中亚热带木荷马尾松林恢复过程的群落及凋落物特征研究

论文摘要

以福州市国家森林公园内木荷马尾松林为研究对象，围绕群落特征与凋落物动态两条主线，探讨中亚热带不同恢复类型木荷马尾松林的群落动态变化与凋落物的养分循环机制，为人工生态林的恢复与重建，森林资源科学管理与可持续经营提供理论支撑。 以空间代替时间方法进行典型样地调查，根据乔木种的重要值，将木荷马尾松林划分为4个恢复类型并分析了不同恢复类型的群落结构特征；应用多种数学模型进行物种多度、生物多样性、生态位、空间分布格局及生物量的分析，研究结果表明，群落垂直结构简单、物种多度和多样性低、人工干扰对各种群的生态位和空间分布格局的影响仍较强，群落目前正处于中亚热带植被演替系列的中期，生态位重叠较大，存在着激烈的种内种间竞争，群落结构较脆弱。经过了几十年的封禁保育和自然恢复，群落的结构和环境已有了一定的改善，逐渐从以木荷马尾松为主的针阔混交林向地带性常绿阔叶林演替，并为其它中亚热带地带性植物类群的生长创造了条件。由于木荷具有很好的速生特性，木荷已成为群落中的绝对优势种，其生产力已较为可观，并具有较大的潜力。 群落凋落物平均现存量为9.209t／hm~2，其中各组分的比例顺序为叶＞枝＞杂物＞花果。群落凋落物的年均凋落量为7.080t／hm~2，各组分的月凋落比例为落叶＞落枝＞花及杂物＞落果＞落皮，符合中亚热带东部常绿阔叶林的凋落规律。林地内凋落物现存量／年凋量的比值大于1，凋落量较大而分解量较少，表现为林地上凋落物存留量较大。气候的变化和群落组成树种的生物生态学特性是决定中亚热带木荷马尾松林凋落节律的主要原因，其季节动态为不规则的双峰型，叶月凋落量的变化趋势基本上决定了总凋落物量的季节变化模式，其凋落量在一定程度上主导着群落的凋落总量，同时，树枝的凋落季节变化对总量有较大影响，果、花及杂物的季节凋落动态分别在不同时期对总凋落量的节律也有明显影响。 群落通过枯枝落叶形式向林地的养分年归还总量为4252.1kg／hm~2。以有机C的归还量最大，在养分年归还总量中所占比例高达94.89％；其次为N，占年归还量的3.05％；6种大量元素的年归还量的顺序为C＞N＞Ca＞K＞Mg＞P，4种微量元素的年归还量均不大，大小顺序为Fe＞Mn＞Zn＞Cu。木荷叶主导了中亚热带木荷马尾松林凋落物的年凋落量及养分归还量。凋落物养分总归还量中10种营养元素的含量在不同月份变化很大，养分总量的年动态变化主要受凋落物中有机C量的年变化趋势支配，同时受N、K、Ca等的影响较大，在凋落物的4种组分中，落叶内除Cu的利用效率在四者中最高外，N、K、Mg、Mn的利用效率都最低，对群落养分年归还的贡献最大；落枝则对C、Ca、Cu、Zn的年归还贡献最大，养分利用效率都最低；落果对P的年归还贡献最大，而花及杂物对Fe的年归还贡献最大，对维持林地土壤肥力具有重大作用。 木荷与马尾松枯枝落叶的分解速率由大到小依次为：木荷叶＞马尾松叶＞木荷枝＞马尾松枝，而且在分解过程中都表现出快—慢—快的节奏，快慢的转化与当时环境的水热条件的配合密切相关，木荷和马尾松叶凋落后分解高峰都出现在高温高湿的季节，而两

