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灌木群落在丰宁接坝山地有较大面积的分布,对接坝山地的生态保护具有重要意义。通过研究丰宁接坝山地灌木群落物种多样性以及优势种群结构动态随海拔的变化规律以及群落稳定性维持机制,以期为该地区灌木群落物种多样性的保护提供科学依据。本研究以丰宁接坝山地不同海拔灌木群落为研究对象,采用物种重要值、物种多样性指标、生命表、存活曲线、死亡曲线、生存函数、时间序列预测以及点格局分析法等方法,对灌木群落的物种组成、物种多样性、优势种群的径级结构与动态以及空间分布格局和种间关联性等进行了研究。主要结果如下:
(1)不同海拔灌木群落均分为灌木层和草本层,群落的垂直结构较为简单,多以落叶灌木和多年生草本植物为主。海拔841m(H1)灌木群落其灌木层是由9科10属17种组成,草本层为5科11属17种组成。海拔1131m(H2)灌木群落其灌木层由7科8属14种组成,草本层由9科23属28种组成。海拔1328m(H3)灌木群落其灌木层由7科9属14种组成,草本层由14科28属39种组成。灌木层物种组成随海拔的升高呈现减少的趋势,而草本层物种组成则随海拔的升高呈现增加的趋势。
(2)群落灌草层丰富度指数随海拔的升高分别呈下降和上升的趋势。灌草层Shannon-winter指数和Pielou均匀度指数整体与丰富度呈相似的趋势。3个海拔Simpson优势度指数表现出灌木层随海拔的升高呈上升的趋势,草本层则呈现下降的趋势。Simpson多样性指数随海拔的升高,表现出草本层逐步高于灌木层的现象。
(3)不同海拔群落植物生活型均以地面芽植物为主,其次是高位芽植物。地面芽植物随海拔的升高呈现增长的趋势,高位芽植物随海拔的升高呈现减少的趋势。H1海拔以山杏、木香薷和绒毛绣线菊为优势物种。H2海拔生境以山杏、北京丁香、虎榛子和绒毛绣线菊为优势种群。H3海拔生境以山杏、小叶鼠李和绒毛绣线菊为优势种群。
(4)3个海拔各优势种群均拥有充足的幼苗储备,属于进展型种群。其中,H2海拔群落中北京丁香种群属于暂时稳定型种群。不同海拔群落优势种群存活曲线均为Deevey-Ⅱ型。随径级的增加,死亡率和消失率曲线表现出相似的变化趋势。4种生存函数表明3个海拔灌木群落各优势种群均表现出前期锐减、中后期较为稳定的态势。种群时间序列预测表明:随时间的推移,H1和H2海拔群落各优势种群逐步进入稳定发展的态势。H3海拔群落山杏和绒毛绣线菊种群最终可能趋于衰退,小叶鼠李种群随时间的推移进入稳定发展的态势。
(5)不同海拔群落各优势种群的空间分布格局与尺度紧密相关。H1海拔群落各优势种群在0-25m尺度上均表现出高强度的聚集分布特征。H2海拔群落山杏种群在0-10m尺度上呈聚集分布,此后随尺度的增大转为随机分布,其中在18-20m尺度上呈现均匀分布的状态;北京丁香和绒毛绣线菊种群在整个尺度上均以聚集分布为主;虎榛子种群在0-16m尺度下为聚集分布,此后转为随机分布。H3海拔群落山杏种群在0-25m尺度下为聚集分布;小叶鼠李种群在0-3m和23-25m尺度内为随机分布,其余尺度以聚集分布为主;绒毛绣线菊种群在0-11m尺度上呈聚集分布,此后均为随机分布。
(6)不同海拔群落各优势种群种间关联性表现为:H1海拔群落各优势种群均以正相关为主。H2海拔群落山杏和绒毛绣线菊种群、北京丁香和绒毛绣线菊种群,呈显著正相关;山杏和北京丁香种群随尺度的变大由正相关转为无关联继而为负相关;山杏和虎榛子种群在0-15m尺度内以正相关为主,16-25m尺度上转为无关联;北京丁香和虎榛子种群在0-15m尺度内为正相关,16-18m尺度内为无关联,其余尺度内为负关联;绒毛绣线菊和虎榛子种群以正相关为主。H3海拔生境山杏和小叶鼠李种群呈显著正相关;山杏和绒毛绣线菊种群在0-14m尺度内呈正相关,其余尺度转为无相关;小叶鼠李和绒毛绣线菊种群在0-10m尺度之问,二者呈正相关性,此后随尺度的增加转为无关联。
