發(fā)布時(shí)間：2017-06-01 18:13

  本文關(guān)鍵詞：不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物物種多樣性特征的比較研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人工林的生物多樣性問(wèn)題一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外林學(xué)專家和學(xué)者的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容和問(wèn)題。而杉木在我國(guó)南方是重要的速生用材樹種之一,長(zhǎng)期以來(lái)由于經(jīng)營(yíng)模式的不合理,如針葉化,純林化和多代連載現(xiàn)象,已經(jīng)帶來(lái)了一系列的生態(tài)問(wèn)題。這一方面破壞了人工林的生物多樣性,造成土壤地力衰退、病蟲害泛濫和水土流失等問(wèn)題,另一方面,也制約了杉木人工林的可持續(xù)發(fā)展和南方用材林的建設(shè)。有鑒于此,本課題組多年來(lái)針對(duì)杉木人工林生物多樣性下降,林下植被破壞嚴(yán)重等現(xiàn)象,對(duì)杉木人工林群落進(jìn)行模擬自然、接近自然的改造和調(diào)控,在福建農(nóng)林大學(xué)西芹教學(xué)林場(chǎng)內(nèi)建立了4種不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式和天然常綠闊葉林(對(duì)照)本研究試圖在5個(gè)群落內(nèi)采用實(shí)地野外定位調(diào)查研究方法,著重對(duì)不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式的物種多樣性、結(jié)構(gòu)多樣性、功能多樣性等問(wèn)題進(jìn)行全面深入地研究,并對(duì)不同模式植物多樣性進(jìn)行全面綜合評(píng)價(jià),篩選出具有較高物種多樣性的經(jīng)營(yíng)模式,為杉木人工林的物種多樣性恢復(fù)和重建以及杉木人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。主要研究如下：(1)在草本層中,二代杉木人工林1和二代杉木人工林2的物種多樣性較高,老齡林、萌芽林和天然林的物種多樣性較低；在灌木層中,天然林和老齡林的物種多樣性較高,而萌芽林、二代杉木人工林1和二代杉木人工林2的物種多樣性較低：從喬木層來(lái)看,萌芽林、天然林和老齡林的物種多樣性較高,二代杉木人工林1和二代杉木人工林2的物種多樣性指數(shù)較低；而從整體群落上看,天然林、老齡林和萌芽林的物種多樣性較高,二代杉木人工林1和二代杉木人工林2則較低。(2)總體上看,老齡林和天然林β多樣性指數(shù)的值高于萌芽林與天然林,而二代杉木人工林1和二代杉木人工林2與天然林的差異性則較高,且天然林和二代杉木人工林1的差異性高于天然林和二代杉木人工林2。(3)從整體群落和喬木層上看,杉木老齡林,萌芽林和天然林的功能多樣性指數(shù)高于二代杉木人工林1和二代杉木人工林2；在草本層中,二代杉木人工林1和二代杉木人工林2的功能多樣性指數(shù)均高于杉木老齡林、萌芽林和天然林；但在灌木層中,不同的功能多樣性指數(shù)的變化規(guī)律則均不一致,即FDQ指數(shù)從高到低依次為二代杉木人工林2、天然林、萌芽林、老齡林和二代杉木人工林1,而FAD指數(shù)和MFAD指數(shù)從高到低則依次為老齡林、二代杉木人工林1、二代杉木人工林2、天然林和萌芽林。(4)5種物種多樣性指數(shù)和3種功能多樣性指數(shù)之間回歸分析和相關(guān)分析的結(jié)果表明：各物種多樣性指數(shù)與功能多樣性指數(shù)回歸分析的擬合度均達(dá)到極顯著水平。除了Pielou均勻度指數(shù)和MFAD指數(shù)間的相關(guān)性未達(dá)顯著水平外,其余各功能多樣性指數(shù)與豐富度指數(shù)、Shannon-Winer指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)間的相關(guān)分析均達(dá)極顯著的正相關(guān),與生態(tài)優(yōu)勢(shì)度間的相關(guān)性呈極顯著負(fù)相關(guān)。這說(shuō)明功能多樣性和物種多樣性間的相關(guān)關(guān)系總體上而言較為密切。(5)在垂直方向上,老齡林的群落結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,其次為天然林、萌芽林、二代杉木人工林1和二代杉木人工林2；但從水平異質(zhì)性指數(shù)來(lái)看,從高到低依次為天然林萌芽林老齡林二代杉木人工林2二代杉木人工林1。(6)巢式樣方法與組合樣方法繪出的群落木本植物的種-面積曲線變化趨勢(shì)較為一致,其物種數(shù)目均隨樣地面積的增大而增加。在取樣面積增加初期,物種數(shù)目均呈快速或較快增長(zhǎng)趨勢(shì),隨后呈較為緩慢的增長(zhǎng),最后趨于穩(wěn)定。此外,從兩種方法的種-面積曲線來(lái)看,1000-1200m2的范圍可作為老齡杉木林群落的最小取樣面積。