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具有芳香特性的都市森林是改善城市生态环境、增进人们身心健康提高生活质量的重要绿地系统之一。对都市森林中的芳香植物空间分布格局的研究可以为城市森林营建、改造和管理提供科学依据。本文以位于广州市内的白云山风景名胜区森林植被中的芳香植物楝叶吴茱萸群落为研究对象,在调查样地设置50个10 m×10 m的样方,应用相邻格子法进行调查,对楝叶吴茱萸群落的组成及结构特征、主要树种的分布格局类型进行了分析;采用R2V、Arcview3.2等地理信息系统软件以“空间差异替代时间变化”的方式,对楝叶吴茱萸和油茶种群空间扩散规律进行模拟分析,从而探讨森林景观的物种流功能。其主要结果如下:
(1) 白云山楝叶吴茱萸群落外貌以常绿为主,种类组成丰富。在5000 m<2>的调查范围内共有维管束植物132种,隶属64科,111属。以大戟科、茜草科、禾本科和竹亚科作为优势科,其中,被子植物55科93属121种,裸子植物1科1属1种,蕨类植物8科9属10种。
(2) 林层结构较为简单,可划分为乔木层、灌木层、草本层并伴有少量层间植物。乔木层有28个种,以楝叶吴茱萸、油茶和尖叶杜英等为优势种,可根据高度可分为两个亚层。灌木层共有20种,以九节、梅叶冬青、五指毛桃、三叉苦、鬼灯笼、豺皮樟、龙船花、假鹰爪等灌木较为常见。草本层植物有69种,主要由蔓山莠竹、芒萁、海金砂、狗脊、土麦冬、淡竹叶、铁线蕨和弓果黍等组成。层间植物种类少,优势度不明显,优势种不突出。
(3) 楝叶吴茱萸群落、乔木层、灌木层、草本层和层间植物Shannon-wiener多样性指数分别为:5.02、2.52、2.84、6.25和2.96;均匀性指数分别为:0.41、0.21、0.23、0.51和0.24;生态优势度指数分别为:0.04、0.12、0.14、0.08和0.18。整个群落具有南亚热带常绿阔叶林结构的基本特征。
(4)楝叶吴茱萸和油茶种群均表现为聚集分布特征。其中油茶(负二项分布参数K=0.598)比楝叶吴茱萸(K=2.578)呈现出更强的聚集性。在不同生长发育阶段,楝叶吴茱萸种群从幼苗、幼树、中树到大树阶段,都呈现出聚集分布格局;油茶种群从幼苗、幼树到中树也都呈现出聚集分布格局。楝叶吴茱萸种群不同立木级之间的聚集程度表现为大树>幼苗>幼树>中树;油茶则是幼苗>中树>幼树。
(5) 林木径阶的分布特征,楝叶吴茱萸种群的林木株数以4 cm径阶立木占最大多数,并集中在2~18 cm径阶内,18 cm径阶之后的大树出现了径阶缺失现象。油茶则以2 cm径阶立木占最大多数,6 cm时出现一个低谷,14 cm径阶之后立木很少,没有大树。
(6) 林木生长因子之间的关系,平均胸径(y<,1>)随径阶(x)变化的规律表现为线性特征:对于楝叶吴茱萸种群而言为y<,1>=0.9784x+0.2584,对于油茶种群而言为y<,1>=0.9408x+0.3399。平均冠幅(y<,2>)随径阶(x)变化的规律也表现为线性特征:对于楝叶吴茱萸种群而言为y<,2>=0.2796x+0.7763(其中x∈[2,18]);对于油茶种群而言则为y<,2>=0.2814x+1.5607。此外,单株相邻立木存在冠幅竞争关系,直径越大其平均冠幅越大。
(7) 冠层总面积与径阶的关系,楝叶吴茱萸种群冠层总面积在径阶2~10 cm之阶段是快速增长时期,10 cm~20 cm是缓慢增长期,20 cm之后则基本维持在一个较稳定的水平。油茶冠层总面积在径阶2cm~12cm之阶段是快速增长期,12 cm~20 cm则进入一个缓慢增长期。
(8) 种群的冠层空间扩散趋势,楝叶吴茱萸种群主要沿西北至东南这一轴线聚集分布。这一分布格局与地形及风向关系密切,也说明了楝叶吴茱萸是依靠种子在重力的驱动力下扩散分布。油茶冠层平面空间分布则呈现“3”字型分布于研究区域内,主要集中在东面的坡面上,中部和西部几乎没有较大冠层分布,其扩散动力以重力为主。
(9) 种群的冠层平面空间扩散速率,本文定义了基于径阶的树种冠层面积扩散速率为某一径阶的累计冠层面积总和与某一径阶的上一径阶累计总和之差与某一径阶的生长时间之比值。在假设了楝叶吴茱萸和油茶每年胸径生长2cm的前提下,楝叶吴茱萸冠层总面积变化规律是:在郁闭林分被抑制的生长空间里,楝叶吴茱萸冠层总面积扩散速率可以长达10多年基本维持在一个很低的水平下,而且基本没有太大的变化;在获得充分开阔的生长空间里,楝叶吴茱萸冠层总面积扩散速率出现两个增长高峰,一个出现在第八年,一个出现在第十一年。油茶冠层总面积变化规律是:油茶冠层总面积扩散速率也出现两个增长高峰,一个出现在第五年,一个出现在第十年。