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雨雪冰冻灾害主要发生在冬季,是一种大尺度的干扰事件。近年来,在全球气候变暖的大背景下,异常气候和干扰事件发生的可能性增大,开展大型冰冻干扰对南亚热带常绿阔叶林物种多样性和生态过程影响的研究可为常绿阔叶林生物多样性保护、灾后恢复、保育和管理以及可持续经营提供理论依据。本研究对2008年特大冰冻干扰后大明山常绿阔叶林木本植物生长、结构及功能群的变化进行调查,结果表明:
(1)冰冻干扰后,大明山常绿阔叶林群落随着胸径的增大,各级大小级树木密度的年变化幅度缩小,随着胸径级的增加,树木的密度基本呈“倒J”型分布。Ⅰ级幼苗的种群密度随时间变化具有先下降后上升的趋势,Ⅱ级小苗、Ⅲ级小树的种群密度随时间变化均呈增大的趋势。Ⅳ级中树、Ⅴ级大树随时间变化则均呈增大又变小的趋势,但是波动的幅度都很小。
(2)大明山常绿阔叶林群落2010年种群的胸高断面积年增长率大于2011年种群的胸高断面积年增长率。2010年,有92个物种的胸高断面积年增长率呈现正增长,占81.42%;19个物种的胸高断面积年增长率呈现负增长,占16.81%;2个物种胸高断面积年增长率基本无增长,占1.77%;2011年,有68个物种的胸高断面积年增长率呈现正增长,占60.18%;45个物种的胸高断面积年增长率呈现负增长,占39.82%。
(3)种群的年增长速率均大于30株/年的物种有刨花润楠(Machiluspauhoi)、野黄桂(Cinnamomum jensenianum)、罗浮柿(Diospyrosmorrisiana)、黄杞(Engelhardia roxburghiana)、东方古柯(Erythroxylumsinense)、短梗大参(Macropanax rosthornii),其中刨花润楠的年平均增长速率为88株/年;种群的的年死亡数均大于5株/年的物种有大叶蛇葡萄(Ampelopsis megalophylla)、野木瓜(Stauntonia chinensis)、云贵山茉莉,其中云贵山茉莉的年平均死亡株数为25株/年。
(4)大明山常绿阔叶林的优势种群空间分布格局为聚集分布,聚集程度极其显著,但聚集的程度不同。种群的聚集程度加强的树种有云贵山茉莉、柠檬清风藤(Sabia limoniacea);种群的聚集程度先变弱后变强的树种有罗浮槭(Acer fabri)、刨花润楠、滇粤山胡椒(Lindera metcalfiana)、薯豆杜英(Elaeocarpus japonicus)、毛狗骨柴(Diplospora fruticosa)、异叶榕(Ficusheteromorpha);聚集程度一直消弱的树种是栓皮木姜子(Litsea suberosa)、罗浮柿、短梗大参。
(5)冰冻干扰后,大明山常绿阔叶林群落3.2hm2样地的物种丰富度逐年在变化,物种数经历由大变小又变大的过程,2010年3.2hm2内的物种数较此前的2009年明显降低,2011年物种数又有一定程度的回升。
(6)群落的优势种在冰冻干扰后,其重要值的变化不是很大,只是有些小的波动。群落上层水平中重要值最大的云贵山茉莉,在冰冻干扰后其种群恢复的前三年,重要值在逐年降低;而原本在群落中优势不是很大的物种如刨花润楠、滇粤山胡椒、黄杞、罗浮栲(Castanopsis fabri)、贵州木瓜红(Rehderodendron kweichowense)等主要靠其大量存在的幼苗幼树的迅速生长,其重要值逐年上升。
(7)冰冻干扰后,大明山常绿阔叶林植物群落的物种多样性指数和均匀度指标变化不大,物种丰富度指数变化比较明显。
(8)冰冻干扰后,大明山3.2hm2常绿阔叶林内,随径级的增加,树木的个体数基本呈现不断下降的总趋势,小径级内拥有的个体数或密度最大,而后陡然急骤下降,并且从一个径级向更大的径级变化时,树木的个体数递减比率都比较大,且径级越大,其变化越不明显。个体数随径级的分布总体上呈现“倒J”型。群落恢复的第1年,即2009年,个体数最多的径级为1径级,此后的2010年、2011年,径级为1的个体数较2009年有所降低,而径级为2的个体数得到了增加。
(9)2011年群落的平均高度为4.29m,较2009年的6.00m有所下降。2009年、2011年乔木群落A(高度超过25 m)、C(高度≤10 m)两层个体数所占总个体数的比例均有所上升,但C层的个体数量有明显的下降,而B层(高度在10-25m之间)在个体数和比例上有明显下降。
(10)2010年统计到死亡的物种数为97种,个体数720株;2011年统计到死亡的物种数为95种,死亡个体数为463株。从存活曲线上来看,云贵山茉莉、黄杞的存活曲线从整体上接近DeeveyⅠ型,死亡的个体均为较大的个体;而刨花润楠、罗浮槭、栓皮木姜子的存活曲线从整体上看接近DeeveyⅢ型,幼年期死亡率较高。
(11)本文根据调查结果,通过计算重要值,选取30个优势度相对较大的树种进行DCA排序,通过4个林分因子(胸高断面积、频度、个体数、重要值)为基础,可将大明山常绿阔叶林群落群落的物种划分为4类功能群,它们的胸高断面积、频度、个体数、重要值,随着生活型及其处于群落的位置有规律的变化。功能群的物种组成也逐年进行变化。