浙江凤阳山主要森林类型群落结构特征研究毕业论文_林学毕业论文

浙江凤阳山主要森林类型群落结构特征研究毕业论文

2021-04-23更新

摘 要

森林群落结构决定森林功能,结构清晰,便能对其实施有效的调节,唯有结构合理的森林,才能正常发挥其功能,结构的重要性、可解析性和健康的森林群落结构特征就构成了森林经营的理论基础。本文主要采用抽样调查的方法,以凤阳山地区典型森林群落为研究对象,对其森林资源的种类、数量、质量和生长规律、环境条件等自然属性和林种、权属等非自然属性进行调查,对森林群落的空间结构、数量特征和种群空间格局分布规律进行研究,揭示凤阳山地区典型森林群落内部结构特征,为科学和合理的开展森林资源经营管理提供前提条件和依据。主要研究结果如下:

(1)针阔混交林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林的径级分布较为单一,径阶株数分布基本呈反J型曲线;杉木林的径阶分布近似于正态分布,在16cm径阶处出现峰值。针阔混交林与常绿落叶阔叶混交林的树高分布曲线基本相似,均为反J型,常绿阔叶林与杉木林的均为正态分布。

(2)四种林分类型中,物种多样性由大到小排列为常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、针阔混交林、杉木林。

关键词:树种组成;结构特征;物种多样性

Study on community structure characteristics of main forest types in Fengyang mountain of Zhejiang

ABSTRACT

Forest community structure determines the function of forests, clear structure can effectively regulate , only the reasonable structure of forest can play its function, the importance of structure, analytical and healthy forest community structure constitutes the theoretical basis for forest management. This paper mainly adopts sampling survey method, make the typical forest communities in Fengyang mountain as the research object to investigate the forest resource type, quantity, quality and growth law, environmental conditions and other natural attribute and the forest, ownership and non natural properties,the spatial structure, quantitative characteristics and the distribution of population spatial pattern of forest communities were studied., reveal the characteristics of typical forest communities in Fengyang mountain area,provide prerequisite and basis for scientific and rational development of forest resources management. The main results are as follows:

(1) The diameter class distribution of the needle and broad-leaved mixed forest, evergreen broad-leaved forest, evergreen deciduous broad-leaved mixed forest is relatively single, diameter class distribution is the inverse J-shaped curve; Cunninghamia lanceolata Forest diameter distribution approximate to normal distribution, the peak appeared in the 16cm diameter order. The distribution curve of the mixed coniferous and broad leaved mixed forest and evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest was basically similar, all of which were anti J type, and the distribution of evergreen broad-leaved forest and Chinese fir forest was normal.

(2) among the four types of forest stands, the species diversity is from large to small, which is composed of evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest, evergreen broad-leaved forest, mixed coniferous and broad-leaved mixed forest and Chinese fir forest.

