全 文 :第 31卷 第 1期
2003年 2月
贵州 林 业科 技
Guizh ou Forest ry Science and Technology Vo l. 31, No. 1Feb. , 2003
贵州中部喀斯特小生境月月青植物种群
生态学特征的调查与分析
徐 军
(罗甸县林业局 , 罗甸 550100)
摘要: 本文对位于贵州高原中部亚热带湿润气候碳酸盐类岩石发育的土壤上月月青植物种群
大小、 分布格局、 多样性指数及径级和树高结构范围共计 13个样地、 130个样方进行了调查与测
定 , 得出的结论是: 该植物种群的生长包括种群的侵入、 增长、 稳定与衰退四个阶段 , 并且处于
不同生长阶段的月月青分布格局指数 , 物种多样性指数和种群大小的变化都与密度效应息息相
关。
关键词: 喀斯特 ; 月月青植物 ; 生态学特征
中图分类号: S718. 54 文献标识码: B
我国是世界上 karst面积分布最大的国家 ,贵州省又是我国主要的喀斯特分布区之一。贵
州省 karst森林所具备的独特的自然地理环境以及其丰富的生物资源及群落学特征 , 在国家
八五重点科技 (攻关 )专题学术论著内已对 karst森林生态的应用基础 , 喀斯特地区人工造林
和植被退化恢复技术 ,喀斯特森林生态自然恢复进行了研究 [1 ]。本文旨在通过对月月青种群在
不同生长阶段的发展状况的调查与研究 , 了解月月青这个在 karst地区广泛分布的树种的生
态学特性 , 从理论与实践上为 karst地区的植被恢复及绿化提供依据与参考。
1 研究地点及概况
本研究工作在乌江中游、安顺地区和贵阳花溪区的 karst地段上进行。此范围属于贵州高
原中部 , 海拔 1000— 1400m , 该区域主要分布着碳酸盐岩石 , 成土母岩以形成于寒武纪、 石
炭纪、 二叠纪和三叠纪之间的白云岩为主 , 伴有少量寒武纪、 二叠纪、 三叠纪形成的白云质
灰岩、 灰质灰岩和燧石灰岩 , 本地区属于亚热带湿润气候 ,年降雨量 1000~ 1300mm, 年均温
为 4~ 15℃ , 无霜期 270~ 280天 , 气候特点是冬无严寒 , 夏无酷署 , 雨量充沛 , 在此条件上
发育的土壤主要是黑色石灰土和黄色石灰土 [ 2]。
2 研究方法及内容
收稿日期: 2002- 11- 19
作者简介: 徐 军 ( 1978) , 男 , 贵州思南人 , 助理工程师 , 1998年毕业于贵州大学林学系 , 现从事造林生态研究工
作。
注: 贵州大学林学系谢双喜老师对本稿予审阅 , 谨致谢意!
本研究采用常规的群落学研究方法 , 设置 20× 40m2的样地 13个 , 在每个样地内设置 10
× 8m2的 10个小样方共计 130个。对样地内每个个体进行每木检尺 , 测定胸径 (灌木层则测
定地径 ) , 树高、 枝下高、 株数等因子。内业统计分析月月青的径级 , 高度分布范围及种群大
小 , 以此为基础分析出该树种种群的生长阶段共分出种群侵入 , 种群增长与稳定 , 种群衰退
四个动态阶段 , 在这基础上分析各阶段的物种多样性指数、 分布格局指数、 利用分散度 /平均
个体比值法即 S2 /m判定月月青种群的分布格局类型 , 分布格局指数采用如下公式求得:
S
2
=
∑ (x- m) 2
N— 1 [3]
式中 S2为分布格局指数 , x为每个样方的个体数 , m为各样地中月月青的平均个体数 , N
为该样地中设置样方数 [本文中为 10 ]。当 S2 /m〉 1, 则分布格局类型为集群分布 ; S2 /m= 1
为随机分布 ; S2 /m 〈1为均匀分布。
物种多样性指数采用如下公式计算:
D= 3. 3219 ( LgN— 1N∑
S
i= 1
Ni lgNi ) [4 ]
式中 N为个体总数 ; Ni为各物种个体数 ; D为物种多样性指数 , S为群落单位面积上乔
木层或灌木层树种种数。
3 研究结果与讨论
根据野外实测数据及内业统计汇总 , 得出月月青种群生态学特征见表 1。
