天童常绿阔叶林的林窗干扰特征及物种多样性研究

论文摘要

常绿阔叶林在我国分布广泛,是我国亚热带地区最具代表性的森林植被类型之一,然而由于人类长期不合理的开发利用,使得该植被遭到了严重的破坏。在我国东部沿海的低山丘陵地带发育的亚热带常绿阔叶林,面对的自然干扰有其独特性,如台风和偶遇的雪灾,加之复杂的沟、脊相间的地貌条件,两者相互作用下所形成的林窗干扰特征,对研究该地区常绿阔叶林的恢复及森林生态系统演替具有重要意义。本研究以天童20hm2常绿阔叶林动态监测样地调查数据为依托,并结合地理信息系统软件,分析和探讨了该地区常绿阔叶林的林窗基本特征、地形分布格局及物种多样性维持机制。主要结论如下：（1）天童常绿阔叶林20hm2动态监测样地共调查到174个林窗,总面积为23980.87m2,样地林窗空隙率为13.06%,林窗密度为9.5个/hm2,平均面积137.82m2。林窗的实际形状均为不规则的多边形,但从整体上来看,大部分林窗形状近似于椭圆形。天童常绿阔叶林为比较稳定的森林群落,85.06%的林窗面积小于200m2,且大部分林窗形成时间较短,81%的林窗高度在4m以下。（2）天童常绿阔叶林174个林窗共有形成木656株,其数量分布从1-16株不等,每个林窗平均拥有形成木3.77株。翻倒、枯立和中部折干均是天童常绿阔叶林林窗形成的主要方式。单个林窗中有两种形成方式的林窗所占比例最多,其次是由三种和一种方式形成的林窗。由一种方式形成的林窗中,翻倒木的比例最高（53.5%）；由两种方式形成的林窗中,翻倒木+中部折干木、翻倒木+枯立木的组合形式所占比例最高（分别为34.8%和33.3%）；由三种方式形成的林窗中,翻倒木+中部折干木+枯立木的组合形式所占比例最高（73.1%）（3）高海拔段（≥500m）的林窗空隙率与林窗密度显著大于中低海拔段（<500m）,造成这一分布格局的主要原因是高海拔受台风干扰的强度较大。沟谷的林窗空隙率与林窗密度显著大于侧坡,林窗平均面积显著大于侧坡和山脊,台风带来的强降雨所引起的小范围滑坡是造成这一分布格局的主要原因。综上所述,台风及其带来的强降雨是造成以上三个林窗特征参数在海拔及坡位梯度上具有显著性差异的主要原因。（4）Rarefaction物种丰富度和Wilcoxon秩检验结果表明,林窗仅增加了总物种和灌木种的个体密度,并未增加其物种丰富度,但林窗内的阳生树种物种丰富度则显著大于非林窗。说明在林窗发育初期,主要是阳生种增加了林窗的物种多样性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 林窗的主要研究方向及进展
• 1.2.1 林窗特征的研究进展
• 1.2.1.1 林窗的形状
• 1.2.1.2 林窗的大小
• 1.2.1.3 林窗的年龄
• 1.2.1.4 林窗形成原因和形成木
• 1.2.2 林窗的地形分布格局
• 1.2.3 林窗与物种多样性的维持
• 1.3 研究的主要内容
• 1.4 论文的研究路线
• 第二章 研究区域概况及研究方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 天童国家森林公园概况
• 2.1.2 天童样地概况
• 2.2 林窗调查方法
• 第三章 林窗基本特征
• 3.1 数据分析
• 3.1.1 数据处理及做图
• 3.1.2 林窗形状指数
• 3.1.3 林窗年龄分级
• 3.1.4 林窗形成木类型
• 3.1.5 林窗特征参数
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 林窗形状
• 3.2.2 林窗年龄
• 3.2.3 林窗大小
• 3.2.3.1 林窗大小特征
• 3.2.3.2 林窗大小分级特征
• 3.2.4 林窗形成木
• 3.2.4.1 林窗形成木数量
• 3.2.4.2 林窗形成木类型
• 3.3 讨论
• 3.3.1 林窗干扰特征比较
• 3.3.2 林窗大小特征比较
• 3.3.3 林窗形成木特征比较
• 3.4 小结
• 第四章 林窗的地形分布格局
• 4.1 数据分析
• 4.1.1 林窗特征参数
• 4.1.2 地形因子数据
• 4.1.3 地形因子分级
• 4.1.4 林窗地形分布格局的统计检验
• 4.2 结果
• 4.2.1 林窗空隙率及林窗密度的地形分布格局
• 4.2.2 林窗面积的地形分布格局
• 4.3 讨论
• 4.3.1 海拔梯度上林窗的地形分布格局及其解释
• 4.3.2 坡位梯度上林窗的地形分布格局及其解释
• 4.4 小结
• 第五章 林窗与非林窗物种多样性比较
• 5.1 研究方法
• 5.1.1 林窗、非林窗选取及物种数据提取方法
• 5.1.2 Rarefaction模型
• 5.1.3 数据分析方法
• 5.2 结果
• 5.2.1 t检验结果
• 5.2.2 Rarefaction曲线及Wilcoxon秩检验结果
• 5.3 讨论
• 5.4 小结
• 第六章 研究结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