Key words: tree species composition;structure characteristics; species diversity

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 相关概念 1

1.2.1 林分结构 1

1.2.2 物种多样性 1

1.3 国内外研究进展 2

1.3.1林分直径结构研究进展 2

1.3.2森林群落组成 2

1.3.3群落垂直结构 3

1.3.4物种多样性的垂直变化格局 4

1.3.4.1物种丰富度随海拔梯度的变化 4

1.3.4.2α多样性沿海拔梯度的变化 4

第2章 研究区概况及实验方法 6

2.1 研究区概况 6

2.1.1地理位置 6

2.1.2气候特征 6

2.1.3植被类型 6

2.1.4样地设置 7

2.2研究方法 8

2.2.1群落物种组成和群落结构特征 8

2.2.1.1标准地植被调查 8

2.2.1.2群落结构特征分析 8

2.2.1.3物种多样性分析 8

第3章 不同林分类型的结构特征 10

3.1不同林分类型树种组成 10

3.2径阶株数分布特征 15

3.3树高分布特征 17

3.4物种多样性特征 18

第4章 结论与讨论 20

4.1结论 20

4.2讨论与展望 20

致谢 22

参考文献 23

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

随着社会经济的不断发展,国民也越来越重视物种多样性的保护。植物群落学研究的目的与任务在于深入揭示植物群落的结构、生态、动态、分类及其在地球上的分布等基本规律,从而掌握和运用这些规律,充分发挥人类的主观能动性来控制、利用、模拟、改造或创造植物群落,进而保护、改造自然环境,防治环境污染,维护生态平衡,创造优异的生态环境,提高植物的生产力,以期适应人类的需求。了解植物群落的物种组成和丰富度的分布格局及其与环境因子的关系对于发展和优化物种多样性保护策略、可持续管理和利用植物资源具有重要的指导意义。在浙江凤阳山自然保护区内选取典型的森林植被群落,在森林内选择合适的标准样地,对标准地内乔木,灌木,草本进行调查,研究其群落结构,对揭示不同森林植被群落结构有重要意义。

1.2 相关概念

1.2.1 林分结构

林分结构是指林分内所包含的树种及林木大小之分布而言[1]。就其内容包括着直径、树高、形数、材积、材种、树冠等结构,并且这些调查因子都有着各自特定的结构规律,因此林分结构具有不同于其它生物群落结构的特点[2]

1.2.2 物种多样性

物种多样性是指动物、植物和微生物种类的丰富性,它们是人类生存和发展的基础。物种多样性是生物多样性的重要组成部分,是生物多样性在物种水平上的表现形式,它包括两方面的含义:一是指一定区域内物种的总和,主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一个区域内物种的状况进行研究,也称区域物种多样性;二是指生态学方面物种分布的均匀程度,常常是从群落组织水平进行研究,也称为生态多样性或群落多样性。

1.3 国内外研究进展

1.3.1林分直径结构研究进展

林分直径结构是林分调查的基础,张文、高天雷对马尾松的林分直径结构进行了研究,根据马尾松林的分布情况,对12个县共240块样地进行样地测量,采用三参数Weibull分布函数拟合林分直径分布,最后进行偏度分析、峰度分析、Weibull分布参数分析等,得出结论:林分中直径最小的林木株数数量最多,随着直径的增大,林木株数开始急剧递减,达到一定径阶后,递减速度变慢,并逐渐趋于平缓,呈现出反“丁”型递减的趋势[3]

1.3.2森林群落组成

植物群落组成、结构及物种多样性的垂直分布的研究[4],赵淑清,方精云,宗占江等以长白山北坡为研究对象,根据乔木层样方TWINSPAN分类结果将长白山北坡植物分为4个群落类型。从高海拔到低海拔依次为岳桦林、云冷杉暗针叶林、红松针阔叶树种与云冷杉组成的过渡群落和红松针阔混交林。乔木层优势种重要值的分布清楚地反映了长白山北坡植被垂直带谱的优势成分。4种森林群落类型中树木个体的胸径分布均呈现倒“J”型,说明这些森林类型的天然更新状况良好。植物物种多样性随海拔梯度的垂直变化研究表明:不同生活型植物的物种多样性随海拔梯度的变化而呈现出的变化趋势不同。乔木层和灌木层随海拔升高其物种丰富度呈现下降趋势,而草本层的物种丰富度随海拔梯度的变化格局没有明显规律。乔木层和灌木层植物的α多样性(即Shannon-Wiener指数)随海拔上升而下降,草本层的α多样性随海拔梯度没有明显的变化规律。植物群落各层次的Pielou均匀度指数都没有在海拔梯度上表现出明显的变化规律。乔木层、灌木层和草本层植物的β多样性(即Cody指数)均随着海拔的升高而下降。