表 1 贵州 karst小生境月月青种群生态特征表
生长
阶段
样
地
号
个体
株数
(株 )
径级分布
范 围
( cm)
树高分布
范 围
( m)
多样性
指 数
分 布
格 局
指 数
分 布
类 型
6 93 1 1 3. 9875 11. 53 集群
侵 8 64 1 1 6. 6988 7. 9 集群
入 1 35 1 1 2. 7080 4. 27 集群
2 64 1 1 6. 7012 8. 4 集群
增 3 2888 1~ 5 1~ 5 3. 6201 12. 6 集群
长 4 6040 1~ 5 1~ 6 4. 8432 21. 3 集群
5 1648 1~ 12 1~ 7 4. 2199 3. 8 集群
稳 12 1150 1~ 15 1~ 8 2. 4888 14. 26 集群
定 7 181 1~ 14 1~ 10 4. 0771 4. 20 集群
阶 9 825 1~ 8 1~ 13 3. 9971 5. 00 集群
衰 10 51 1~ 3 1~ 3 3. 7906 3. 7906 集群
退 11 123 1~ 8 1~ 8 4. 1527 4. 1527 集群
13 54 1~ 9 1~ 9 5. 1027 5. 10274 集群
随机对增长阶段样地 3、 4、 5进行抽样调查月月青树种丛 (株 ) 距数据见表 2。
根据野外调查材料结合表 1数据分析可知 , 月月青种群和其它种群一样存在种群的侵入
阶段、 增长阶段、 稳定阶段和种群的衰退阶段这 4个阶段。 这是由月月青的特有生物生态学
391期 徐 军: 贵州中部喀斯特小生境月月青植物种群生态学特征的调查与分析
特性即对 karst小生境有很强的适应性 , 其种子具有宿存萼片的特点决定了其可借助风作散
布动力 , 因而分布面广 ; 同时月月青的种子一经形成幼苗就通过地下的根繁殖形成丛状 , 还
可通过根蘖繁殖生长 , 这决定了该树种营养繁殖能力强 , 与环境协同进化以及与其它植物相
互作用的结果。
表 2 贵州 ka rst小生境月月青增长阶段植株距离
样 地 地 点
样
地
号
丛 (株 ) 距离 (米 )
最大距离 最小距离 平均距离
花溪梧桐大道 3 6. 2 1. 4 3. 1
甘 荫 塘 4 3. 9 0. 6 2. 0
花 溪 水 库 5 5. 8 0. 9 2. 8
根据野外调查材料结合表 1数据分析可知 , 月月青种群和其它种群一样存在种群的侵入
阶段、 增长阶段、 稳定阶段和种群的衰退阶段这 4个阶段。 这是由月月青的特有生物生态学
特性即对 karst小生境有很强的适应性 , 其种子具有宿存萼片的特点决定了其可借助风作散
布动力 , 因而分布面广 ; 同时月月青的种子一经形成幼苗就通过地下的根繁殖形成丛状 , 还
可通过根蘖繁殖生长 , 这决定了该树种营养繁殖能力强 , 与环境协同进化以及与其它植物相
互作用的结果。
在侵入阶段 , 由于该种群在新的生境刚定居下来 , 幼小个体数量多、 密度较大、 径级小、
树高分布范围低 , 通过种间对资源的竞争与对环境的适应 , 一旦种群扩大到成为优势种则侵
入成功进入下一阶段增长阶段。 在增长阶段种群个体数目迅猛增加 (由 93株增至 6040株 )、
径级分布和树高分布也迅猛扩展 (由 1cm增至 1~ 12cm、 1~ 7cm ) , 这一阶段由于对光、 热、
水分等资源和营养空间的需求的增大 , 导致了月月青种与其它种之间、 月月青种内之间的剧
烈竞争 , 导致部分月月青死亡而被淘汰 , 使得种群稀疏、 密度降低 , 从表上可看出同一阶段
3个样地个体数并不一致 ( 2888株、 1642株、 6040株 ) , 这是自然竞争的结果。 接着就进入
物种与环境、 与种间和种内相对稳定的种群稳定阶段 , 在这阶段种群、 群落及生态系统的大
小和结构处于相对平衡的状态。 随着时间的变化 , 原有种群个体大多数逐步出现老化 , 死亡
率大于出生率、 种群数量减少 (由 1150株减至 123株 ) , 密度剧减 , 对营养空间的占有范围