(7)本文選擇的S=b+alnA、S=aAb和S=aA(1+bA)這三個(gè)數(shù)學(xué)模型對(duì)杉木老齡林群落的種-面積曲線的擬合度較高,可用于描述杉木老齡林群落的種-面積關(guān)系。(8)在取樣面積增加初期,喬木層及灌木層物種數(shù)目均呈快速或較快增長(zhǎng),隨后進(jìn)入較為緩慢的增長(zhǎng)階段,最后趨于穩(wěn)定,但喬木層與灌木層的種-面積曲線變化趨勢(shì)存在一定差異。此外,700-900m2可作為喬木層的最小取樣面積,1200-1300m2可作為灌木層的最小取樣面積。從不同數(shù)學(xué)模型的擬合結(jié)果而言,模型S=b+aA、對(duì)喬木層種-面積曲線的擬合度較高(R20.87),模型S=b+alnA和S=a.4b則對(duì)灌木層的種-面積曲線擬合度較高(R20.81)。(9)組合樣方法和巢式樣方法增加尺度的方式對(duì)杉木老齡林灌木層、喬木層和群落的影響基本一致,均為在尺度增大的初期,尺度變化對(duì)Shannon-Winer指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度和Simpson指數(shù)的影響較大,而對(duì)Pielou均勻度指數(shù)的影響較小,隨著取樣尺度的不斷增大,4種物種多樣性指標(biāo)均趨于穩(wěn)定。其中,Shannon-Winer指數(shù)的最小取樣尺度為625-900m2之間,生態(tài)優(yōu)勢(shì)度和Simpson指數(shù)的最小取樣尺度在200-400m2之間,而Pielou均勻度指數(shù)的最小取樣尺度在1200-1400m2之間。而從不同層次植物物種多樣性的尺度效應(yīng)來(lái)看,灌木層、喬木層和群落的Shannon-Winer指數(shù)的最小取樣尺度為700-900m2之間,灌木層、喬木層、群落的生態(tài)優(yōu)勢(shì)度和Simpson指數(shù)的最小取樣尺度在200-400m2之間,而灌木層、喬木層和群落Pielou均勻度指數(shù)的最小取樣尺度在1200-1500m2之間。(10)當(dāng)尺度為15m×15m時(shí),灌木層和群落Shannon-wiener指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度、Simpson指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)的均值同其它尺度并未有明顯差異且變異系數(shù)較小,說(shuō)明在該尺度條件時(shí),這4個(gè)指數(shù)能夠很好的描述灌木層和群落的多樣性；從喬木層來(lái)看,當(dāng)尺度為30m×30m時(shí),Shannon-wiener指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度、Simpson指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)的變異系數(shù)最小,說(shuō)明在這一尺度上物種多樣性指數(shù)的估計(jì)較為準(zhǔn)確。(11)灌木層的豐富度指數(shù)與土壤自然含水率、有機(jī)質(zhì)和全磷間呈極顯著相關(guān)性,與全氮含量呈顯著相關(guān)性;Shannon-Winer指數(shù)與土壤自然含水率、有機(jī)質(zhì)和全氮間的相關(guān)性呈極顯著正相關(guān),與土壤全磷呈極顯著負(fù)相關(guān)；喬木層的豐富度指數(shù)、Shannon-Winer指數(shù)和Pielou均勻度均與土壤速效鉀間呈顯著正相關(guān)性；群落的豐富度指數(shù)與與土壤自然含水率、有機(jī)質(zhì)和全磷間呈極顯著相關(guān)性,與全氮含量呈顯著相關(guān)性；Shannon-Winer指數(shù)與土壤自然含水率、有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀間的相關(guān)性呈極顯著正相關(guān),而與全磷間的相關(guān)性分析則表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)。(12)采用主成分分析法,選擇各群落不同層次的物種多樣性、功能多樣性和結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù),對(duì)不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式群落和天然林進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明老齡林的植物多樣性綜合評(píng)價(jià)最高,其次依次為天然林、萌芽林、二代杉木人工林2和二代杉木人工林1。這說(shuō)明兩種模擬自然模式建立的老齡林和萌芽林杉木林群落具有較好的植物多樣性,林下植被多樣性豐富,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且功能多樣性較高,在今后的治理人工林生物多樣性下降方面可作為有益的借鑒。
【關(guān)鍵詞】：杉木林 物種多樣性 功能多樣性 結(jié)構(gòu)多樣性 尺度效應(yīng) 綜合評(píng)價(jià)
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S791.27
【目錄】：