树种组成在构成林分基本结构上发挥着重要作用,无论是制定经营目标,还是调整林分结构,都要对树种组成这一因素慎重考虑。不同的树种,有着不同的生物学特性和生态学特性,即便树种相同,林分结构也会在不同的分布、年龄、立地条件因素下表现出较大差异。所以,林分的树种组成及结构特征的研究是林分结构研究的基础内容也是重要组成部分。林分树种组成结构作为林分的结构特征之一,是树种在自然过程中长期相互选择、相互适应的结果[5]。近几年,森林群落树种组成的研究有所增多,其趋势主要表现在群落植物属性中的区系背景分析[6]、科属组成、优势种、物种丰富度和重要值[7]。在研究的森林群落类型上,也涵盖了热带雨林、亚热带常绿阔叶林[7]、针叶林[8]、针阔叶混交林[9],以及人工林[10]等。凤阳山自然保护区地处热带和暖温带交错区,地形多变,植物种类丰富,自然资源尤其植物资源异常优越丰富。据李美琴对凤阳山自然保护区调查,保护区植物种类丰富,含有苔藓植物共66科、170属、368种,其中细鳞苔科的种和属数量最多。蕨类植物共有36科、73 属、203种,其中金星蕨科、鳞毛蕨科、水龙骨科、铁角蕨科、蹄盖蕨科、膜蕨科、卷柏科均含10种以上,总计含7科35属136种。种子植物共计是164科,666属,1333种,13亚种,112变种和6变型[11]

1.3.3群落垂直结构

群落的垂直结构主要指群落分层现象[12]。成层性是植物群落结构的基本特征之一,也是在野外调查植被时首先能观察到的特征[13]。群落的成层性包括地上成层和地下成层。成层现象是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果[14]。组成植物的个体大小和形状决定了植物群落中的多层现象,多层现象是植物群落的基本特点之一,也是群落结构的重要部分。一个植物群落垂直结构配置上,究竟分为几个层次,这是由环境条件和群落的性质决定的,我国学者在这方面进行了研究。张忠义在研究宝曼山栎类天然次生林群落结构中,将4个栎类天然次生林群落分为乔木层、灌木层和草本层3层,乔木层又分为乔木上层和乔木下层两个层次,进行了垂直结构分析。冉潇、邢韶华在研究北京地区松栎混交群落和胡桃楸群落结构[15]时,将群落分为乔木层、灌木层和草本层3层,乔木层只分一层,不分乔木亚层。方精云采用直径级作为划分森林结构的变量,将海南岛尖峰岭山地雨林划分为 4 个层次:小乔木层(DBH≤20cm),中乔木层(20cm<DBH≤50cm),乔木层(50cm<DBH≤80cm),以及高大乔木层(DBH>80cm)。赵淑清在大兴安岭呼中地区白卡鲁山植物群落结构研究中将所研究的植物群落划分为乔木层、灌木层和草本层3层。植物群落分层由环境条件和群落的性质决定,由于我国环境条件复杂,森林类型多样,不同森林带群落层次划分不同,我国学者在这方面研究成果较多,我国寒温带、温带和暖温带森林分层现象明显,亚热带和热带森林分层现象不明显,森林层次较多。植物群落不仅是地面以上的部分有分层现象,地面以下的根系,同样也有分层现象,通常乔木的根系最深,其次是灌木,草本植物次之,苔藓地衣等地面层植物的根系最浅。通过在福建和溪亚热带雨林中植物根系的调查,观察到地下部根系的配置,大乔木大都是浅根性的,最深不过1.5m,灌木、草本植物都依次的有成层现象。