(1)不同海拔灌木群落均分为灌木层和草本层,群落的垂直结构较为简单,多以落叶灌木和多年生草本植物为主。海拔841m(H1)灌木群落其灌木层是由9科10属17种组成,草本层为5科11属17种组成。海拔1131m(H2)灌木群落其灌木层由7科8属14种组成,草本层由9科23属28种组成。海拔1328m(H3)灌木群落其灌木层由7科9属14种组成,草本层由14科28属39种组成。灌木层物种组成随海拔的升高呈现减少的趋势,而草本层物种组成则随海拔的升高呈现增加的趋势。
(2)群落灌草层丰富度指数随海拔的升高分别呈下降和上升的趋势。灌草层Shannon-winter指数和Pielou均匀度指数整体与丰富度呈相似的趋势。3个海拔Simpson优势度指数表现出灌木层随海拔的升高呈上升的趋势,草本层则呈现下降的趋势。Simpson多样性指数随海拔的升高,表现出草本层逐步高于灌木层的现象。
(3)不同海拔群落植物生活型均以地面芽植物为主,其次是高位芽植物。地面芽植物随海拔的升高呈现增长的趋势,高位芽植物随海拔的升高呈现减少的趋势。H1海拔以山杏、木香薷和绒毛绣线菊为优势物种。H2海拔生境以山杏、北京丁香、虎榛子和绒毛绣线菊为优势种群。H3海拔生境以山杏、小叶鼠李和绒毛绣线菊为优势种群。
(4)3个海拔各优势种群均拥有充足的幼苗储备,属于进展型种群。其中,H2海拔群落中北京丁香种群属于暂时稳定型种群。不同海拔群落优势种群存活曲线均为Deevey-Ⅱ型。随径级的增加,死亡率和消失率曲线表现出相似的变化趋势。4种生存函数表明3个海拔灌木群落各优势种群均表现出前期锐减、中后期较为稳定的态势。种群时间序列预测表明:随时间的推移,H1和H2海拔群落各优势种群逐步进入稳定发展的态势。H3海拔群落山杏和绒毛绣线菊种群最终可能趋于衰退,小叶鼠李种群随时间的推移进入稳定发展的态势。
(5)不同海拔群落各优势种群的空间分布格局与尺度紧密相关。H1海拔群落各优势种群在0-25m尺度上均表现出高强度的聚集分布特征。H2海拔群落山杏种群在0-10m尺度上呈聚集分布,此后随尺度的增大转为随机分布,其中在18-20m尺度上呈现均匀分布的状态;北京丁香和绒毛绣线菊种群在整个尺度上均以聚集分布为主;虎榛子种群在0-16m尺度下为聚集分布,此后转为随机分布。H3海拔群落山杏种群在0-25m尺度下为聚集分布;小叶鼠李种群在0-3m和23-25m尺度内为随机分布,其余尺度以聚集分布为主;绒毛绣线菊种群在0-11m尺度上呈聚集分布,此后均为随机分布。
(6)不同海拔群落各优势种群种间关联性表现为:H1海拔群落各优势种群均以正相关为主。H2海拔群落山杏和绒毛绣线菊种群、北京丁香和绒毛绣线菊种群,呈显著正相关;山杏和北京丁香种群随尺度的变大由正相关转为无关联继而为负相关;山杏和虎榛子种群在0-15m尺度内以正相关为主,16-25m尺度上转为无关联;北京丁香和虎榛子种群在0-15m尺度内为正相关,16-18m尺度内为无关联,其余尺度内为负关联;绒毛绣线菊和虎榛子种群以正相关为主。H3海拔生境山杏和小叶鼠李种群呈显著正相关;山杏和绒毛绣线菊种群在0-14m尺度内呈正相关,其余尺度转为无相关;小叶鼠李和绒毛绣线菊种群在0-10m尺度之问,二者呈正相关性,此后随尺度的增加转为无关联。