黄牛木种群空间分布格局研究

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黄牛木(Cratoxylum cochinchinense(Lour.)Blume为亚热带地区特有的乡土树种。作为华南地区的先锋树种,黄牛木优良的抗逆特性在珠三角地区的困难立地绿化建设中具有重要意义。揭示黄牛木种群空间分布格局的形成机制和扩散规律,可为促进其天然林的保护管理及在生态脆弱地带的绿化改造应用提供理论依据,还可为乡土树种的生态学研究提供理论参考。本文采用样方调查法,选取广州市的茶山、白云山和台山市的石花山的黄牛木典型样地进行了研究。以“空间替代时间”的方法对调查数据进行统计分析,阐述其种群的数量和结构特征;通过方差/均值比率法和聚集度指标分析,探究种群空间分布类型;结合Arc GIS信息平台进行数字化处理,建立种群空间分布点图、种群扩散动态专题图并构建种群扩散速率相关模型,研究分析种群扩散动态规律;还通过构建绿量模型估算了黄牛木种群的绿量;同时对黄牛木种群的人工抚育经营进行了探讨。主要结论如下:(1)在黄牛木群落11000m2调查样地内,共有植物种类组成122种,隶属49科96属。茶山样地计有38科62属74种,白云山样地计有31科52属59种,石花山样地计有41科70属78种。黄牛木群落成层现象明显且结构相似,可分为乔木层,灌木层、草本层以及层间植物。研究样地的植物种类表现为灌木层(41种)>乔木层(40种)>草本层(29种)>层间植物(12种)。黄牛木种群生长因子关系模型为抛物线,其中树高(y1)-胸径(x)函数模型为y1=-0.031x2+0.942x+0.434(R2=0.998,P<0.000),冠幅(y2)-胸径函数模型为y2=-0.0096x2+0.4819x+0.3039(R2=0.998,P<0.000);种群株数随胸径变化的函数模型均为多项式。(3)研究样地的黄牛木种群径阶结构表明绝大部分个体还未进入生理衰老年龄;茶山和白云山样地的黄牛木为增长型种群,石花山样地的黄牛木为稳定型种群。黄牛木的个体保存密度、频度和盖度等指标特征差异明显,三个调查样地的个体保存密度大小次序表现为白云山(2452株/hm2)>茶山(2021株/hm2)>石花山(411株/hm2);频度大小次序为茶山(0.385)>白云山(0.344)>石花山(0.181);盖度大小次序为茶山(87.00%)>白云山(74.80%)>石花山(37.00%)。(4)不同取样下,黄牛木种群均表现为聚集分布,聚集程度为白云山>茶山>石花山;不同地形影响下,黄牛木种群的聚集程度均为阴坡优于阳坡;不同发育阶段的黄牛木种群从幼树至老树的时间序列上,空间分布格局为从聚集至均匀至随机。(5)黄牛木靠风力传播,研究样地中种群分布趋势总是在种子成熟期或当地风向的下风方向呈聚集分布并有扩散趋势。各径阶累计投影面积的增长量先增大后减小,种群扩散速率函数模型均表现为二项式:茶山样地表现为y4=-1.0181x2+18.071x+27.365(R2=0.443,P<0.129),白云山样地表现为y4=-3.0862x2+43.308x-8.6201(R2=0.821,P<0.000),石花山样地表现为y4=-1.5698x2+26.826x-39.059(R2=0.7897,P<0.048),综合得到黄牛木的扩散速率(y5)-胸径的函数模型y5=-0.9692x2+17.336x+20.531(R2=0.943,P<0.129)。单株黄牛木冠幅扩散速率(y6)-胸径的函数模型为:y6=-0.0135x2+0.3106x+0.1113(R2=0.999,P<.000)。(6)研究样地的黄牛木绿量总和为14431.484m3,各样地黄牛木单位面积的绿量大小次序表现为茶山(1.783m3/m2)>白云山(1.205m3/m2)>石花山(0.927m3/m2)。三维绿量(y7)-胸径的函数模型为:y7=0.212x2.285(R2=0.989,P<0.000)。根据黄牛木不同径阶单位面积的三维绿量值划分为五个等级,高绿量主要分布在中树阶段,幼树和老树阶段绿量较低。
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