秦岭山地锐齿槲栎次生林林下植被特征研究

发布时间：2020-08-21 06:49

【摘要】：为了全面了解和掌握秦岭山地锐齿槲栎次生林林下植被的群落类型、物种多样性、生物量的分配以及其影响因子等特征,从而对秦岭山地锐齿槲栎次生林的保育和经营提供理论依据和实践指导。本研究选择位于秦岭西南的通天河国家森林公园、秦岭北坡中段的周至国家级自然保护区和秦岭中段的太白山国家级自然保护区三个典型区域,通过样线踏查和样地法结合,选择锐齿槲栎分布较为集中的区域设置典型样地,获得了30块样地,共计330个样方的数据,在此基础上对林下植被群落进行数量分类排序,分析群落垂直结构不同层次物种的α多样性指数和生物量,以及海拔、林分密度和土壤养分对其的影响等。主要结论如下:(1)采用多元回归树对林下植被进行数量分类,将研究区域锐齿槲栎次生林林下植被分为三种类型:白檀(Symplocos paniculata)+堇菜(Viola arcuata)群落、木姜子(Litsea pungens)+鹅观草(Elymus kamoji)群落和菝葜(Smilax china)+茜草(Rubia cordifolia)群落。样地与环境因子的CCA(典范对应分析)排序结果显示三个群落呈现有规律的分布,海拔高度、全氮含量、有机质含量和全钾含量这4个环境因子对研究区域天然次生林群落林下植被的分布有显著的作用,28个优势种与环境因子的CCA二维排序图显示海拔、坡向、有机质含量以及全钾含量4个环境因子对群落优势种的分布有显著的影响。(2)秦岭山地锐齿槲栎次生林林下灌木层和草本层的物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数变化趋势基本一致,表现为灌木层略高于草本层;Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数相差不大,且波动趋势较为平缓。林下植被的物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数以及草本层Pielou均匀度指数沿海拔高度的变化趋势基本一致,为单峰模型,呈现出先上升后下降的趋势,在1600m-1700 m达到峰值,灌木层的Pielou均匀度指数与海拔高度之间关系不显著;灌木层和草本层的α多样性指数与林分密度的关系基本一致,除Pielou均匀度指数变化不明显外,物种丰富度、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数均随着林分密度的增加呈下降趋势;林下植被灌木层的物种多样性指数和土壤养分之间的相关性主要体现在全钾含量和物种丰富度以及Shannon-Wiener多样性指数之间,而林下草本层的物种多样性指数与土壤养分间并没有显著的相关性。(3)秦岭山地锐齿槲栎次生林林下灌木层的生物量远高于草本层,其在林下植被总生物量中所占的比例达到74.825%,是草本层生物量的三倍左右,灌木层的生物量在各器官中的分布规律是枝根叶,而草本层则是地下部分的生物量高于地上部分。(4)海拔对林下灌木层生物量的影响呈现单峰模型,海拔1700 m以下,生物量随着海拔的升高逐渐增大,在1700 m达到最大值后逐渐减小,而草本层的生物量则随着海拔的升高不断减小;随着林分密度的增大,林下灌木层的生物量逐渐减小,草本层的生物量和林分密度没有明显关系;林下植被生物量与土壤养分的关系表现为林下草本层的生物量与土壤全钾含量呈显著正相关,除此之外,其余的土壤养分与林下植被生物量之间没有显著相关性。灌木层的生物量与物种丰富度以及Shannon-Wiener多样性指数显著正相关,与Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数没有相关性;草本层的生物量与4个物种多样性指数均没有相关性。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S718.5
【图文】：

物种分布,多元回归,样地,分类结果

图 3-1 30 个样地的多元回归树分类结果Fig.3-1 The result of the multivariate regression treesclassification of 30 sample sitesn=每个群落包含的样地数；Slop：坡度，Slope；Alti：海拔，Altitude3.2 群落分布与环境因子的关系调查区域 30 个样地的 CCA 排序结果如图 3-2 所示，图中的每一个箭头代表不同的环境因子，箭头与两个排序轴夹角的大小表示该环境因子与排序轴的相关程度，箭头的长短体现了该环境因子对群落分布格局影响的大小。排序结果显示7个环境因子的解释量为25.24%，前4个轴的特征根分别为0.4143、0.3809、0.35110.3313，表明 7 个环境因子对林下植被群落的物种分布有一定程度的影响。综合图 3-2 和表 3-2，可以看出与第一排序轴呈显著正相关的是海拔和有机质含量，相关系数分别为 0.85916 和 0.16138；与第一轴排序负相关的是全钾含量和全氮含量，相关系数分别为 0.86698 和 0.54984，由此可见第一轴主要体现了植物群落分布规律在海拔和全钾含量上的变化，即沿排序轴第一轴从左到右海拔越来越

样方,全钾,坡位,全氮含量

15图 3-2 30 个样方的典范对应分析二维排序图Fig.3-2 Two-dimensional CCA ordination diagram of 30 sample sites1-30 代表样方编号；Alti：海拔，Altitude；Aspe：坡向，Aspect；Slpo：坡位，Slope position；Slop：坡度，slope；TN：全氮含量，Total nitrogen content；OM：有机质含量，Organic mattercontent；TK：全钾含量，Total potassium content；下同。

林下植被,优势种,菝葜

图 3-3 林下植被优势种的 CCA 二维排序图Fig.3-3 Two-dimensional CCA ordination diagram of dominant species1:菝葜Smilax china; 2:白檀Symplocos paniculata; 3:穿龙薯蓣Dioscorea nipponica; 4:多花木蓝Indigofera amblyantha; 5:鹅观草 Roegneria kamoji; 6:过路黄 Lysimachia christinae; 7:桦叶荚劸Viburnum betulifolium; 8:蝴蝶戏珠花 Viburnum plicatum var. tomentosum; 9:灰h子 Cotoneasteracutifolius; 10:堇菜 Viola verecunda; 11:苦糖果 Lonicera fragrantissima subsp. Standishii;12:宽叶薹草 Carex siderosticta; 13:蜜蜂花 Melissa axillaris; 14:木姜子 Litsea pungens; 15:牛尾菜Smilax riparia; 16:麻叶绣线菊Spiraea cantoniensis; 17:鞘柄菝葜Smilax stans; 18:茜草Rubiacordifolia; 19:豫陕鳞毛蕨 Dryopteris pulcherrima；20:双蝴蝶 Tripterospermum chinense;21:托柄菝葜 Smilax discotis; 22:卫矛 Euonymus alatus; 23:喜阴悬钩子 Rubus mesogaeus; 24:细叶薹草 Carex duriuscula subsp. Stenophylloides; 25:绣线菊 Spiraea salicifolia; 26:野蔷薇 Rosamultiflora; 27:山莓 Rubus corchorifolius；28:淫羊藿:Epimedium brevicornu.通过对秦岭山地锐齿槲栎次生林林下植被群落 28 个优势种与环境因子结合

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