广西十万大山山地常绿阔叶林优势种空间分布格局与关联性.pdf
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1、Vol.44 No.1Jan.2024第 44 卷 第 1 期2024 年 1 月中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry&Technologyhttp:/收稿日期:2023-02-20基金项目:广西自然科学基金项目(2021JJA130126);广西林草种质资源普查与收集项目(桂林科字2021第 34 号)。第一作者:姜冬冬(),硕士研究生。通信作者:罗应华(),副教授,博士。林建勇(),高级工程师,硕士。引文格式:姜冬冬,罗应华,林建勇,等.广西十万大山山地常绿阔叶林优势种空间分布格局与关联性 J
2、.中南林业科技大学学报,2024,44(1):151-161.JIANG D D,LUO Y H,LIN J Y,et al.Spatial distribution pattern and correlation of dominant species of evergreen broad-leaved forest in Shiwandashan mountainJ.Journal of Central South University of Forestry&Technology,2024,44(1):151-161.广西十万大山山地常绿阔叶林优势种 空间分布格局与关联性姜冬冬1,罗应华
3、1,2,林建勇3,何巧萍1,覃 林1,零雅茗4(1.广西大学 a.林学院;b.广西森林生态与保育重点实验室,广西 南宁 530004;2.来宾金秀大瑶山森林生态系统广西野外科学观测研究站,广西 来宾 546100;3.广西壮族自治区林业科学研究院,广西 南宁 530002;4.防城港市十万大山国家级自然保护区管理局,广西 防城港 538000)摘 要:【目的】山地常绿阔叶林是十万大山的主要植被类型,揭示其群落种群空间分布格局与关联性特征,有利于探讨群落物种竞争关系与维持机制。【方法】以十万大山 1 hm2山地常绿阔叶林样地重要值排名前 6 位的树种为研究对象,采用 g(r)函数、方差比率法、S
4、pearman 秩相关系数分析种群空间分布格局和种内、种间相关性。【结果】以完全随机模型对样地群落优势种空间分布格局进行分析,发现优势种在 1 11 m 尺度上均呈聚集分布,云南桤叶树 Clethra delavayi、银木荷 Schima argentea、柔毛紫茎 Stewartia villosa 在 1 25 m 尺度上呈聚集分布;以异质泊松模型分析时,发现优势种在 10 25 m 尺度上均呈随机分布,表明优势种空间分布格局受生境异质性影响,且不同种群受影响的程度不同;样地微地形因子中海拔和坡度对优势种的格局分布影响较大;不同种群的龄级空间分布格局受个体密度影响较大,增长型种群幼龄个体
5、聚集分布,随着龄级的增加其空间分布趋于随机分布,衰退型种群成年个体小尺度上聚集分布,幼龄个体随机分布;样地群落优势种的幼树、小树、成年树之间无种内竞争排斥关系,种内关联性均为正相关或无关联,种内关联性与尺度相关;群落优势种种间关联性总体呈正关联,种间正相关和无关联种对多于负相关种对,表明群落中优势种的种间竞争关系较弱,优势种间相互独立,利于物种共存。【结论】十万大山山地常绿阔叶林优势种的分布格局受生境异质性和密度制约的影响,且分布格局随尺度和发育阶段而变化。种内、种间关系多为正相关或无关联,群落优势种排斥竞争关系不显著,群落种群结构稳定。关键词:空间分布格局;种间关联性;种内关联性;山地常绿阔
6、叶林中图分类号:S718.54+1 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2024)01-0151-11Spatial distribution pattern and correlation of dominant species of evergreen broad-leaved forest in Shiwandashan mountainJIANG Dongdong1,LUO Yinghua1,2,LIN Jianyong3,HE Qiaoping1,QIN Lin1,LING Yaming4(1.Forestry College,Guangxi Key Laboratory
7、of Forest Ecology and Conservation,Guangxi University,Nanning 530004,Guangxi,China;2.Laibin Jinxiu Dayaoshan Forest Ecosystems Observation and Research Station of Guangxi,Laibin 546100,Guangxi,China;3.Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Research Institute,Nanning 530002,Guangxi,China;4.Fangche
8、nggang Shiwandashan National Nature Reserve Administration Bureau,Fanagchenggang 538000,Guangxi,China).Abstract:【Objective】Mountainous evergreen broad-leaved forest is the main vegetation type in Shiwandashan.In order to reveal the spatial distribution pattern and correlation characteristics of its
