庐山森林生态系统植物多样性及其分布格局

论文摘要

为了有效的进行森林生态系统管理,本文选择庐山森林生态系统植物多样性及其分布格局作为切入点,通过样线法和样方法相结合,在大量的群落学调查和分析的基础上,分别从物种多样性、分布格局、群落多样性、植被类型、植被垂直分布、基带植被—常绿阔叶林、外来物种等几个方面对庐山森林生态系统进行研究。研究结果如下;庐山共有乡土野生维管束植物241科842属2269种（含种下级）。其中蕨类植物40科83属260种,裸子植物6科9属12种,被子植物195科750属1997种。植物区系科的分布区类型中热带分布科最多,占总科数的40.30%;属的分布区类型中除去世界分布属外,北温带分布最多,其次是泛热带分布、东亚分布、东亚和北美洲间断分布、热带亚洲分布、旧世界分布和旧世界热带分布,中国特有属占总属数的3.16%。温热比（温带分布型（8～11）属数与热带分布型（2～7）属数的比值）为0.89。表明庐山植物区系强烈的过渡性质。庐山共有原始被子植物19科56属143种,裸子植物6科9属12种。被子植物青檀、青钱柳和连香树,裸子植物金钱松在庐山都有分布。这些原始和起源古老的植物在庐山的大量存在,充分说明庐山自从第三纪以来气候相对稳定,为这些植物提供了生存和发展的环境。庐山西坡物种丰富度和物种多样性的Shannon-Wiener指数在海拔梯度上的分布格局均为双峰型。最高峰值出现海拔1000-1050m处,即常绿落叶阔叶混交林向落叶阔叶林的过渡带,峰值得益于灌木和草本植物共同增加的结果;次高峰出现600-650m处,即常绿阔叶林向常绿落叶阔叶混交林的过渡,峰值主要是灌木增加的贡献。草本层、更新层和全部样方的物种丰富度与海拔梯度有显著的正相关（P＜0.01）。高位芽植物随海拔的升高而减少,与海拔高度有显著的负相关性（P＜0.01）;地下芽植物随海拔的高度增加而增加,与海拔高度有显著正相关性（P＜0.01）;世界分布型植物随海拔的增加而增加,而热带和亚热带成分则逐渐减少。本文依据群落乔木层优势种重要值,采用群落外貌、二元指示种（TWINSPAN）分析和聚类分类的（Cluster）综合分析方法,将调查的38样方分成5个植被型10个群系34个群丛;如温性常绿针叶林、暖性常绿针叶林、山地落叶阔叶林、山地湿润常绿落叶阔叶混交林和典型常绿阔叶林,基本上包括了庐山主要森林植被类型。对庐山现状植被和潜在植被垂直带进行划分。基于群落中乔木层常绿、落叶阔叶树的重要值的变化,将庐山西坡现状植被垂直带划分为;550m以下为常绿阔叶林550—1150m为常绿落叶阔叶混交林1150—1350m为落叶阔叶林1350m以上为台湾松林基于群落中更新层常绿阔叶树的重要值的变化,庐山西坡潜在植被（地带性植被）可划分为;950m以下为常绿阔叶林950—1300m为常绿落叶阔叶混交林1300m以上为温带落叶阔叶林这一划分方案和根据吉良的温暖指数对庐山植被垂直带的划分非常吻合。同时也暗示,庐山现状植被是长期干扰累积的结果,不能代表庐山地带性植被,而更新层未来所形成的植被才有可能代表,在进行次生植被垂直带的划分过程中,应严格区分现状植被和潜在植被才能对植被地带性有更明了的认识。常绿阔叶林是庐山的基带植被,群落优势种明显,主要由石栎、樟树、甜槠、苦槠、檵木、青冈和马尾松等优势物种组成。组成群落的物种以小中型叶为主,地下芽植物不丰富,藤本植物较少。从区系组成来看,热带分布型科占总科数的52.05%;热带分布型属占总属数48.18%;温带分布型占总属数40.88%;热带分布型略占优势,从科、属的分布类型组成来看,庐山常绿阔叶林与世界热带植物区系结合更为紧密,同时与温带和东亚植物区系也有密切的联系。常绿阔叶林作为庐山地带性植被,它的物种分布型组成也反映了庐山从热带向暖温带的过渡性质。庐山引入的有记录的植物约2285种,其中约127种已逸为野生,成为庐山的外来植物。占引入物种总数5.58%,相对于英国引入维管植物的20%的成功定居和广泛扩散率,庐山引入物种的野外成功定居和扩散率还是比较低的。外来物种主要由菊科、玄参科、禾本科、石竹科、苋科、柏科、十字花科、大戟科、柳叶菜科和蝶形花科等科组成,这前十科所含物种数占外来物种总数75.59%;从属的分布型来看,北温带分布属最多,其次是泛热带分布属,世界分布属位居第三。从引种来源看,其中北美洲最多,占外来物种总数的43.31%,其它依次是欧洲,亚洲、热带非洲、热带美洲、大洋洲和南美洲。从引种植物的用途来看,观赏植物最多,占外来物种总数的50.39%,其它依次是药用植物、牧草、优良材用植物、食用植物和物种保存。属于有意引进的,占外来物种总种数的43.41%,无意引进的占11.02%,还有44.09%的物种原始记录不全。在外来物种中草本植物最多,占外来物种总数89.76%,其中多年生草本占外来物种总数的59.84%,一年生草本占外来物种总数的29.92%,反映了草本植物对环境的适应性和较强的入侵性。外来物种的大量增加对区域生态系统的影响有待于加强监测和研究。

