川西巴郎山川滇高山栎种群空间格局研究

论文摘要

森林群落建群种的空间格局是群落结构的重要特征。植物空间格局决定于被研究物种本身的生物学特性和环境条件两方面及其相互作用,在种群生态研究中占据重要地位,一直是植物生态学中的研究热点。川滇高山栎灌丛（Quercus aquifolioides）是我国西南高山典型的植被类型,研究其空间格局对于研究种群的生态学过程,正确评价、合理经营川滇高山栎灌丛林有重要意义。在川西卧龙自然保护区巴郎山海拔2400m-3600m的阳坡,设置50m×50m的川滇高山栎样方4个,进行群落学调查和优势树种个体空间定位调查。研究应用空间点格局分析的方法（包括Ripley’s L-函数和O-ring统计的0-函数）分析了川滇高山栎种群空间格局,同时结合其他方法分析物种重要值,土壤容重、持水性等,研究内容包括：1)川滇高山栎群落结构和物种组成；2)川滇高山栎群落内单种的空间格局；3)川滇高山栎与其他主要树种种间关联；4)川滇高山栎种群不同大小级间的空间关联。以此全面反映川滇高山栎种群空间格局的变化情况,对种群的水平结构给以定量的描述,并揭示种群及群落的动态变化。主要研究结果如下：（1）从种群的重要值判断,川滇高山栎为群落的单优种,其他树种以平直荀子、牛头柳、鲜黄小糪为主。随着海拔梯度的升高,川滇高山栎数量呈现先升高后降低的趋势,川滇高山栎种群数量在海拔2800m最大；平枝荀子和鲜黄小糪数量也呈现出先增大后降低的趋势,这两个种群数量都在3200m海拔时达到最大；牛头柳则呈现出随海拔升高而增大的趋势,在3600m海拔时达到最大。川滇高山栎种群各大小级分布呈现单峰型,各海拔各大小级数量分配均表现为：2级>1级>3级>4级,属于相对稳定种群。（2）土壤容重随土壤深度增加而增加,持水量和孔隙度均随土壤深度增加而减小。随海拔梯度的增高,各个土层的土壤容重基本呈现先增大后减小再增大的趋势,各个土层持水性和孔隙度则呈现先增大后减小的趋势。（3）川滇高山栎种群是个聚集型分布的种群,在各个海拔大多呈聚集分布。随着尺度增大聚集强度逐渐减小,趋于随机分布,存在聚集分布过渡到随机分布的特定尺度。对于平枝荀子种群,小尺度上呈现聚集分布,随着尺度的增大,逐渐呈现随机分布,存在过渡到随机分布的特定尺度。对于高山柳种群和鲜黄小糪种群,在各个海拔上呈现出相似的规律：在小尺度上呈现聚集分布,随着尺度的增大,逐渐呈现随机分布和均匀分布。（4）对川滇高山栎与其他主要树种种间关联分析结果揭示了川滇高山栎和高山柳间的激烈竞争,在小尺度上,川滇高山栎种群和高山柳种群表现出显著的空间负关联,随着尺度的增大逐渐表现为不相关。川滇高山栎和平枝荀子以及鲜黄小糪之间关系协调,互相促进,个体间种间关联在小尺度上呈现出显著空间正相关,随着尺度的增大逐渐表现为不相关。说明川滇川滇高山栎和其他种群的空间关联（正关联和负关联）主要表现在小尺度上,随着尺度的增大,关联性减弱。（5）对川滇高山栎种群不同大小级个体间关联分析表明：高山栎种群各大小级间的空间关联主要表现在小尺度上,随着尺度的增大,空间关联变得很弱；两个大小级的形体大小程度越接近,他们的正关联就越强,反之,正关联就越弱,负关联就越强；不同海拔相应大小级间的空间关联也是不同的,海拔2800m上的任意大小级间的空间关联都是最强的,在形体大小级最接近的两个大小级间都出现了空间负关联,这在其他海拔上是没有法发生的。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 引言
• 1.1 植物种群空间格局研究进展
• 1.1.1 空间格局的概念
• 1.1.2 空间格局分布的类型和数学模型和奥
• 1.1.2.1 随机分布
• 1.1.2.2 均匀分布
• 1.1.2.3 聚集分布
• 1.1.3 空间格局分析方法及其比较
• 1.1.3.1 频次检验法
• 1.1.3.2 分布型指数法
• 1.1.3.3 以平均拥挤度为指标的Iwao法
• 1.1.3.4 空间点格局法
• 1.1.4 空间点格局分析
• 1.1.4.1 空间点格局分析研究进展
• 1.1.4.2 空间点格局分析模型
• 1.1.5 格局和过程的关系
• 1.1.6 空间格局研究的趋势
• 1.2 研究目的及意义
• 1.2.1 川滇高山栎简介
• 1.2.2 关键的科学问题
• 1.2.3 研究目的和意义
• 1.3 主要研究内容
• 1.3.1 群落结构和非生物环境
• 1.3.2 川滇高山栎种群空间格局研究
• 2 研究区概况
• 2.1 地形地貌
• 2.2 河流与水文
• 2.3 气候特征
• 2.4 土壤
• 2.5 植被概况
• 2.5.1 主要灌木和草本概况
• 2.5.2 植被垂直地带性分布特点
• 3 研究方法
• 3.1 样地设置与调查
• 3.2 川滇高山栎大小级划分方法
• 3.3 群落特征研究方法
• 3.3.1 物种重要值计算和调查方法
• 3.3.2 土壤容重、持水量取样和计算方法
• 3.3.3 苔藓、枯落物取样和最大持水量、持水率的计算
• 3.4 空间格局和种间关联
• 3.4.1 种群空间格局分析
• 3.4.2 种间关联分析
• 3.4.3 基于邻体密度的O-ring函数
• 3.5 研究技术路线
• 4 结果与分析
• 4.1 川滇高山栎样地的群落结构和环境特征
• 4.1.1 样地主要环境因子特征
• 4.1.2 土壤容重、持水量和孔隙度测定
• 4.1.3 苔藓、枯落物蓄积量和持水性能
• 4.1.4 样地群落特征的海拔梯度变化
• 4.1.5 川滇高山栎群落重要值分析
• 4.1.5.1 主要灌木密度
• 4.1.5.2 主要灌木相对频度
• 4.1.5.3 主要灌木重要值
• 4.1.5.4 草本植物重要值分析
• 4.2 川滇高山栎种群空间格局分析
• 4.2.1 川滇高山栎以及其他重要单种空间格局
• 4.2.2 川滇高山栎种群不同大小级的空间格局
• 4.2.3 川滇高山栎种群与其他主要种群的种间关联分析
• 4.2.4 川滇高山栎种群不同大小级间的空间关联
• 5 结论
• 参考文献
• 附录1 巴郎山阳坡川滇高山栎林植物名录
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