论文目录

• 独创性声明
• 论文使用授权的说明
• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 群落生态学研究综述
• 1.1.1 群落演替
• 1.1.2 群落结构
• 1.1.3 物种多样性分析
• 1.1.4 群落多度分析
• 1.1.5 群落生态位分析
• 1.1.6 生物量
• 1.2 凋落物研究综述
• 1.2.1 基本概念
• 1.2.2 研究历史
• 1.2.3 研究内容
• 1.2.4 凋落物的生态功能
• 1.2.5 研究方法
• 1.2.6 研究述评
• 2 研究区域概况、研究意义、研究材料与技术路线
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地貌地形
• 2.1.3 气候与水文
• 2.1.4 土壤植被
• 2.2 研究目的与意义
• 2.3 研究材料
• 2.4 技术路线
• 3 不同恢复类型木荷马尾松林群落动态及生物量
• 3.1 研究方法
• 3.1.1 外业调查方法
• 3.1.2 不同恢复类型的划分
• 3.2 不同恢复类型木荷马尾松林群落结构特征
• 3.2.1 群落结构
• 3.2.2 群落物种多度分析
• 3.2.3 群落重要值分析
• 3.3 不同恢复类型木荷马尾松林群落物种多样性分析
• 3.3.1 物种多样性测定方法
• 3.3.2 结果与分析
• 3.4 不同恢复类型木荷马尾松林主要种群生态位分析
• 3.4.1 生态位测度方法
• 3.4.2 结果与分析
• 3.4.3 小结
• 3.5 不同恢复类型木荷马尾松林主要种群空间分布格局分析
• 3.5.1 分布格局测定方法
• 3.5.2 结果与分析
• 3.5.3 小结
• 3.6 木荷地上部分生物量分布特征及种群生产力研究
• 3.6.1 研究方法
• 3.6.2 结果与分析
• 4 木荷马尾松林年凋落物及养分回归动态研究
• 4.1 群落凋落物现存量分析
• 4.1.1 凋落物现存量调查方法
• 4.1.2 结果与分析
• 4.1.3 小结
• 4.2 群落凋落物的年凋落动态研究
• 4.2.1 研究方法
• 4.2.2 结果与分析
• 4.3 群落凋落物养分的年回归动态研究（养分含量变化格局分析）
• 4.3.1 研究方法
• 4.3.2 结果与分析
• 4.3.3 群落凋落物中各组分的养分利用效率
• 5 群落枯枝落叶年分解动态及其养分释放规律的研究
• 5.1 实验方法
• 5.1.1 凋落物分解试验
• 5.1.2 凋落物样品营养元素的测定
• 5.2 木荷马尾松林枯枝落叶年分解动态、模拟与预测
• 5.2.1 分解过程中木荷马尾松枯枝落叶的年失重规律分析
• 5.2.2 木荷与马尾松枯枝落叶的分解速率模型
• 5.2.3 小结
• 5.3 分解过程中木荷马尾松枯枝落叶的养分动态
• 5.3.1 木荷马尾松枯枝落叶分解过程中养分的含量及其变化
• 5.3.2 分解过程中木荷马尾松枯枝落叶的养分释放规律
• 5.3.3 分解过程中群落主要凋落物养分的年归还量
• 5.3.4 小结
• 6 不同立地条件及不同混合比例对凋落物分解特征的影响
• 6.1 不同的立地条件对凋落物分解及养分释放速率的影响
• 6.1.1 不同海拔位置对凋落物分解的影响
• 6.1.2 不同坡向对凋落物分解的影响
• 6.1.3 不同坡位对凋落物分解的影响
• 6.1.4 小结
• 6.2 不同混合比例对凋落物分解及养分释放速率的影响
• 6.2.1 研究方法
• 6.2.2 结果与分析
• 6.2.3 小结
• 7 胁迫条件下木荷马尾松叶凋落物的分解动态
• 7.1 实验材料与方法
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 水分胁迫下凋落物的分解特征
• 7.2.2 不同pH胁迫下凋落物的分解特征
• 7.2.3 外源 N胁迫下凋落物的分解特征
• 7.3 小结
• 8 结论与讨论
• 8.1 主要结论
• 8.2 讨论
• 参考文献
• 致谢