祁連山北坡自然恢復(fù)林地物種多樣性及關(guān)聯(lián)性研究.pdf

1、祁連山地處青藏高原、內(nèi)蒙古高原和黃土高原的過(guò)渡區(qū)，這里森林資源較為豐富，主要森林類型是寒溫性針葉林。20世紀(jì)50年代以來(lái)，在人類采伐和放牧干擾下，祁連山北坡山地森林生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)了嚴(yán)重退化，植被群落結(jié)構(gòu)漸趨簡(jiǎn)單、生態(tài)功能已經(jīng)衰退。上世紀(jì)八十年代末，開(kāi)始對(duì)喬木林區(qū)施行了封育禁伐措施。在經(jīng)歷大規(guī)模采伐、人工更新及實(shí)施封育，祁連山北坡森林植被處于大規(guī)模的恢復(fù)之中，顯示出良好的恢復(fù)態(tài)勢(shì)。在全球氣候變化的背景下，該區(qū)森林植被的快速恢復(fù)過(guò)程將成為研究

2、退化森林生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)演替動(dòng)態(tài)的一個(gè)典型案例區(qū)，也必將為其它區(qū)域的植被恢復(fù)與重建提供可靠的參考價(jià)值。然而，該區(qū)的植被是如何恢復(fù)的？在植被恢復(fù)演替過(guò)程中物種組成、多樣性和種間關(guān)系是如何變化的？只有清楚地了解了這些問(wèn)題，才能有助于深入理解受干擾林地的生態(tài)演替過(guò)程和成因，從而為進(jìn)一步保護(hù)及恢復(fù)該區(qū)的森林植被提供切實(shí)可行的理論依據(jù)。鑒于此，本文以祁連山東段北坡自然恢復(fù)形成的次生林為研究對(duì)象，采用野外調(diào)查、空間代替時(shí)間和生態(tài)數(shù)量分析模型相結(jié)合的

3、研究方法，分析了該區(qū)自然恢復(fù)林地不同演替階段群落的物種組成、多樣性和種間關(guān)聯(lián)性變化過(guò)程。結(jié)果表明：
　?。?）群落調(diào)查共發(fā)現(xiàn)111種物種，分屬于39科86屬，其中功能群以菊科為主，同時(shí)薔薇科、豆科、禾本科等溫帶屬的出現(xiàn)在該地區(qū)植物區(qū)系和植被組成中占主導(dǎo)地位，但這些科主要集中在灌草層。隨著群落演替，一二年生草本和多年生雜類草的物種豐富度處于波動(dòng)狀態(tài)，灌木、喬木種類持續(xù)增加，群落的層次結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，群落生活型趨于多樣化。
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4、2）群落演替過(guò)程中，陽(yáng)生性速生樹種白樺和山楊的生長(zhǎng)壯大逐漸改變了群落的環(huán)境（尤其是光照）條件，促使群落不同結(jié)構(gòu)層的物種成員發(fā)生了更替現(xiàn)象。粗根老鸛草等一二年旱生草本植物逐漸被珠芽蓼、披針苔草等多年生喜濕草本植物取代。濕生性的甘肅忍冬和小葉薔薇逐漸成為演替后期灌木層的優(yōu)勢(shì)物種。同時(shí)，這些陽(yáng)性的速生樹種也逐漸被陰性的青海云杉所取代，成為適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻膯棠緦觾?yōu)勢(shì)種群。
　　（3）該區(qū)群落植物多樣性在空間上的變化順序?yàn)?草本層>灌木層>喬

5、木層，喬木層的種數(shù)相對(duì)單一，物種豐富度與多樣性遠(yuǎn)低于灌木、草本層。草本層和灌木層物種豐富度和Gleason指數(shù)在演替中期的白樺純林（Ⅴ）階段最高，Simpson指數(shù)和Shannon-wiener在針闊混交林階段（Ⅵ）達(dá)到最高，均勻度指數(shù)在白樺純林（Ⅴ）階段最高，生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則在青海云杉林（Ⅶ）階段最高。總體來(lái)看，該區(qū)物種多樣性變化趨勢(shì)與中期物種豐富度假說(shuō)基本一致。
　?。?）Sorensen系數(shù)表明，粗根老鸛草群落（Ⅰ）與山楊白

6、樺林（Ⅳ）階段之間的相似性系數(shù)最低，白樺純林（Ⅴ）和針闊混交林（Ⅵ）階段之間的相似性系數(shù)最高。Cody指數(shù)表明，群落間的物種替代速率隨演替進(jìn)展呈先增大后減小的趨勢(shì)，演替前期群落間物種替代速率比較快，演替后期群落間的物種替代速率變慢。Whittacker指數(shù)隨著演替的進(jìn)展基本呈不斷減少的趨勢(shì)，在粗根老鸛草群落（Ⅰ）最高，白樺純林（Ⅴ）階段最低。
　?。?）灌木植物間的正負(fù)聯(lián)結(jié)比除山楊白樺混交林（Ⅳ）>1外，其它群落都小于1。隨著群落

7、的演替，灌木層絕大多數(shù)種對(duì)間的關(guān)系逐漸由關(guān)聯(lián)不顯著-顯著或極顯著關(guān)聯(lián)-無(wú)關(guān)聯(lián)或關(guān)聯(lián)不顯著的方向轉(zhuǎn)變。灌木層多物種總體關(guān)聯(lián)性由恢復(fù)初期灌叢群落的負(fù)關(guān)聯(lián)-陽(yáng)生性闊葉純林的負(fù)關(guān)聯(lián)-陽(yáng)生性闊葉混交林的正關(guān)聯(lián)-針闊葉混交林的負(fù)關(guān)聯(lián)-中生性針葉林的正關(guān)聯(lián)變化。
　?。?）草本植物間的正負(fù)聯(lián)結(jié)比除粗根老鸛草群落（Ⅰ）和白樺純林（Ⅴ）>1外，其它群落階段都小于1。草本層多物種總體關(guān)聯(lián)性由粗根老鸛草群落的不顯著正關(guān)聯(lián)-銀露梅灌叢群落的輕微負(fù)關(guān)聯(lián)-陽(yáng)