【摘要】：松櫟混交林是秦嶺林區(qū)分布較廣且最具典型地帶性的群落之一。其中,在海拔800~2300 m之間的秦嶺山地森林生態(tài)系統(tǒng)中,常見以銳齒槲櫟(Quercus aliena var.acuteserrata)、油松(Pinus tabuliformis)和華山松(Pinus armandii)為優(yōu)勢種的松櫟混交林或塊狀純林鑲嵌分布。油松林、銳齒槲櫟林及其混交林面積和蓄積占秦嶺林區(qū)的40%以上,是秦嶺林區(qū)的主要森林類型,在穩(wěn)定秦嶺地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)、維持生物多樣性和發(fā)揮森林生態(tài)服務(wù)功能等方面有著不可替代的作用。本研究以松櫟混交林建群種幼苗、幼樹更新格局為切入點,運用地統(tǒng)計學中的半方差函數(shù)(Semi-variogram)分析方法,結(jié)合克里金(Kriging)空間插值法,對樣地內(nèi)更新分布特征與13個環(huán)境因子(枯落物厚度、草本層蓋度、郁閉度、土壤溫度、土壤含水率、pH、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質(zhì))的空間相關(guān)性進行定量分析。旨在判明秦嶺山地松櫟混交林建群種更新格局與微生境異質(zhì)性的關(guān)系,分析微生境因子異質(zhì)性在幼苗更新過程中潛在的生態(tài)學意義,探尋影響建群種幼苗定居的關(guān)鍵限制性生境因子,補充松櫟混交林群落更新格局方面的研究不足,為進一步深入探討松櫟混交林群落的發(fā)生機制、演替規(guī)律提供理論依據(jù)。本研究主要取得以下結(jié)論:(1)松櫟混交林群落不同生長發(fā)育階段各不同建群種空間分布格局存在明顯差異。半方差函數(shù)分析顯示,油松幼苗、幼樹、成樹結(jié)構(gòu)比均大于75%,華山松成樹及銳齒槲櫟幼樹的結(jié)構(gòu)比介于25%~75%之間,華山松、銳齒槲櫟的其他生活史階段空間分布的結(jié)構(gòu)比大于75%,說明不同生長階段三種建群種空間分布絕大部分屬于高度空間自相關(guān),結(jié)構(gòu)性因素強烈影響其空間異質(zhì)性�；_值表明,三種建群種不同生長階段變化規(guī)律一致,體現(xiàn)為空間異質(zhì)性強弱為幼苗最高、成樹次之、幼樹最低。變程值顯示,不同建群種,其不同生活史階段空間自相關(guān)范圍變化尺度(9.5 m~210.9 m)、規(guī)律完全不同,油松為成樹最短、幼樹最長,華山松為幼樹最短、成樹最長,銳齒槲櫟為幼苗最短、幼樹最長。(2)對調(diào)查區(qū)域內(nèi)與幼苗定居及后期生長緊密聯(lián)系的13個環(huán)境因子進行了測定與分析。其中,pH、土壤溫度和全鉀表現(xiàn)為弱變異特征,其余指標均為中等變異特征,不同林分類型的林分因子(郁閉度、草本層蓋度、枯落物厚度)存在顯著差異,各項土壤理化性質(zhì)存在顯著或不顯著差異。半方差分析結(jié)果表明,各類微生境因子空間分布的結(jié)構(gòu)比均大于50%,絕大部分超過75%,說明微生境因子空間分布受結(jié)構(gòu)性因素的主導及強烈影響。郁閉度、草本層蓋度、枯落物厚度、土壤水分、全氮、全鉀、速效磷等因子均有較強的空間相關(guān)性,其模型擬合度較高。枯落物厚度、草本層蓋度、速效磷空間分布具有較大的變程,其空間自相關(guān)尺度較大。(3)銳齒槲櫟、油松、華山松三種建群種成樹、幼樹和幼苗與13種微生境因子的CCA排序結(jié)果表明,松櫟混交林建群種空間分布與微生境因子有關(guān),13個微生境因子對建群種分布格局的解釋率為35.26%。其中,油松幼苗分布主要受土壤水分與林分郁閉度的影響,華山松幼苗受有機質(zhì)和速效磷的影響較大,而枯落物厚度和草本層蓋度是影響銳齒槲櫟幼苗的關(guān)鍵微生境因子,影響各建群種幼樹與成樹分布的微生境因子不盡一致。油松、銳齒槲櫟幼苗與成樹分布為正相關(guān)關(guān)系,其幼樹分布則與幼苗、成樹分布負相關(guān),而華山松不同生活史階段空間分布相關(guān)性較差。不同建群種,不同生活史階段空間分布受不同微生境因子影響,顯示了三種建群種的生態(tài)位分化以及生態(tài)位隨林分發(fā)育階段的改變。(4)松櫟混交林不同建群種幼苗動態(tài)變化與微生境因子具有密切的相關(guān)性,幼苗生長與消亡的動態(tài)受復雜因素的綜合影響,且在不同年際間,主導因素發(fā)生變化。各因子間通過相互作用,共同促成了建群種幼苗的數(shù)量變化。其中,郁閉度、土壤溫度、草本層蓋度和枯落物厚度是松櫟混交林建群種更新動態(tài)的驅(qū)動力。
【圖文】：

圖 2-1 樣地設(shè)置Fig. 2-1 The sample plot分析計學中的半方差函數(shù)分析方法，，結(jié)合克里金（Kriging）空間插值法特征以及各環(huán)境因子空間相關(guān)性進行定量分析。程為（王政權(quán) 1999）：方差函數(shù) γ(h) 為在二階平穩(wěn)假設(shè)或內(nèi)蘊假設(shè)下，所有空間距離為）的點對測量值（即 Z(x)在點 x 和 x+h 處的值 Z(x)與 Z(x+h)）差個采樣點之間的距離，又稱滯后距離；N(h)為間距為 h 的樣本采樣點計算出來得到的半方差散點圖，需要利用理論半方差模型擬的半方差曲線，模型擬合在各向同性條件下進行。有關(guān)半方差函數(shù)釋請參考《地統(tǒng)計學及在生態(tài)學中的應用》（王政權(quán) 1999）。模

研究技術(shù)路線通過查閱文獻，了解國內(nèi)外研究情況，制定研究方案并選擇秦嶺山地典型的松，在可控的范圍內(nèi)設(shè)置標準樣地并進行野外調(diào)查。本研究從松櫟混交林建群種特征、松櫟混交林微生境因子空間分布特征、松櫟混交林建群種空間分布格局異質(zhì)性的關(guān)系、松櫟混交林建群種更新動態(tài)驅(qū)動力分析四個方面展開，旨在闡交林建群種更新特征與微生境異質(zhì)性的關(guān)系。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S718.5

【參考文獻】

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本文編號：2649646