廣東省增城市主要人工林優(yōu)勢種群生態(tài)位研究

廣東省增城市主要人工林優(yōu)勢種群生態(tài)位研究

生態(tài)位是指與群落或生態(tài)位相關的位置，反映群落或生態(tài)單元的綜合位置關系的生態(tài)單元。grain首次將這一術語引入生態(tài)領域以來，生態(tài)位的理論和方法不斷發(fā)展，尤其是20世紀70年代的多元分析方法的出現和對生態(tài)的研究，為這一理論的應用提供了重要的途徑。生態(tài)位的應用研究了生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性及其功能的過程，探索了生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性及其功能的過程。同時，生態(tài)位的應用研究為探討群落關系、群落結構、群落遺傳、生物多樣性和物種多樣性提供了重要的方法。目前，生態(tài)位研究主要包括生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊分析，也報告了中國南方森林植物的生態(tài)位研究。然而，關于人工林下植物生態(tài)位的信息相對不足。本研究的目的是分析主要森林社區(qū)優(yōu)勢物種的生態(tài)位，探索樹種的生態(tài)特征，為當地樹種的開發(fā)和應用提供科學依據和有益的信息。1材料和方法1.1增城市土壤條件增城市(23°5′～23°37′N;113°29′～114°0′E)地處廣東省中南部,是廣州市的一個郊市,距廣州市中心70km.增城市位于珠江三角洲東北角,東與博羅縣相鄰,西接廣州市郊,南臨東江,北與龍門縣、從化市的南昆山相連.增城地處亞洲熱帶與亞熱帶的過渡地帶,氣候溫和、雨量充沛,年平均氣溫21.6℃,平均年降雨量1921.6mm(圖1),平均年無霜期346d,地帶性土壤類型為赤紅壤;地帶性植被是南亞熱帶常綠季風林.1.2野外調查和物種-株數數據庫diagrancekindmortrate在增城市及其鄰近的南昆山天然林群落、南洋楹和馬尾松人工林及濕地松人工林群落中設置76個面積為10m×10m的小樣方,調查樣地的分布及基本情況見文獻.在每個小樣方內記錄和測量所有胸徑(diameteratbreastheight,DBH)大于2.0cm的植株的種類和株數.根據100m2的小樣方調查資料,建立物種-株數數據庫,用于生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊分析.1.3生態(tài)位分析1.3.1第i種的數量特征H=?∑i=1SPijlnPij?Η=-∑i=1SΡijlnΡij?Pij是第i種在第j個取樣中的個體數百分率,S為總種數或種的總量.1.3.2pij、phjPS=1?0.5∑j=1r|Phj?Pij|=∑j=1rmin(Phj,Pij).ΡS=1-0.5∑j=1r|Ρhj-Ρij|=∑j=1rmin(Ρhj,Ρij).Pij、Phj分別為物種i和物種h在j資源位(小樣方)上的個體數百分率;r為資源位(小樣方數).2結果與分析2.1生態(tài)位寬度和寬度在調查樣方中出現的163個喬灌樹種中,有60個種類因僅出現在一個小樣方,其生態(tài)位寬度為0;在其他76個資源位上的103種植物種類中,有30個種的生態(tài)位寬度小于1,大多數種類的生態(tài)位寬度在1～2,只有26個種的生態(tài)位寬度大于2(表1).其中,具最大生態(tài)位寬度的種類是變葉榕和山烏桕,它們的生態(tài)位寬度分別為3.10和3.05,此外,生態(tài)位寬度較寬的種類還有羅浮柿(2.94)、山蒼子(2.72)、算盤子(2.59)、赤楠(2.59)和密花樹(2.53)等.2.2不同次生林種的生態(tài)位分布對73個生態(tài)位寬度高于1.00的種類共2628個植物種對進行了生態(tài)位重疊的計算.其中,生態(tài)位重疊最高者為白背葉和紅背山麻桿,PS=0.92.在所有種對中,PS≥0.30的種對有148對,如紫玉盤柯和羅浮柿(0.32);PS在0.15～0.30的種對有312對,如短序潤楠和鼠刺(0.15);PS在0～0.15的種對有604對,如密花樹和山烏桕(0.05);PS=0的種對有1564對,如馬尾松和茜樹等.許多次生林種類的生態(tài)位寬度并不高,但與較多種類有較高的生態(tài)位重疊,如青皮木的生態(tài)位寬度只有1.04,但它和短序潤楠、亮葉冬青、柳葉茶和華杜英等6種植物均有較高的生態(tài)位重疊值(PS>0.30),與羅浮柿、紫玉盤柯等6種植物的生態(tài)位重疊值在0.15～0.30;羅浮錐生態(tài)位寬度為1.21,但與短序潤楠、亮葉冬青、華杜英和多花山竹子的生態(tài)位重疊高于0.30,與絨楠等4種植物也有較高的生態(tài)位重疊值(0.15≤PS≤0.30);輪葉交讓木與短序潤楠、亮葉冬青、毛果柃(Euryatrichocarpa)等7種植物PS>0.30,與變葉榕和羅浮柿等10種植物的PS值在0.15～0.30.3個造林樹種與其他植物的生態(tài)位重疊情況見表2.南洋楹與31個種群有生態(tài)位重疊,PS>0.15的種類有19個;馬尾松與33個種群有生態(tài)位重疊,PS>0.15的種類有11個;濕地松與21個種群有生態(tài)位重疊,PS>0.15的種群只有7個.由此可見,南洋楹和馬尾松均與較多的鄉(xiāng)土種類有生態(tài)位重疊,但南洋楹與較多樹種具有高生態(tài)位重疊;而濕地松與鄉(xiāng)土樹種有生態(tài)位重疊的種類較少,以生態(tài)位重疊值小的種類為主.3人工林生態(tài)群落的自然分布和自然繁殖生態(tài)位重疊作為衡量種間生態(tài)相似性的指標與種間競爭存在一定的關系.在資源不足的情況下,兩個物種的生態(tài)位重疊在表征其生態(tài)相似性的同時,還反映了它們之間存在的競爭關系,但是倘若共享資源豐富,則2個種的生態(tài)位重疊并不反映競爭程度,而只表明2個種因生態(tài)相似性而占據了相似的生態(tài)空間.生態(tài)位測定結果揭示,與另外2種針葉林樹種相比,南洋楹與較多種類有較高的生態(tài)位重疊值,反映了該樹種可為這些植物提供適宜的生境,共同發(fā)展.進一步開展有關南洋楹與其他鄉(xiāng)土樹種生態(tài)關系研究,對利用南洋楹人工林促進天然林恢復有著重要的意義.本研究顯示,許多次生林樹種的生態(tài)位寬度較窄,與其他種群的生態(tài)位重疊較小,如有60個種僅出現在1個樣方中;而在人工林和次生林中較常見的種類通常為風播或鳥播種類,它們的生態(tài)位寬度較高,而且與其他種群有較大的生態(tài)位重疊,如鴨腳木、山烏桕等.植物的自然分布特點與這些植物的傳播能力和自然繁殖能力有關.根據植物種類在生態(tài)位上的差異特點,在建立生態(tài)公益林過程中,可通過不同的管理方式,人工輔助植物種群的恢復,如對于自然傳播能力較強的種類,可以通過改善造林措施,在造林前不煉山或在早期人工林撫育時盡量保留鄉(xiāng)土樹種幼苗等途徑,增加鄉(xiāng)土種苗的種源,促進它們的自然繁殖;而對于自然傳播能力較弱或自然繁殖能力較差的樹種,特別是殼斗科(Fagaceae)、木蘭