• 摘要8-11
• ABSTRACT11-15
• 1 前言15-16
• 2 研究綜述16-25
• 2.1 物種多樣性的研究進(jìn)展16-20
• 2.1.1 植物物種多樣性的研究進(jìn)展16-17
• 2.1.2 種-面積關(guān)系的研究進(jìn)展17-18
• 2.1.3 種-多度關(guān)系的研究進(jìn)展18-19
• 2.1.4 物種多樣性尺度效應(yīng)的研究進(jìn)展19-20
• 2.1.5 物種多樣性與土壤因子關(guān)系的研究進(jìn)展20
• 2.2 功能多樣性的研究進(jìn)展20-21
• 2.3 結(jié)構(gòu)多樣性的研究進(jìn)展21-22
• 2.4 人工林生物多樣性研究進(jìn)展22-25
• 2.4.1 人工林植物多樣性研究的爭(zhēng)論焦點(diǎn)22-23
• 2.4.2 人工林植物多樣性的影響因素23-25
• 3 研究區(qū)域概況25-26
• 4 研究方法26-31
• 4.1 樣地設(shè)置及調(diào)查方法26
• 4.2 物種多樣性指標(biāo)計(jì)算方法26-29
• 4.2.1 α多樣性指數(shù)測(cè)度方法26-27
• 4.2.2 β多樣性指數(shù)測(cè)度方法27
• 4.2.3 種-面積關(guān)系研究的樣地構(gòu)建方式及數(shù)學(xué)模型27-29
• 4.2.4 種-多度關(guān)系研究模型的計(jì)算方法29
• 4.3 功能多樣性的研究方法29-30
• 4.3.1 功能多樣性特征選取及賦值29-30
• 4.3.2 功能多樣性指數(shù)的計(jì)算方法30
• 4.4 結(jié)構(gòu)多樣性指標(biāo)的計(jì)算方法30-31
• 4.5 土壤樣品取樣及測(cè)定方法31
• 4.6 數(shù)據(jù)處理31
• 5 結(jié)果與分析31-79
• 5.1 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物物種多樣性的比較研究31-49
• 5.1.1 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式各層次種類組成及重要值的比較研究31-46
• 5.1.2 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式α多樣性的比較研究46-48
• 5.1.3 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式β多樣性的比較研究48-49
• 5.2 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物功能多樣性的比較研究49-55
• 5.2.1 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物功能多樣性的比較研究49-50
• 5.2.2 不同功能特征值間的關(guān)系50-53
• 5.2.3 功能多樣性指數(shù)與物種多樣性指數(shù)的關(guān)系53-54
• 5.2.4 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式中不同植物的功能群歸類54-55
• 5.3 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物結(jié)構(gòu)多樣性的比較研究55-59
• 5.3.1 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式各樣方蓋度相異性比較研究55-59
• 5.3.2 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)比較研究59
• 5.4 杉木老齡林種-面積關(guān)系的研究59-63
• 5.4.1 不同樣方構(gòu)建方式的種-面積關(guān)系59-61
• 5.4.2 不同層次植物的種-面積關(guān)系61-63
• 5.5 杉木老齡林種-多度關(guān)系的研究63-68
• 5.5.1 杉木老齡林各樣方物種數(shù)及其個(gè)體數(shù)的分布特征和相互關(guān)系63-64
• 5.5.2 杉木老齡林內(nèi)物種數(shù)的分布特征64-65
• 5.5.3 杉木老齡林內(nèi)個(gè)體數(shù)和頻度的分布特征65-66
• 5.5.4 不同尺度條件下種-多度的關(guān)系66-68
• 5.6 杉木老齡林群落植物物種多樣性的尺度效應(yīng)研究68-75
• 5.6.1 不同尺度增加方式下植物物種多樣性的尺度效應(yīng)68-70
• 5.6.2 不同層次植物物種多樣性的尺度效應(yīng)70-73
• 5.6.3 物種多樣性指數(shù)的空間分布規(guī)律73-75
• 5.7 杉木老齡林物種多樣性指數(shù)與土壤養(yǎng)分指標(biāo)間的相關(guān)性75-76
• 5.8 不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物多樣性的綜合評(píng)價(jià)76-79
• 6 討論79-81
• 7 結(jié)論81-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 致謝90