9、community population,and to explore the competitive relationship and maintenance mechanism of community species.【Method】The top 6 species with important value in the sample plot of 1 hm2 mountain evergreen broad-leaved forest in Shiwandashan were taken as the research object.By g(r)function,variance
10、 ratio and Spearman rank correlation coefficient were used to analyze the spatial distribution pattern and intra-specific and inter-specific correlation of the Doi:10.14067/ki.1673-923x.2024.01.015姜冬冬,等:广西十万大山山地常绿阔叶林优势种空间分布格局与关联性152第 1 期种群是群落的基本单位,其空间分布格局和空间关联性一直是种群生态学和群落生态学的重要研究内容,反映的是在特定时间与一定范围内水平
11、空间中个体的分布情况1-2。近年来,关于森林群落空间分布格局与关联性的研究热点主要集中于:一是关注群落中的优势种或主要树种的空间分布格局3-4随空间尺度、年龄阶段、林层5的变化规律;二是关注单一种群的空间分布格局6-7;三是关注群落中枯立木对活立木的影响8-9。以上研究均证实了大部分森林群落种群多为聚集分布,同时也解释了种群空间分布格局的差异性不仅体现在物种间,不同生长发育阶段的空间分布格局也可能会发生变化,随着树龄的增长其分布格局多由聚集分布到随机分布或均匀分布6。生境异质性、物种与群落的相对位置、生态位、生活史策略、种内种间关系、干扰等因素共同影响种群空间分布格局10-11,而种间、种内关
12、联性更多是由内因引起的,即由种群密度、亲缘关系、自身生物学特性等决定12-13。种群空间分布格局与关联性能解释群落空间上的动态变化14,体现种群对生境的适应情况,暗含群落构建、发展趋势及物种共存等重要信息15。群落的优势种对群落的结构、外貌有明显的决定作用,分析群落优势种的时空格局在认识群落的形成与物种共存上有重要意义。常绿阔叶林是我国亚热带主要植被类型,分布面积广,具有稳定性高、生产力高和生物多样性丰富等特点16-17。十万大山是广西最南端的山脉,是广西南部重要的气候分界线,山地常绿阔叶林是广西十万大山的重要植被类型。开展群落种群空间分布格局与关联性分析,对正确认识树种在群落中的地位与作用有
13、重要意义,然而,有关十万大山山地常绿阔叶林树种空间分布格局与关联性的研究鲜有报道。基于此,本研究以十万大山山地常绿阔叶林 1 hm 固定监测样地为基础,采用 Ripleys K(r)的衍化函数 Ripleys g(r)、方差比率法和 Spearman 秩相关系数,对群落优势种的空间分布格局、种内关联性、种间关联性进行分析,力求科学地解释山地常绿阔叶林优势种的分布规律及树种之间的相互关系,为区域山地常绿阔叶林的保育与恢复提供理论支撑。1 研究区概况与研究方法1.1 研究区概况研究区位于广西防城港十万大山国家级自然保护区(1072959 1081311E,214003 220418N)内,保护区主
14、要保护对象包括珍贵稀有动植物资源及其栖息地、广西南部沿海地区主要的水源涵养林、垂直带谱上的山地常绿阔叶林和不同自然地带的典型自然景观,国家级重点保护植物有十万大山苏铁。境内土壤类型呈现有规律的垂直带谱,海拔 300 m 以下为赤红壤,300 750 m 为山地红壤,750 1 200 m 为山地黄壤、山地草甸土18。植被类型有沟谷雨林、季雨林、山地常绿阔叶林、山顶矮林。1.2 样地概况与调查方法样地建设于防城区扶隆镇白石牙水库附近,研究区内年均气温 26,1 月平均气温 6,7 月平均气温 33;年均降水量 2 600 mm,降population.【Result】When using a c
15、omplete stochastic model(CSR)to analyze the spatial distribution pattern of dominant species in the sample plot community,it was found that the dominant species were clustered on the scale of 1 to 11 m,while the Clethra delavayi,Schima argentea,and Stewartia villosa were clustered on the scale of 1
16、to 25 m;When analyzed using a heterogeneous Poisson model(HP),the dominant species were randomly distributed on a scale of 10-25 m;The spatial distribution patterns of the dominant species were all affected by habitat heterogeneity,but the degree of influence was different.Altitude and gradient had
17、a significant impact on the pattern distribution of dominant species in the microtopography factors of the sample plot;The spatial distribution pattern of population at different age levels was affected by individual density,young individuals of the growing population tend to be clustered,and the di