1.3.4物种多样性的垂直变化格局

1.3.4.1物种丰富度随海拔梯度的变化

不同生活型的植物的物种多样性随海拔梯度的变化格局不尽相同。乔木层树种丰富度随海拔增加总体上呈线性下降趋势,但在海拔1300m左右有一个不大的峰值,该高度对应的植被类型为红松针阔混交林与亚高山暗针叶林的过渡带,表明过渡带具有较高的物种多样性。灌木层树种丰富度随海拔增加也基本呈下降趋势,但在亚高山暗针叶林带内出现几个低谷值。暗针叶林植被带以鱼鳞云杉、臭冷杉等针叶树种为主,林内阴冷潮湿,因而灌木和草本相对较少。另外,在海拔1150m处以白桦占优势的群落中,灌木层的物种丰富度较大,这可能与白桦群落内部结构较为稀疏、光线较为充足有关[16]。木本植物物种多样性与海拔高度的负相关关系与郝占庆等对于该地区的研究结果是一致的。这也是普遍存在于不同生态系统中的物种丰富度随海拔梯度的一种变化格局。草本层物种丰富度随海拔梯度没有明显的变化趋势。可能是因为调查时间和取样面积的不同,这一结果与郝占庆等得出的长白山北坡草本层物种丰富度随海拔升高而下降的结论不同。

1.3.4.2α多样性沿海拔梯度的变化

Shannon-Wiener指数与样方中每个物种各个个体的大小有关,而Pielou指数即均匀度指数反映的是样方中每个种的多度的均匀程度。从不同生活型植物物种的α多样性随海拔梯度的变化格局。乔木树种的α多样性随海拔的升高呈下降趋势,Shannon-Wiener指数从红松针阔混交林的最高值1.77下降到暗针叶林的0.23直至高山岳桦林的单一组成种;在海拔1150m处的白桦群落内出现一个低谷;在红松针阔混交林-暗针叶林及暗针叶林-高山岳桦林的过渡带分别出现小的峰值。灌木层植物物种的α多样性(Shannon-Wiener指数)也有随海拔升高而降低的负相关关系,但是变化趋势没有乔木层明显。草本层的α多样性沿海拔梯度没有明显的变化趋势。这种α多样性的变化格局与以往的大多数研究结果一致。

第2章 研究区概况及实验方法

2.1 研究区概况

2.1.1地理位置

凤阳山国家级自然保护区位于龙泉市东南50公里处,地理位置处于东径119°06′-119°15′,北纬27°46′-27°58′之间[16]。保护区处于武夷山系洞宫山脉中段。区内地形复杂,群峰峥嵘,峡谷峻峭,沟谷交错,悬崖峭壁见多。主峰为黄茅尖,海拔1929m ,是江浙第一高峰。基岩为侏罗纪火成岩,区内地质条件良好。保护区管理范围15171.4 hm2 ,其中包括国有山林4245.2 hm2 ,集体山林10926.2 hm 2 ,森林覆盖率为90.8%。

2.1.2气候特征

保护区属于中亚热带温暖湿润气候区,同时受季风影响明显。四季分明,温暖湿润,雨量充沛,基本呈垂直分布,年降水量在2000mm 以上,年平均气温 11.8℃,最冷月1 月平均气温 2.4℃。但该区域气候资源年内和年际变化较大,甚至出现洪涝、严重冰冻、暴雪等气象灾害。区域内地表水系发达,大小河流呈树枝状分布,无外来水流,河流均属瓯江水系。

2.1.3植被类型

由于凤阳山自然保护区处于热带- 暖温带(海洋性)群落交错区,地形复杂,自然条件优越,因而植物资源异常丰富,是浙江省内植物种类最丰富的地区之一。根据现有的资料和标本,保护区有苔藓植物66 科、170属、368 种,种和属数量最多是细鳞苔科, 共有11 属40种,其他优势科依次为灰藓科,蔓藓科,曲尾藓科,锦藓科,丛藓科,青藓科,羽藓科,金发藓科,真藓科。以上10科计79属,204种,占凤阳山苔藓植物属的46.5%,种的55.0%,基本代表了该保护区苔藓植物的主体。据多次考察调查保护区有蕨类植物36科、73 属、203种,其中含10种以上的大科有鳞毛蕨科、水龙骨科、金星蕨科、蹄盖蕨科、铁角蕨科、卷柏科、膜蕨科,共计7科35 属136种,分别占凤阳山蕨类植物科、属、种总数的 19 %、47.3 %、67 %,是区系的基本组成成分,为优势科。种子植物164科,666属,1333种,13亚种,112变种和6变型(共计1464个分类)[17]

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