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7 張巧明;秦嶺南坡中段主要植物群落及物種多樣性研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

8 劉艷紅;東北東部森林植物多樣性及其影響因素研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2002年

9 王世雄;黃土高原子午嶺植物群落物種多樣性的時(shí)空格局與過(guò)程[D];陜西師范大學(xué);2013年

10 杜喜春;佛坪和長(zhǎng)青國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)種子植物群落和物種多樣性[D];陜西師范大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳嚴(yán)嚴(yán);蒙古沙冬青深色有隔內(nèi)生真菌定殖和物種多樣性研究[D];河北大學(xué);2015年

2 孫小麗;氣候因子和土壤養(yǎng)分對(duì)荒漠草原物種多樣性、生產(chǎn)力及其關(guān)系的影響[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

3 鄧宏兼;黃龍山林區(qū)油松針闊混交林物種多樣性及種間聯(lián)結(jié)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

4 劉志強(qiáng);12種植物根瘤內(nèi)生固氮放線菌物種多樣性研究[D];河北大學(xué);2010年

5 劉甲午;林分結(jié)構(gòu)和土壤理化性質(zhì)對(duì)華北落葉松人工林物種多樣性的影響[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 王庭權(quán);艾比湖區(qū)域荒漠植物的物種多樣性、點(diǎn)格局和生態(tài)位[D];新疆大學(xué);2015年

7 鄭智;白水江自然保護(hù)區(qū)植物、兩棲爬行動(dòng)物物種多樣性海拔分布格局的研究[D];西北師范大學(xué);2015年

8 張馳;川西南山地常綠闊葉林不同群落多樣性與景觀格局研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

9 蔡錳柯;不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物物種多樣性特征的比較研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2015年

10 岳靜;物種多樣性對(duì)豆科牧草功能特征的影響[D];蘭州大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：不同杉木林經(jīng)營(yíng)模式植物物種多樣性特征的比較研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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