典型阔叶红松林木本植物的空间分布格局及其与生境的关联性

【摘要】物种的空间格局与其形成机理是生态学研究的核心内容之一。物种的空间分布是各种内在和外在过程相互作用的结果。对物种空间分布格局的形成过程及各种影响因子的研究更是有助于理解物种多样性在不同时间和空间尺度上的维持机制。了解阔叶红松林植物的空间分布特征,对于认识群落构建过程具有十分重要的意义。基于9hrn2小兴安岭典型阔叶红松林监测样地调查资料,对固定样地内主要树种种群动态及其分布格局进行研究。紫椴(Tiliaamurensis)和枫桦(Betulacostata)活立木密度的径级分布呈“L”型,冷杉(Abiesnephrolepis)活立木呈偏正态分布,红松(Pinuskoraiensis)活立木呈“J”型。红松和冷杉活立木的空间格局随着径级的增加,分布格局从聚集分布向随机分布发展。树种间的空间关联与径级密切相关,在小径级上,相关关联性较强,随着径级的增大,树种间的相关性逐渐减弱。对不同地形下四个主要树种的分布进行x2检验,结果表明,四个主要树种的活立木在小径级下的分布受地形的影响不显著,随着径级的增大,地形对主要组成树种活立木分布的影响增强。林冠条件对阔叶树种幼树的分布有显著影响,枫桦幼树Ⅰ和紫椴幼树Ⅱ的数量分布在林隙和林冠条件下差异显著,林冠条件对典型阔叶红松林主要针叶树种幼树的分布影响均不显著。采用点格局分析方法对固定样地内死亡木的空间分布格局进行了研究。结果表明,固定样地内死亡木的总密度为368.8n.hm-2,径级结构呈现明显的正态分布,各径级密度差别较大。花楷槭(Acerukurunduense)(27.8n·hm-2)和枫桦(26.1n,hm-2)是阔叶死亡木的主要组成树种。红松(41.6n.hm-2)是针叶死亡木的主要组成树种,针叶树种死亡木的密度分布在径级上表现出典型的J型,数量随着径级的增大而增加。在150m的空间尺度内,死亡木总体在较小尺度上表现为集群分布,随着尺度的增加,死亡木趋于均匀分布。不同径级组在不同规模尺度聚集,随着径级的增加,聚集强度呈下降趋势。各径级死亡木的聚集强度均随着尺度的增加而增加。不同物种死亡木在不同径级也会表现不同的空间格局,阔叶、针叶、灌木及未知种各径级死亡木均主要呈聚集分布,其中阔叶和针叶径级I随着尺度的增大由随机分布向聚集分布发展。不同存在形式和不同腐烂等级的死亡本在研究尺度内主要呈集群分布。死亡木的空间分布格局是阔叶红松林群落与其自然环境长期作用的结果,从某种程度上也反映了该林型天然更新的格局和机制。相对于物种而言,功能性状是对环境资源特征最直接的指示,最能阐明物种空间上的共存机理。基于此,本文选择了能反映植物生态学策略的三个叶片功能性状(叶面积、比叶面积和叶片干物质含量),对叶片性状空间分布格局形成的原因进行了分析,结论表明：研究区域内木本植物大部分选择具有大量小叶片的生活策略,具有大叶片的植物个体较少。大量的小叶面积树种在样地内呈随机的分布格局,大叶面积呈聚集的格局。随着叶面积的增大,空间分布格局的聚集逐渐增强。各个水平干物质含量的树种,均呈现聚集的分布格局,且随着干物质含量的增加,聚集强度逐渐的减小。从树种组成来看,研究区域内常绿树种多选择小叶面积,阔叶树种多选择大叶面积。常绿树种多为耐荫的针叶树种；阔叶树种多为喜光的高大乔木,对生境养分条件的要求也较高。基于以上生物学特性,常绿树种个体对资源的竞争耐受性较强,其叶片可呈随机分布；阔叶树种由于生长与特定生境或随机产生的林窗相关,其大叶片呈聚集分布。林冠空隙动态是调节木本树种种群结构的普遍机制。由于树种不同的更新生态机制,不同生活型的树种聚居于不同的微生境内,从而构成了完整的混交林。林分由一系列的林隙和郁闭冠层组成,由于林隙特征与相对光照强度和土壤条件的变化相对应,它们支配着树木的建立和生态学表型。林隙干扰是阔叶红松林林分结构维持和发展的重要驱动力,然而大多研究只考虑林隙对幼苗建立初期和末期总体的数量变化,忽视了此阶段中曾经出现而又死亡的动态过程。