18、stribution pattern tended to be random with the increase of age class;The adult individuals of the declining population were clustered on a small scale,and the saplings and small-aged individuals are randomly distributed;There was no intraspecific competition and exclusion relationship,and intraspec
19、ific correlation was positive or no correlation,and intraspecific correlation and scale correlation;The community was positively correlated as a whole,and the positive correlation or non-correlation species pairs among species were more than the negative correlation species pairs,indicating that the
20、 competitive relationship between dominant species in a community was weak,and mutual independence between dominant species was conducive to species coexistence.【Conclusion】The distribution pattern of dominant species is affected by habitat heterogeneity and density.The distribution pattern changes
21、with spatial scale and development stage;The intraspecific and interspecific relationships are mostly positive or no correlation,the exclusion competition relationship is not significant,and the community population structure is stable.Keywords:spatial distribution pattern;interspecific association;
22、intraspecific association;mountain evergreen broad-leaved forest153中 南 林 业 科 技 大 学 学 报第 44 卷水量集中于 69 月,7 月最多。样地中心坐标为1080102.71E,215157.79N,样地面积 1 hm2,平均海拔 460 m,坡向为东北坡,样地地形见图 1。以样地西南角为原点,使用全站仪把样地分成 25个 20 m20 m 样方,每个样方再分为 16 个 5 m 5 m 小样方。对样方中胸径(DBH)1 cm 的所有植株进行每木调查,记录其种名、胸径、高度和相对坐标。样地灌木覆盖度为 70%80%,
23、草本覆盖度为 20%30%,郁闭度为 0.7 0.8。图 1 样地地形Fig.1 Topographic map of sample plot1.3 选取研究对象通过计算群落木本植物的重要值19,选择按重要值排名前 6 的树种作为研究对象(表 1)。1.4 龄级划分用径级替代龄级分析种群不同生长阶段的空间分布格局与关联性。参考相关的径级结构划分龄级的方法,结合样地的实际情况和植物生物学特性20-22,将种群划分为幼树、小树、成年树 3 个龄级。银木荷 Schima argentea、红锥 Castanopsis hystrix、黄杞 Engelhardtia roxburghiana 为乔木,
24、其划分标准为:幼树,DBH 5 cm;小树,5 cm DBH10 cm;成年树,DBH10 cm。云南桤叶树Clethra delavayi、柔毛紫茎Stewartia villosa为小乔木,罗伞树 Ardisia quinquegona 为灌木,其划分标准为:幼 树,1.0 cm DBH 2.5 cm;小 树,2.5 cm DBH 5.0 cm;成年树,DBH 5.0 cm。表 1 群落 6 个优势种的重要值Table 1 Important values of 6 main tree in the community种名Species生活型Life style多度Abundance相对显
25、著度Relative prominence/%相对频度Relative frequency/%相对密度Relative density/%重要值Important value/%云南桤叶树 Clethra delavayi小乔木8095.935.6510.767.45银木荷 Schima argentea乔木6188.883.858.226.98柔毛紫茎 Stewartia villosa小乔木5275.914.647.015.85红锥 Castanopsis hystrix乔木11910.351.731.584.55黄杞 Engelhardtia roxburghiana乔木1539.122
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