也逐渐变窄 (由径级 1~ 15cm、 树高 1~ 13m减至径级 1~ 9cm、 树高 1~ 9m) , 该树种开始进
入衰退阶段。
月月青种群通过密度增减的自然调节作用 , 经历了侵入→增长→稳定→衰退四个生长阶
段 , 在各个阶段 , 其种群分布都不均匀 , 常成群、 成簇、 成块或成斑点地密集分布 , 从表 1的
数据反映出来就是分布格局的指数 ( S2 /m) , 远远大于 1, 均呈集群分布 (其范围是 3. 7906~
21. 3之间 )。
由于种群要受不同坡度、 坡位、 海拔高度、 气候、 土壤等小生境因素的影响 , 环境越复
杂 , 物种丰富度越大 , 则其多样性指数就越高 , 月月青在该生境中的多样性指数范围在
2. 4888— 6. 7012之间 , 其变化波动之大 , 正是由于各种因素综合影响的结果。
从随机抽样调查表 2的数据可知: 3→ 4→ 5样地这个增长过程的月月青丛间距离大小变
化: 最大距离对应为 6. 2m- 3. 9m- 5. 8m, 最小距离对应为 1. 4m- 0. 6m- (下转第 44页 )
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4 结论
马尾松人工林木材密度、顺压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量等主要物理力学性能指标 ,
与天然林木材相近 ,并没有因为速生而有明显的降低。在马尾松人工林木材的利用过程中 ,仍
可参照天然林木材的用途和加工工艺进行利用。
马尾松人工林木材密度、 干缩性能、 顺压强度、 抗弯强度和抗弯弹性模量等主要物理力
学等能指标在幼龄材和成熟材之间存在显著差异 , 因此在实际应用过程中要注意区分幼龄材
和成熟材。
参 考 文 献
1. 周政贤等 . 中国马尾松林 , 贵州农学院丛刊 , 1989, No. 12~ 13: 145~ 169.
2. 成俊卿主编 . 木材学 , 中国林业出版社 , 1985.
3. 骆秀琴等 . 天然林和人工林马尾松幼龄材与成熟材力学性质的差异 ,世界林业研究 ,国家八五科技攻
关短周期工业用材材性研究论文集 , 1995, Vol. 8: 181~ 188.
4. 尹思慈编著 . 木材品质和缺陷 , 中国林业出版社 , 1990.
5. 李坚等编著 . 生物木材学 , 哈尔滨 , 东北林业大学出版社 , 1993.
6. 王世绩等 . 不同供水条件对Ⅰ — 69杨树材质的影响 , 林业科学研究 , 1991, 4 ( 1): 101~ 105.
(上接第 40页 )
0. 9m ,平均距离对应为 3. 1m- 2m- 2. 8m。这三组数据表现为由大到小又由小到大的趋势 ,说
明了在这个增长过程中最初距离大 , 则光、 热、 水等营养空间都很充足 , 随着根蘖出许多幼
小的个体占据了足够的营养空间使其丛间距离缩小 , 随着幼小个体的增长各方面都表现出紧
缺 , 此时优胜劣汰则种间表现出强烈的竞争 , 导致劣势者被淘汰而使种群稀疏 , 也即当丛间
最大距离为 5. 8m ,最小距离为 0. 9m ,平均距离为 2. 8m时种群达到稳定状态。数据还表明种
群达到稳定状态时丛 (株 ) 间距离不是最大 , 也不是最小距离而是处于中间状态。
参 考 文 献
1. 周政贤 . 茂兰喀斯特森林科学考察集 , 贵州人民出版社 , 1986: 1~ 2.
2. 刘济明 . 黔中喀斯特植被土壤种子库初步研究喀斯特森林生态研究 [Ⅱ ] ,贵州科技出版社 , 1996: 128
~ 129.
3. G. W考克斯 [美 ] . 蒋有渚译 , 普通生态学实验手册 , 北京科学出版社 , 1979: 72~ 75.
4. 赵志模等 . 生态学引论 , 科学技术文献出版社重庆分社 , 1984: 201~ 206.
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