本文以915个2m×2m小样方内的多年生幼苗(H≥30cm,DBH<1cm)为研究对象,基于2006年、2008年、2010年和2012年4次调查数据,分析了幼苗的新增、死亡、高生长及其动态,探讨了林隙与林冠下幼苗的建立过程。结果表明,样地内共有幼苗42种,其中林隙对11种幼苗的建立具有显著的促进作用。在林隙内稠李(Prunuspadus)、枫桦、裂叶榆(Ulmuslaciniata)、龙芽楤木(Araliaelata)、珍珠梅(Sorbariasorbifolia)、山槐(Maackiaamurensis)和红皮云杉(Piceakoraiensis)的幼苗新增显著高于林冠下,而稠李、裂叶榆、龙芽楤木、珍珠梅和山槐幼苗的死亡数量显著高于林冠下；林隙对冷杉、春榆(Ulmus.japonica)、红皮云杉、花楸(Sorbuspohuashanensis)和山槐幼苗的高生长具有促进作用。2008年新增并在以后调查中死亡的幼苗有31种,其中5种幼苗在林隙内显著高于林冠下；而2010新增在2012年调查时死亡的幼苗中只有水曲柳(Fraxinusmandshurica)在林隙内显著高于林冠下。本研究还发现阔叶红松林幼苗的建立不仅对不同的林冠条件有偏好,还与地形因子及其他生物因子有密切相关。
【作者】刘妍妍；
【导师】李凤日；金光泽；
【作者基本信息】东北林业大学，森林经理学，2014，博士
【关键词】典型阔叶红松林；空间分布格局；更新格局；功能性状；生境异质性；

【参考文献】
[1]朱威.吉林卫生学校设计研究[D].沈阳建筑大学,建筑学,2013,硕士.
[2]赵志傲.系统级BIT防虚警技术研究[D].国防科学技术大学,机械工程,2012,硕士.
[3]王亮.某直升机传动系统上机匣疲劳试验技术研究[D].湖南大学,机械工程,2011,硕士.
[4]李明果.基于4D模型的桥梁施工进度与成本管理的可视化研究[D].辽宁工程技术大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[5]吴晓波,刘自升,杜荣军.关系对中国制造企业国际化程度的影响——基于动态能力的中介作用[J].西安电子科技大学学报(社会科学版),2014,02:31-39.
[6]张凯玲.从《雷峰塔》和《易经》看张爱玲晚期作品的自我重写[D].广东技术师范学院,中国现当代文学,2014,硕士.
[7]曹明.未来地球物理的发展趋势[J].石油地球物理勘探,1998,S2:165-168+170.
[8]王艳刚.承德市水资源管理信息系统设计研究[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[9]徐庆君.中学化学探究性实验中手持技术的应用[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[10]吴斌,黄金泉,叶巍,王克宏.涡扇发动机进口畸变条件下的优化控制规律[J].航空动力学报,2015,03:746-753.
[11]陈雪.土壤根际铁形态转化和低分子量有机酸对水稻镉吸收的影响[D].南京农业大学,环境科学,2013,硕士.
[12]張春秀.敦煌變文名物研究[D].南京师范大学,漢語言文字學,2013,博士.
[13]赵倩倩.对我国地方政府融资平台发展的探析[D].山西财经大学,金融学,2014,硕士.
[14]王雷.源分离尿液中氮磷回收利用研究[D].北京建筑大学,市政工程,2013,硕士.
[15]周琴.紧致度量空间与黎曼流形的宽度[D].湖南师范大学,基础数学,2013,硕士.
[16]李若兰.盈余构成，高管任期末与高管薪酬[D].新疆财经大学,会计学,2013,硕士.
[17]陈文勇.骨愈灵Ⅱ号在老年稳定型股骨粗隆间骨折PFNA治疗中的应用[D].福建中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.
