦混交群落。其中林分密度最大的为样地A山杨群落,为853株/hm2,最小的为样地C2杨桦混交群落,为572株/hm2；胸径断面积以C1群落最大,为20.156m2/hm2,山杨群落次之,各树种胸径断面积以山杨、白桦和落叶松为主,三者胸径断面积占据群落绝对优势；各样地径级结构较为典型,优势树种的山杨和白桦种群基本上都呈单峰曲线,而各群落的伴生树种则均呈反J曲线；各群落林分垂直结构有所差别,除山杨群落呈单峰曲线外,其他3个群落均呈双峰曲线,分层明显。(2)研究区内各乔木和灌木种群生态位宽度分布较为均匀,乔木层中五角枫、华北落叶松、花楸和白桦的生态位宽度较大,而黑桦、硕桦和油松生态位宽度较小：灌木层中生态位宽度较大的为五角枫、毛榛和沙株,较小的为荚迷、大叶小檗和华北忍冬。从生态位重叠度来看,占据生态位优势的种群之间重叠度也明显较高,其中花楸、五角枫、蒙古栎和云杉为杨桦林乔木层主要伴生种,而灌木层则明显以毛榛和五角枫为优势种,沙株、锦带花为其主要伴生种。(3)天然次生杨桦林群落的a多样性三类指标中,草本层明显高于灌木层和乔木层,但灌木层与乔木层之间的差异性并不明显,在物种丰富度和多样性上灌木层略微高于乔木层,而其均匀度指数却略低于乔木层,表明灌木层多样性分化程度并不高,这主要是由于五角枫和毛榛的密度巨大,几乎占据了群落整个灌木层。而不同群落类型比较来看,杨桦混交林群落乔木层生物多样性明显大于山杨群落、白桦群落,而灌木层来看,白桦群落的生物多样性最高,其次是杨桦混交群落,山杨群落最低,而在草本层则是山杨群落最高,混交群落次之,白桦群落最低。(4)由点格局分析结果可以看出,天然次生林群落各主要种群均呈现不同程度的聚集分布,其各自的聚集程度均随尺度变化而呈现出各自不同的趋势。在种间关系方面,除了较小尺度外,作为优势种的山杨与白桦和落叶松种群在r<25m的各尺度范围内均呈显著负相关,竞争激烈；而白桦种群除了与山杨种群显著负相关外,在中尺度到大尺度范围内均与落叶松种群呈正相关,但在唯独在样地B白桦优势群落内,与落叶松在中尺度内呈显著负相关,而与蒙古栎相关性不明显。(5)分析不同天然次生群落的近自然度和优势度可以看出,各群落近自然度大小为：C2群落>B群落>C1群落>A群落,总体来看杨桦混交群落更接近自然稳定状态；而各群落优势度的大小顺序为：C2群落>C1群落>B群落>A群落,说明混交群落比山杨、白桦纯林具有较强的活力,更适宜生长。(6)综合以上数据,全面的分析天然次生杨桦林各群落类型的生态结构,我们可以看出,山杨种群结构较差,乔灌层生物多样性较低,种群更新慢,且大面积出现林木枯死现象,种群发展前景堪忧；白桦种群较山杨种群稍好,幼龄木较多,生活力较强,在一定时期内能够继续维持其优势度；而杨桦混交林则为最优,林分结构较好,优势度和近自然度都较高,稳定性也最好。作为次生演替的先锋种,华北土石山区天然杨桦次生林已进入演替中期,从幼苗更新情况来看,次顶极树种五角枫幼苗大量着生,将逐步演替成为该地区的主要优势树种和建群种,形成五角枫次顶极群落,并最终向油松、落叶松顶极群落发展。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
目录  8-10
一国内外研究进展  10-16
  1.1 群落结构研究进展  10-11
  1.2 群落的空间格局研究进展  11-13
  1.3 群落多样性研究  13-14
  1.4 近自然度及近自然度评价体系的研究进展  14-15
  1.5 研究背景及意义  15-16
二研究区概况  16-24
  2.1 木兰围场概况  16-21
    2.1.1 木兰围场自然概况  16-20
    2.1.2 木兰围场森林资源概况  20-21
    2.1.3 木兰围场社会经济概况  21
  2.2 北沟林场森林资源概况  21-24
三研究内容与方法  24-34
  3.1 研究内容  24-26
    3.1.1 研究目标  24
    3.1.2 主要研究内容  24-25
    3.1.3 技术路线  25-26
  3.2 研究方法  26-34
    3.2.1 样地调查  26-27
    3.2.2 林分结构特征分析  27-28
    3.2.3 林分空间分布格局分析  28-29
    3.2.4 生态位分析  29-30
    3.2.5 物种多样性分析  30-31
    3.2.6 林分近自然度分析  31-32
    3.2.7 林分优势度分析  32-34
四天然次生林群落生态系统特征分析  34-62
  4.1 林分结构特征树种组成结构  34-42
    4.1.1 树种组成结构  34-37
    4.1.2 水平结构规律  37-39
    4.1.3 垂直结构规律  39-42
  4.2 生态位  42-48
    4.2.1 主要种群的生态位宽度  42-44
    4.2.2 主要种群的生态重叠度  44-48
  4.3 群落物种多样性  48-51
    4.3.1 天然次生林乔木层物种多样性  48-49
    4.3.2 天然次生林灌木层物种多样性  49
    4.3.3 天然次生林草本层物种多样性  49-50
    4.3.4 不同群落物种多样性关系  50-51
  4.4 林分空间分布格局  51-62
    4.4.1 单个种群分布格局及种间关系  51-58
    4.4.2 枯立木空间分布格局  58-62
五天然次生林林分近自然度及演替模式  62-70
  5.1 林分近自然度  62-63
  5.2 林分优势度  63-67
    5.2.1 优势等级划分及多样性  63-65
    5.2.2 林木优势等级分布  65-66
    5.2.3 林木优势度  66-67
  5.3 天然次生林发展现状及演替模式  67-70
    5.3.1 天然次生杨桦林概况  67
    5.3.2 枯立木和群落更新情况  67-68
    5.3.3 演替模式  68-70
六结论与讨论  70-74
  6.1 结论  70-71
  6.2 讨论  71-74
参考文献  74-78
个人简介  78-79
导师简介  79-80
获得成果目录  80-81
致谢  81

华北土石山区天然次生林群落生态结构与发展研究

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