本文關(guān)鍵詞：吉林蛟河老齡闊葉紅松林群落結(jié)構(gòu)及影響機(jī)制研究

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【摘要】：本論文以吉林蛟河500m×600m老齡闊葉紅松林監(jiān)測樣地為對象,分析了樹木種群的空間分布格局、胸徑大小分布的空間特征；利用mISAR模型研究了局域多樣性的形成機(jī)制；基于種子傳播限制導(dǎo)致的生境空間自相關(guān)和物種空間聚集分布的假設(shè)前提,確定了物種分布與生境之間的關(guān)聯(lián)性。應(yīng)用AEM和PCNM特征函數(shù)構(gòu)建空間解釋變量,利用方差分解模型在不同尺度上探討了土壤變量和空間變量對群落結(jié)構(gòu)(物種多樣性、林分密度、大小分化、物種組成)的影響。主要研究結(jié)果如下：1.利用g(r)函數(shù)和L(r)函數(shù)分析30個樹種的空間分布格局,幾乎所有樹種在研究尺度內(nèi)均呈聚集分布。將老齡林在垂直方向分為上、中、下三層,L(r)函數(shù)分析顯示三個垂直層內(nèi)樹木在全部分析尺度上均呈聚集分布；而g(r)函數(shù)分析顯示,上層、中層和下層樹木的空間分布格局在絕大多數(shù)研究尺度上為聚集分布。不同垂直層間空間關(guān)聯(lián)分析表明,上層-下層、中層-下層個體之間在全部研究尺度上呈顯著負(fù)相關(guān)；上層-中層個體之間在大尺度上表現(xiàn)為空間獨(dú)立,而小尺度上則呈空間負(fù)相關(guān)。2.在修正單物種-面積關(guān)系模型(mISAR)框架基礎(chǔ)上,評價了單個樹種對局域范圍物種多樣性起何種作用。多樣性促進(jìn)種主要出現(xiàn)在25m尺度上,相反多樣性排除種和中性種則出現(xiàn)于25m尺度上。同質(zhì)性零模型和異質(zhì)性零模型中多樣性促進(jìn)種比例最高,且差異不大；多樣性排除種比例則很低。在0-20m空間尺度,異質(zhì)性零模型顯示93%的物種可以顯著促進(jìn)局域多樣性；僅有17%的物種能夠顯著降低局域多樣性。絕大多樣性物種表現(xiàn)為多樣性促進(jìn)種表明,老齡闊葉紅松林群落局域多樣性由正種間作用支配。3.研究區(qū)域內(nèi)37個研究樹種的點(diǎn)格局在全部空間尺度上均呈現(xiàn)聚集分布。利用馬克相關(guān)分析檢驗(yàn)樹木胸徑分布偏離期望的程度,當(dāng)采用完全隨機(jī)零模型(65%)和異質(zhì)性泊松零模型(68%)時,絕大多數(shù)樹種結(jié)合其位置的胸徑分布表現(xiàn)出顯著的聚集現(xiàn)象,尤其在較小的尺度上。大多數(shù)表現(xiàn)出胸徑聚集現(xiàn)象的樹種都對光照條件有較強(qiáng)的需求。因此,相似徑級的樹木存在空間聚集結(jié)構(gòu)的合理解釋為：林窗形成后,空地迅速被喜光先鋒樹種占領(lǐng),既包括林冠層和灌木層樹種。當(dāng)采用完全隨機(jī)零模型進(jìn)行檢驗(yàn)時,胸徑大小分布呈顯著空間聚集的物種比例在3m空間尺度上達(dá)到峰值；采用異質(zhì)性泊松零模型時,比例最大值出現(xiàn)在4m空間尺度上。樹木胸徑大小分布的空間特征與地形和土壤化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。然而,目前還缺乏對此結(jié)果的明確解釋,在很大程度上胸徑大小的聚集分布是前期林窗格局和喜光樹種在小林窗中更新共同作用導(dǎo)致的。4.利用多元回歸樹(MRT)將實(shí)驗(yàn)區(qū)劃分為四種生境類型。指示物種分析發(fā)現(xiàn)48個研究物種中,有10個是多元回歸樹得到的生境類型的顯著指示物種。生境隨機(jī)分布法顯示在192個潛在的物種與生境關(guān)聯(lián)中,有127個表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。物種隨機(jī)分布法則確定了87個顯著相關(guān)關(guān)聯(lián)。單獨(dú)生境并不是一個封閉系統(tǒng),表現(xiàn)為物種源或者物種匯�？偠灾�,隨機(jī)過程所產(chǎn)生的偏差,即高度的物種空間混合可能是由于不同生境間長期的物種遷移導(dǎo)致的。5.土壤變量對物種豐富度、林分密度和物種組成具有一定的解釋能力,解釋量分別為5.53%、6.41%和3.19%。土壤變量對樹木大小分化的解釋量不足2%�？臻g變量AEM和PCNM對物種豐富度、林分密度、樹木大小分化和物種組成都表現(xiàn)出較強(qiáng)的解釋能力,其中AEM模型的解釋量分別為54.9%、37.5%、75.9%、41.2%,PCNM模型的解釋量分別為36.3%、37.9%、74.5%和50.6%。比較AEM模型和PCNM模型,發(fā)現(xiàn)AEM模型對群落結(jié)構(gòu)空間變異的總解釋量更高、解釋能力更強(qiáng),更加適合用于分析老齡闊葉紅松林群落結(jié)構(gòu)的空間變異。土壤變量和空間變量對群落結(jié)構(gòu)特征的影響主要體現(xiàn)在大尺度上。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S718.5

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本文編號：1212753