[18]王超.A-H股商业地产公司融资效率研究[D].哈尔滨工业大学,金融,2014,硕士.
[19]徐超军.我国政府采购监管制度研究[D].苏州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[20]刘道初.两种量子操作分享方案的推广[D].安徽大学,理论物理,2013,硕士.
[21]张永华.高频PCB材料复介电常数测试技术研究[D].哈尔滨工业大学,仪器科学与技术,2014,硕士.
[22]殷雅蓉.基于新课标的初中英语课外作业的调查研究[D].西安外国语大学,课程与教学论,2014,硕士.
[23]卢恺.拉斐尔·莫尼欧建筑作品“反映式设计”研究[D].华中科技大学,建筑学,2013,硕士.
[24]李健健.低碳钢表面Ni-P-β-SiC化学复合镀层制备及性能[D].西安科技大学,材料学,2013,硕士.
[25]肖咏桦.校企合作背景下高职院校人才培养与就业一体化研究[D].南昌大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[26]屈兴翠.祖师麻总香豆素微乳化经皮给药研究[D].天津大学,制药工程,2013,硕士.
[27]王玉娥.客户信用管理中的事前控制研究[D].河北工业大学,技术经济及管理,2004,硕士.
[28]张拓.探讨幽门成形术在近端胃癌根治术中的应用[D].山东大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[29]王峰.河南原阳县农户融资困境及对策研究[D].西南民族大学,金融学,2013,硕士.
[30]姚成,朱金大,徐石明,金晟.由人机界面实现备用电源自投动作逻辑编程[J].电力系统自动化,2006,04:102-104.
[31]王听.论我国警察调解制度的完善[D].宁波大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[32]詹焰坤.碳纳米复合材料电吸附水溶液中NaCl和CuCl_2的研究[D].华东师范大学,2011.
[33]刘珍珍.教师同伴互助的有效性研究[D].华中师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[34]马瑞,颜宏文.基于判定树的电力市场中发电商竞标能力数据挖掘的新思路[J].电力系统自动化,2002,15:22-26.
[35]成建平.滚动直线导轨结合面耦合的动力学仿真[D].华中科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[36]宋东飞.攀钢板坯连铸结晶器液位控制系统[J].冶金自动化,2003,03:67-69.
[37]张雅琴.我国作品出租权问题研究[D].华东师范大学,情报学,2004,硕士.
[38]曹鹤.细胞免疫治疗联合化疗治疗小细胞肺癌的临床疗效分析[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[39]王庆庆,王慧芳,林达,何奔腾.带并联电抗器线路单相永久性故障的识别方法[J].电力系统自动化,2015,05:101-106+133.
[40]赵烨.长期应用吗啡对雌性大鼠性腺轴的影响[D].山西医科大学,妇产科,2003,硕士.
[41]于青.云制造服务平台基础环境搭建及搜索模块研究[D].内蒙古科技大学,机械电子工程,2014,硕士.
[42]尹奎龙.真空开关操作过电压及其防护研究[D].华北电力大学（河北）,高电压与绝缘技术,2004,硕士.
[43]王帅楠,宗红,陆信曜,诸葛斌,方慧英,党艺文,孙进,楼笑笑,冯倩.利用酶解-发酵联用技术提高猪骨泥的功能性[J].食品与发酵工业.
[44]马在田.再创新水平,迎接21世纪高科技时代[J].石油地球物理勘探,1995,03:293.
[45]郭宇锋,郭万林.石墨烯褶皱和表面性能的物理力学研究[A].中国力学学会、西安交通大学.中国力学大会——2013论文摘要集[C].中国力学学会、西安交通大学:,2013:1.
[46]武剑.柴胡多糖对巨噬细胞免疫功能的调节及对TLR4信号通路的影响[D].复旦大学,药理学,2012,硕士.
[47]高伟平.无极灯泡体温度对光效的影响分析[D].西安工业大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[48]冀霞.高中新旧教科书“中国近代史”教学的比较研究[D].河北师范大学,学科教学,2012,硕士.
[49]马力杰.基于Android平台支持OAUTH认证的新闻客户端的设计与实现[D].西南交通大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[50]李常杰.碳纳米管的MPCVD制备工艺和温度对其场发射性能的影响[D].电子科技大学,2011.