山西太岳山針闊混交林物種多度格局和物種多樣性研究.pdf

1、目前，生態(tài)系統(tǒng)正在遭受嚴(yán)重的迫害，其中森林是最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，是生態(tài)系統(tǒng)的核心部分，可以抵抗生態(tài)環(huán)境問題。但是森林生態(tài)系統(tǒng)正面臨著迫害與合理管理的缺陷，導(dǎo)致天然林面積越來越少，人工林的質(zhì)量一直下降，森林的生態(tài)功能也跟著下降。改善森林質(zhì)量，提高其生態(tài)功能，是生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)。本文以山西太岳山森林群落為研究對(duì)象，建立4 hm2的針闊混交林固定樣地，采用經(jīng)典的群落學(xué)調(diào)查方法，結(jié)合前人的研究成果，對(duì)山西太岳山森林群落結(jié)構(gòu)特征、物種多度分布格局

2、以及物種多樣性進(jìn)行分析研究。
　　(1)群落結(jié)構(gòu)特征研究:以400個(gè)10 m×10 m的小樣方為基礎(chǔ)，研究太岳山森林群落的結(jié)構(gòu)特征，包括其物種組成、垂直結(jié)構(gòu)、物種多樣性、優(yōu)勢(shì)種以及徑級(jí)結(jié)構(gòu)，可知該森林群落中，共88種植物；自上而下分為喬木、灌木、草本3層，喬木有20種，灌木有33種（包括喬木幼苗），草本有48種，附屬于34科72屬；遼東櫟(Quercus liaotungensis.)、白樺(Betula platyphylla.

3、)的徑級(jí)結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)穩(wěn)定型增長(zhǎng)，但是油松(Pinus tabuliformis.)，由于幼苗、幼樹個(gè)體數(shù)少于老樹個(gè)體，所以呈現(xiàn)衰退型；喬、灌、草3層物種多樣性排序?yàn)椴荼緦樱竟嗄緦樱締棠緦?；喬木層?yōu)勢(shì)種為遼東櫟、白樺和油松；灌木層優(yōu)勢(shì)種為土莊繡線菊(Spiraea pubescens)、連翹(Forsythia suspense)、沙棶(Swida bretschneideri)；草本層優(yōu)勢(shì)種為披針葉苔草(Carex lanceolata)

4、、遠(yuǎn)東芨芨草(Achnatherum extremiorientale)和黃精(Polygonatum sibiricum)。
　　(2)物種多度分布格局:為揭示尺度變化對(duì)物種多度分布格局的影響，探究多度格局的構(gòu)筑機(jī)制和生態(tài)學(xué)過程，本文應(yīng)用斷棍模型(broken stick model，簡(jiǎn)稱BSM)、生態(tài)位優(yōu)先占領(lǐng)模型(preemption model，簡(jiǎn)稱NPM)、對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型(lognormal distribution

5、model，簡(jiǎn)稱 LN)、Zipf模型(Zipf model)、Zipf-Mandelbrot模型(Zipf-Mandelbrot model)以及中性理論(neutral model，簡(jiǎn)稱NT)等,對(duì)11個(gè)尺度的物種多度分布格局進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，并且根據(jù)卡方檢驗(yàn)(χ2檢驗(yàn))和赤池信息準(zhǔn)則(AIC)值確定最優(yōu)模型。結(jié)果表明：針闊混交林木本植物物種在不同的尺度具有不同的最優(yōu)模型，即形成機(jī)制不同，尺度對(duì)物種的形成機(jī)制有影響；比如，當(dāng)取樣尺度為1

6、0 m×10 m和20 m×20 m時(shí)，各個(gè)模型均被接受，6個(gè)模型都適合；當(dāng)取樣尺度為40 m×40 m時(shí)，BSM被拒絕，LN為最優(yōu)模型；取樣尺度為60 m×60 m、120 m×120 m、160 m×160 m、200 m×200 m時(shí)，Zipf-Mandelbrot模型是最適合的模型；取樣尺度為80 m×80 m和180 m×180 m時(shí)，最適合的模型是NPM；當(dāng)取樣尺度為140 m×140 m尺度時(shí)，Zipf模型是最優(yōu)模型；在所

7、有的尺度，特別在大尺度，NT擬合效果較好。每一個(gè)不同的尺度，其適合的模型會(huì)有差異，因此在對(duì)物種多度分布模型進(jìn)行擬合時(shí)，不能忽略空間尺度的影響，隨著尺度的增加，NT的擬合效果變好，物種分布更強(qiáng)的表現(xiàn)為中性模型機(jī)制。
　　(3)物種多樣性:采用多元回歸樹(multivariate regression tress, MRT)對(duì)400個(gè)10 m×10 m的調(diào)查樣方進(jìn)行分類，用交叉驗(yàn)證確定回歸樹模型，并且對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行修正，使得樣方符合空