千岛湖姥山岛马尾松（Pinus massoniana）群落次生演替及机理研究

论文摘要

千岛湖地区的次生群落,因其形成时间一致,受到较好的保护,是研究次生演替规律的理想场所。本文通过设立固定样地开展野外调查,研究了千岛湖姥山岛马尾松群落特征、优势种的种群结构和分布格局以及优势种幼苗的光合特性,其研究结果如下：（1）千岛湖姥山岛马尾松群落共有维管束植物40科69属91种,其中蕨类植物3科3属3种。裸子植物3科4属4种。被子植物34科62属84种。双子叶植物30科56属77种,单子叶植物4科6属,7种。种子植物科的分布区类型可划分为8类,以热带、亚热带分布最多,其次是温带分布,第三是世界广布。属的分布区类型可划分为13类,以热带性成分为主,也兼有相当比例的温带性成分。群落外貌表现为终年常绿,根据Raunkiaer的生活型统计,该群落的生活型高位芽植物最多。群落中叶的性质以小型、单叶、革质、非全缘为主。群落层次分明,乔、灌、草三层皆具。（2）用“空间序列代替时间变化”的方法分析了该群落优势种的种群结构、存活曲线和空间分布格局。结果表明：1)群落中重要值最大的是马尾松（Pinus massoniana）种群,达到50.47%,其后依次是石栎（Lithocarpus glabra）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）和青冈（Cyclobalanopsis glauca）。2)马尾松的种群结构呈纺锤型,但1、2级个体数极少,幼龄个体储备严重不足,已呈衰退趋势；石栎、苦槠、青冈的种群结构呈金字塔型。3)从静态生命表中可看出马尾松种群小径级的死亡率为负值,也说明马尾松种群幼苗严重缺乏,种群呈衰退趋势。4)马尾松种群的存活曲线为凸型,石栎、苦槠和青冈种群则近似直线型。5)4种优势种种群总体和各级个体的空间分布格局均呈聚集分布。总体来看,马尾松种群为稳定型趋向衰退型,而石栎、苦槠和青冈种群为稳定增长型,群落会继续向针阔混交林方向演替,进而演替成为常绿阔叶林。（3）利用LCA-4型便携式全自动光合测定仪,在自然条件下,于2009年8月下旬晴朗天气,对林窗、林下两种生境中环境因子的日变化和次生林优势种马尾松、石栎、苦槠、青冈幼苗在两种生境中的光合生理生态特性进行了研究。结果表明：1)在林窗中马尾松光合日进程为“单峰”曲线,其余三种的皆为“双峰”曲线,有明显光合“午休”现象,其主要原因是非气孔限制因素。在林下这4种优势种幼苗的光合日进程均为“单峰”曲线,但曲线平缓,峰值不明显。在林窗中青冈的日均Pn显著低于其余3物种（p＜0.05）,而在林下马尾松的日均Pn显著低于其余3物种（p＜0.05）。马尾松、苦槠、石栎和青冈的日均Pn在两种生境中差异显著（p＜0.05）。2)LCP、LSP、Amax、Rd均是马尾松最高,苦槠次之,而青冈、石栎的LCP、LSP、Amax、Rd均较低,AQY则是青冈、石栎显著高于马尾松和苦槠（p＜0.05）,马尾松和苦槠之间差异也达到显著水平。3)比较4优势种幼苗在林窗和林下的荧光特性发现,青冈和石栎在林窗中发生了光抑制,马尾松和苦槠则没有发生光抑制。综上所述,幼苗光合生理生态特性及物质合成能力决定其种群能否正常更新,而种群的更新能力决定它们在群落中的地位和相互间的竞争和更替,进而对群落的演替的进程产生重大影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 演替理论的发展
• 1.2 植物群落演替研究进展
• 1.3 演替过程中优势种种群动态变化
• 1.4 演替过程中优势种光合特性变化
• 1.5 全球问题对演替的影响
• 1.6 千岛湖植被研究现状
• 1.7 研究目的和意义
• 1.8 创新之处
• 第二章 研究方法
• 2.1 研究地区自然概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 野外调查与数据采集
• 2.2.2 光合参数的测定
• 2.2.3 叶绿素荧光参数的测定
• 2.2.4 数据处理
• 第三章 结果与分析
• 3.1 千岛湖姥山岛次生林群落学特征
• 3.1.1 种类组成与地理成分分析
• 3.1.2 群落的外貌特征
• 3.1.3 群落的垂直结构特征
• 3.2 千岛湖次生林优势种种群结构与分布格局
• 3.2.1 乔木层主要树种重要值
• 3.2.2 优势种群的径级结构
• 3.2.3 优势种种群的静态生命表和存活曲线
• 3.2.4 优势种种群的分布格局
• 3.3 千岛湖次生林优势种幼苗的光合特性
• 3.3.1 环境因子日变化
• 3.3.2 优势种幼苗在林窗和林下的光合日进程
• 3.3.3 优势种幼苗林窗中的光响应
• 3.3.4 两种生境中优势种荧光参数比较
• 第四章 讨论
• 4.1 千岛湖姥山岛次生林的群落学特征
• 4.2 次生林优势种种群结构和分布格局
• 4.2.1 优势种种群的径级结构
• 4.2.2 优势种种群的静态生命表和存活曲线
• 4.2.3 优势种种群的分布格局
• 4.3 优势种幼苗的光合特性
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间所发表的论文