武夷山黃山松種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)研究.pdf

1、黃山松又稱臺(tái)灣松，為我國(guó)特有樹種，是用材優(yōu)良樹種，產(chǎn)區(qū)較高海拔山地重要的綠化和造林樹種，開展黃山松的生態(tài)學(xué)研究具有重要意義。 本研究通過野外調(diào)查，分析了武夷山自然保護(hù)區(qū)黃山松的種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)、樹冠分形特征、自然稀疏規(guī)律、密度效應(yīng)規(guī)律、樹冠形狀模型等特征，旨在了解黃山松天然林的自然變化規(guī)律，從而為黃山松林的合理經(jīng)營(yíng)及持續(xù)利用提供依據(jù)。根據(jù)武夷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)黃山松種群的調(diào)查材料，以種群生命表及生存分析理論為基礎(chǔ)，通過“空間代時(shí)間

2、”方法編制其靜態(tài)生命表，并繪制其生命過程種群密度變化的虧損率曲線、存活曲線、死亡率曲線、生存函數(shù)曲線，同時(shí)應(yīng)用譜分析方法分析黃山松種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明，黃山松種群的存活曲線整體上趨于DeeveyⅡ～Ⅲ型之間；死亡率曲線有兩個(gè)高峰；生存分析引入生命表中的幾個(gè)函數(shù)能較好地說明種群的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化；譜分析表明黃山松種群數(shù)量波動(dòng)性是大周期內(nèi)有小周期的多諧波的迭加。采用定量分析的方法，研究了黃山松群落中主要種群的生態(tài)位寬度、生態(tài)位相似性比

3、例、生態(tài)位重疊，結(jié)果表明，黃山松、云錦杜鵑、滿山紅、波葉紅果樹等有較大的生態(tài)位寬度，猴頭杜鵑的生態(tài)位寬度最??；生態(tài)位寬度較大的樹種，生態(tài)位相似性比例較高，而生態(tài)位寬度較小的物種，生態(tài)位相似性比例較小；生態(tài)位雖有一定程度的重疊，但總體仍然較低，生態(tài)位寬度大的物種相互間的生態(tài)位重疊比例較大，而生態(tài)位窄的物種相互問生態(tài)位重疊比例較小。采用2×2聯(lián)列表，通過方差分析、x2檢驗(yàn)、聯(lián)結(jié)系數(shù)AC值、Jaccard指數(shù)及點(diǎn)相關(guān)指數(shù)對(duì)武夷山黃山松群落樣地

4、中出現(xiàn)頻率較高的13個(gè)種群的種間聯(lián)結(jié)進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明：武夷山黃山松群落13個(gè)優(yōu)勢(shì)種群的總體種間關(guān)聯(lián)性呈無關(guān)聯(lián)，反映該群落處于演替階段；13個(gè)優(yōu)勢(shì)種群的種間聯(lián)結(jié)關(guān)系中1個(gè)種對(duì)具有極顯著正聯(lián)結(jié)，3個(gè)種對(duì)具有顯著正聯(lián)結(jié)，1個(gè)種對(duì)具有極顯著負(fù)聯(lián)結(jié)，5個(gè)種對(duì)具有顯著負(fù)聯(lián)結(jié)。78個(gè)種對(duì)中，絕大多數(shù)種對(duì)聯(lián)結(jié)關(guān)系未達(dá)到顯著水平，種對(duì)間的獨(dú)立性相對(duì)較強(qiáng)，這種種間聯(lián)結(jié)的松散性可能與目前群落的發(fā)展階段及種本身的生態(tài)學(xué)特性有關(guān)。目前，群落處于演替階段。

5、應(yīng)用泊松分布、負(fù)二項(xiàng)分布兩種理論分布模型，對(duì)取自武夷山黃山松林群落中的黃山松、云錦杜鵑和滿山紅種群的樣方資料進(jìn)行了分布格局的研究。結(jié)果表明，3種樹種的實(shí)際頻數(shù)符合負(fù)二項(xiàng)分布，因此判定種群的分布格局為聚集分布。通過對(duì)種群的聚集強(qiáng)度指數(shù)的計(jì)算，求得3種樹種的各參數(shù)為：擴(kuò)散系數(shù)(C)為4.0950、5.0373、6.0741；聚集指數(shù)(I)為3.0950、4.0373、5.0741；擴(kuò)散指標(biāo)(Iδ)為1.1875、3.1697、2.1930：

6、聚塊性指數(shù)(PAI)為1.1866、3.1483、2.1865；Cassie.R.M.指標(biāo)(Ca)為0.1897、2.1823、1.2045，均表明為聚集分布。對(duì)植物的空間占據(jù)能力的研究可以為探討種群分布機(jī)制提供信息。分形幾何是解決植冠和分枝格局形式的有力工具。對(duì)武夷山黃山松天然林的不同樹種冠幅的分形維數(shù)進(jìn)行計(jì)算和比較，并與壽寧、屏南二縣黃山松種群冠幅的分形維數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果表明：武夷山黃山松種群冠幅分形維數(shù)>壽寧縣黃山松種群冠幅分形維

7、數(shù)>屏南縣黃山松種群冠幅分形維數(shù)；武夷山黃山松林中的黃山松、南方鐵杉、云錦杜鵑具有相對(duì)較大的冠幅分形維數(shù)，說明其種間競(jìng)爭(zhēng)小。 本文選擇平均直徑、平均木斷面積(g)和林分總斷面積(G)作為個(gè)體大小的指標(biāo)，來表示林木株數(shù)與林木大小的關(guān)系。應(yīng)用-3/2法則，建立了黃山松天然林自然稀疏過程中林分密度與平均直徑、平均木斷面積、總斷面積的相關(guān)關(guān)系，探討了黃山松天然林的自然稀疏規(guī)律的應(yīng)用，旨在為黃山松林的合理經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。研究林分蓄積與林分密

8、度和優(yōu)勢(shì)木平均高的關(guān)系，比較和篩選了天然黃山松林密度效應(yīng)模型，并對(duì)密度效應(yīng)最優(yōu)模型進(jìn)行了生產(chǎn)彈性分析和邊際產(chǎn)量分析，測(cè)算了天然黃山松林密度的生產(chǎn)彈性值和邊際產(chǎn)量。建立基于枝條著枝深度(DINC)和林木變量的樹冠形狀模型，包括：枝長(zhǎng)(BL)、弦長(zhǎng)(BCL)和著枝角度(θ)等預(yù)估模型。對(duì)于大小相同樹木的一級(jí)枝條，這些樹冠變量是隨著DINC的增加而增大，而林木的胸徑(DBH)、樹高(HT)、冠幅(CW)等變量又很好地反映了不同大小樹木的冠形變