论文目录

• 前言
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1.引言
• 1.1 物种多样性研究的意义
• 1.2 物种多样性研究进展
• 1.2.1 物种多样性的定义
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.2.3 物种多样性及其时空格局
• 1.2.4 演替与物种多样性
• 1.2.5 干扰与物种多样性
• 1.3 庐山的植物研究和保护历史
• 1.4 研究的目的和意义
• 1.4.1 研究的目的
• 1.4.2 研究的意义
• 1.5 重点解决的问题
• 2.研究地自然概况与研究方法
• 2.1 研究地自然概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 土壤
• 2.1.4 水文
• 2.1.5 气候
• 2.1.6 社会经济条件
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 样地设置
• 2.2.2 群落层次划分
• 2.2.3 调查内容
• 2.2.4 数据处理
• 2.2.5 群落分类法
• 2.3 技术路线
• 3 庐山乡土植物区系和物种多样性特征
• 3.1 种子植物区系及其多样性特征
• 3.1.1 区系的基本构成
• 3.1.2 科级的统计及分析
• 3.1.3 属级水平的统计及分析
• 3.2 植物区系的古老性
• 3.3 种子植物区系成分的特有性
• 3.3.1 科级特有类群分析
• 3.3.2 属级特有类群分析
• 3.3.3 种级特有类群分析
• 3.4 小结与讨论
• 4.庐山次生植被物种多样性的海拔梯度格局
• 4.1.调查样方的基本情况
• 4.1.1 样地设置
• 4.1.2 样方面积
• 4.2 科、属、种的垂直变化
• 4.3 群落结构的几个特征的梯度变化
• 4.4 群落物种生长型和生活型的梯度变化
• 4.4.1 生长型的梯度格局
• 4.4.2 生活型的海拔梯度格局
• 4.4.3 生活型与环境的相关分析
• 4.4.4 木本植物生活型的海拔梯度格局
• 4.4.5 木本植物生活型与环境的相关分析
• 4.5 植物分布型的海拔梯度格局
• 4.5.1 热带成分沿海拔的梯度格局
• 4.5.2 温带成分沿海拔的梯度格局
• 4.5.3 温带成分和热带成分之比的海拔梯度格局
• 4.5.4 东亚区域性几个分布型的海拔梯度格局
• 4.6 物种丰富度
• 4.6.1 物种丰富度的海拔梯度格局
• 4.6.2 物种丰富度与环境的相关分析
• 4.7 物种多样性的海拔梯度格局
• 4.7.1 群落多样性测度的意义
• 4.7.2 群落内多样性（α多样性）
• 4.7.3 群落间多样性（β多样性）
• 4.8 小结与讨论
• 5 庐山植物群落类型多样性
• 5.1 样地概况
• 5.2 群落优势种的测定
• 5.3 群落的命名
• 5.4 群落数量分类的结果
• 5.4.1.TWINSPAN群落数量分类结果
• 5.4.2.群落的聚类分析结果
• 5.5 植被分类
• 5.5.1 植被分类的单位和命名
• 5.5.2 植被分类的结果
• 5.5.3 庐山的主要森林植被类型
• 5.6 小结与计论
• 6 庐山植被垂直带的划分
• 6.1 庐山植被垂直带划分的历史回顾
• 6.2 庐山气候的海拔梯度变化
• 6.3 物种重要值在庐山西坡垂直梯度的变化
• 6.4 庐山植被垂直带的现状分布格局及其划分
• 6.4.1 庐山现状植被垂直带的划分
• 6.4.2 庐山潜在植被垂直带的划分
• 6.5 庐山植被垂直分布的环境解释
• 6.5.1 kira的热量指数方案理论划分
• 6.5.2 方精云（2001）改进方案理论划分
• 6.5.3 庐山西坡植被的实际分布与依方精云划分方案的对比
• 6.5.4 庐山西坡潜在植被的分布与吉良理论方案的对比
• 6.6 小结和讨论
• 6.6.1 小结
• 6.6.2 讨论
• 7.庐山常绿阔叶林物种组成、群落特征及演替趋势
• 7.1 调查样地的基本情况
• 7.2 常绿阔叶林物种组成
• 7.2.1 植物类型分析
• 7.2.2 科属种组成分析
• 7.2.3 区系特点分析
• 7.3 常绿阔叶林群落外貌
• 7.3.1 群落的物种生活型统计
• 7.3.2 叶级谱
• 7.3.3 层次和层片结构
• 7.3.4 重要值与群落性质判定
• 7.4 群落的发展和演替
• 7.4.1 群落的自疏
• 7.4.2 主要木本植物的种群结构和更新类型
• 7.5 小结和讨论
• 8 庐山外来物种多样性
• 8.1 庐山的开发史
• 8.2 物种引入
• 8.2.1 外来物种的定义
• 8.2.2 物种引入史
• 8.2.3 物种引入与物种入侵
• 8.3 外来物种分析
• 8.3.1 外来物种在庐山野外分布规律
• 8.3.2.外来物种组成分析
• 8.3.3 外来物种分布型分析
• 8.3.4 外来物种生活型分析
• 8.3.5 外来物种引入时间、引种原生地的分析
• 8.3.6 外来物种引入的目的分析
• 8.3.7 外来物种的入侵性
• 8.4 小结和讨论
• 8.4.1 小结
• 8.4.2 讨论
• 9 主要结论、创新和研究展望
• 9.1 结论
• 9.2 创新
• 9.2.1 研究内容
• 9.2.2 研究方法
• 9.3 研究展望
• 参考文献
• 附录1 庐山自然保护区种子植物名录
• 附录2 庐山外来物种名录
• 附图 庐山景观,植物和典型植被
• 作者简历
• 在校期间发表论文
• 导师简介Ⅰ
• 导师简介Ⅱ
• 致谢