太白红杉林更新特征与种群扩散研究

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太白红杉(Larix chinensis)作为秦岭高山林线区域的主要建群种,是该地生态系统的重要组成部分,在涵养水源、稳固山石、保持水土以及维持生物多样性等方面发挥着重要作用,被列为国家二级珍稀濒危保护植物。太白红杉种群分布区域狭窄,集中分布在陕西秦岭太白山2800-3500m海拔范围。太白红杉由于种子萌发生境要求特殊,再加上结实能力较差,导致其种群繁殖困难。因此,为了解太白红杉林的更新策略,合理保护太白红杉种群,促进其种群的更新发展,进一步探讨太白红杉林的更新条件是十分必要的。本文以秦岭太白红杉林为研究对象,通过研究分析太白红杉种子雨的时空动态、林窗更新特征以及不同分布区域的空间格局,寻求制约其种群繁衍的环境因子,初步揭示其种群自然维持的特点,了解太白红杉林更新的生态过程,以期为太白红杉的保护提供理论依据和数据支撑。主要研究结果如下:(1)太白红杉林种子雨的时空动态研究表明,种子散布时间主要集中在9月下旬至11月中旬,高峰期为10月中下旬,种子雨在林下、林窗和林缘下表现出相似的变化趋势,在高峰期间的平均强度分别为74 grain·m-2、137.3 grain·m-2和113.3 grain·m-2。在落种期间,前期以干瘪种子为主、高峰期和末期以成熟种子为主,但是在林窗环境中,种子成熟时间要早于林下和林缘。(2)通过对太白红杉林窗特征与幼苗更新数量关系研究,探索了影响太白红杉林天然更新的环境因子。结果表明:(1)在太白红杉林中,实际林窗(CG)和扩展林窗(EG)大小均以100m2左右的中小面积为主,而且林窗的形成方式主要是受风雪影响的折干;(2)林窗下天然更新影响因子关联度排序为:林窗面积>林窗开敞度>坡位>坡向>坡度>海拔>枯落物厚度,表明林窗面积和开敞度对林窗天然更新影响最显著;(3)幼苗主要集中在中小林窗中,而且在开敞度为0.6-0.8之间更新最好。因此,建议通过改善林下更新环境,提高太白红杉天然更新的能力。在具体经营过程中,建议以开敞度为指标进行适度经营,人为创造一些中小面积的林窗,以加快太白红杉林的天然更新,维持其群落的稳定性。(3)通过调查分布下限与巴山冷杉混交林区域和分布上限的太白红杉纯林区域主要建群种的空间格局特征,采用点格局O-ring统计分析,对不同树种进行空间分布特征及关联性的分析。结果表明:(1)在分布下限的混交林中,太白红杉种群结构呈衰退型,而巴山冷杉种群在不同发育阶段的数量为典型的倒“J”型,种群结构稳定,能实现持续更新;另外,太白红杉和巴山冷杉所有个体整体上都呈现聚集分布,而且二者的种间关联性表现为正相关或不相关;(2)在分布上限的纯林中,分布有较多的幼苗,但成树大多是发育不良的“小老头”树;另外,太白红杉所有个体的空间格局为聚集分布,而且成树和更新苗两者呈现正相关关系。
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