论文部分内容阅读
目前,退化生态系统恢复重建的研究和实践日益受到国际社会和各国的关注。本文以黔中喀斯特地区植被恢复不同阶段群落为研究对象,采用“以空间系列代替时间系列”方法选择23块典型样地,进行常规群落学调查和数据分析。通过对群落的物种组成和多样性指数,优势物种空间分布格局、垂直结构、径级结构、种间联结性、幼苗更新状况,以及生境、土壤等多项指标的调查分析,阐明了黔中喀斯特森林不同演替阶段优势物种种群特征、优势物种对环境的利用特征和更新特征,从种群生态学的角度揭示喀斯特森林植被物种替代机理。主要结果如下: (1)阐明了喀斯特植被不同演替阶段的物种多样性和丰富度变化规律,并找出了不同演替阶段的优势物种。在草本阶段,占优势的物种是芒、地瓜藤、密毛蕨等先锋物种,灌木阶段主要物种有圆果化香、野扇花、异叶鼠李等,而乔木层主要的树种有猴樟、云南鼠刺、椤木石楠等。黔中喀斯特植被恢复趋势是向组成物种增多,多样性指数上升而生态优势度降低的方向发展,与同是喀斯特地貌的茂兰喀斯特森林植被相比,不同之处是群落的均匀度指数没有随着群落演替而增加,而是呈减小的趋势,这与黔中地区的乔灌过渡阶段、乔林阶段优势种的优势地位突出有关。 (2)揭示了喀斯特植被不同演替阶段优势物种种群特征及其变化规律。喀斯特森林不同演替阶段群落特征的变化,主要依赖于占优势的种群特征的变化,包括优势物种生态位、径级结构、种间联结关系、空间分布格局的变化上。从生态位的变化看,优势物种的生态位表现为灌木阶段优势物种的生态位宽度最大,草本阶段草本的生态位宽度较小,乔木阶段的优势物种的生态位宽度高于灌乔过度阶段;从林木径级结构看,灌木阶段、灌草群落阶段和乔灌过渡阶段的优势物种均为增长型种群,而乔木阶段是增长型种群,衰退型种群和成熟型种群共存的阶段。从物种的种间联结关系上看,不同演替阶段的优势物种的种间联结关系有差异,在草本群落阶段和灌草群落阶段,优势物种的种间联结关系主要发生在草本种对间,灌木种对之间的联结性小,且多为促进关系;到灌木群落阶段草本之间的关联度减少,灌木之间关联度增加,主要表现为不利影响,灌乔阶段灌木优势物种的关联性表现为促进作用,乔木优势物种在灌乔阶段和乔木阶段都没有明显的关联。从分布格局上看,乔木阶段以前,优势物种以聚集分布较多,而乔木阶段大多数优势物种呈随机分布,也有少数均匀分布和聚集分布。 (3)不同演替阶段物优势物种生境的利用特点是:优势物种对土面生境的利用率指数随演替阶段增加呈降低趋势。物种对石缝的利用在各阶段变化幅度不大,而物种对石槽以及石洞其生境利用率指数极小。 (4)不同演替阶段优势种群幼苗更新特征表现为:草本群落阶段,无性更新植株多于有性更新植株,分布格局不明显;灌木落阶段、灌草群落阶段和乔灌群落阶段则表现为实生幼苗出现的频度和平均幼苗密度均高于无性更新幼苗,优势物种幼苗为聚集分布;乔木群落阶段林下幼苗更新情况更明显地表现为实生幼苗大于无性更新幼苗,无性更新幼苗极少。而实生幼苗密度数量则与物种的生活型有关系。大多数落叶树种的林下更新幼苗数大于常绿树种,幼苗呈聚集分布。 (5)从喀斯特森林不同演替阶段生境总体上看石面占的比例最大,平均值为56%,在土面次之,平均值为26%,石沟居于第三位,平均值为12%,而石槽、石洞生境较少。因此黔中喀斯特森林不同演替阶段所处的生境十分严酷。随着演替阶段的进行,喀斯特植被林内光照强度逐渐降低,到乔灌、乔木阶段林内光照不及林外的10%,是向一种阴生的环境演变。黔中喀斯特森林演替各阶段营养元素的总体变化规律是:演替的Ⅰ至Ⅲ阶段,土壤有机质含量,各种矿质元素含量逐渐增加,灌木阶段达到最大,而灌木阶段后土壤有机质和营养元素又逐渐降低。 (6)从种群生态学和物种生物生态学特性的角度综合总结了喀斯特植被不同演替阶段物种更替机理。黔中喀斯特地区不同演替阶段优势物种的更替是物种特性、环境因素共同作用的结果。物种的生物生态学特性决定了物种对生境的选择,也决定了物种形成特定的种群,种群的特征影响生境的发展变化和物种更新后代的生长发育。