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湛江特呈岛红海兰混交群落种内种间竞争的研究



全 文 :西北林学院学报 2015,30(3):66~69
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2015.03.12
湛江特呈岛红海兰混交群落种内种间竞争的研究
 收稿日期:2014-08-12 修回日期:2014-11-27
 基金项目:广东省自然科学基金(S2013020012779);广东省海洋与渔业局项目(A201308E01)。
 作者简介:黄月琼,女,硕士,副教授,研究方向:森林经理及红树林生态。E-mail:18833538@qq.com
黄月琼1,江加辉1,刘素青1,邓 文2,黄巧绵1
(1.广东海洋大学 农学院,广东 湛江524088;2.广东海洋大学 寸金学院,广东 湛江524088)
摘 要:利用 Hegyi提出的单木竞争指数模型分析湛江市特呈岛红海兰混交群落种内和种间竞争
指数。结果表明,红海兰种内种间竞争指数随着林木径级增大而减少;径级在3.0~3.9cm时受到
的竞争强度最大;种内竞争远大于种间竞争;种间竞争强度的顺序为海榄雌>木榄>秋茄树;红海
兰种内、种间和林分竞争强度服从幂函数关系。
关键词:特呈岛;红树林;红海兰;种内竞争;种间竞争;竞争指数
中图分类号:S718.54   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2015)03-0066-04
Intraspecific and Interspecific Competition of Rhizophora stylosa
in Techeng Isle of Zhanjiang
HUANG Yue-qiong1,JIANG Jia-hui 1,LIU Su-qing1,DENG Wen2,HUANG Qiao-mian1
(1.Agriculture College,Guangdong Ocean University,Zhanjiang,Guangdong524088,China;
2.Cunjin College,Guangdong Ocean University,Zhanjiang,Guangdong524088,China)
Abstract:Using intraspecific and interspecific competition of Rhizophora stylosa occurring in Techeng Isle
of Zhanjiang were analyzed by using Hegyi's competition index model for individual tree.The results
showed that intraspecific and interspecific competition index of R.stylosareduced with the increase in di-
ameter scale of the trees.The competitive intensity reached the maximum when the diameter class was be-
tween 3.0cm and 3.9cm.The intraspecific competition was much larger than interspecific competition.
The order of interspecific competition was listed as:Avicennia marina>Bruguiera gymnorrhiza>Kande-
lia candel.The intraspecific and interspecific,as wel as forest stand competitive intensities of R.stylosa
matched the power function CI=ADB.
Key words:Techeng Isle;mangrove;Rhizophora stylosa;intraspecific competition;interspecific competi-
tion;competition index
  林木间的竞争是影响林木生长发育和塑造林分
结构的重要因素,也是植物生态学和森林培育学研
究的热点问题,主要表现在相邻的林木之间对所生
存的空间和环境资源的争夺,是林木种内种间关系
的主要表现形式之一[1],国内外关于林木间的竞争
已有不少的研究,主要集中在野外珍稀植物及天然
针阔叶混交林的种内和种间研究[2-8]。目前,关于红
树林种内和种间竞争的相关研究鲜有报道,仅见廖
宝文[9]对外来树种无瓣海桑(Sonneratia apetala)
的研究。本研究利用 Hegyi单木竞争模型,以红海
兰(Rhizophora stylosa)群落为研究对象,分析红海
兰混交林种内种间的竞争指数,探讨红树林群落的
生长结构规律,为红树林群落生长趋势及自然演替
规律提供科学依据。
1 研究地概况
湛江市特呈岛位于广东省湛江市湛江港附近海
域(110°25′E,21°09′N),海岸线长7.4km,红树林
面积约50.7km2[10],为北热带海洋性季风气候,年
平均气温 22.3℃,平均气温最低 8.4℃,最高
28.9℃,年均降雨量在1 800~2 000mm之间,年日
照时数约2 100h,气候温和,适宜热带亚热带植物
的生长[11]。特呈岛的红树林主要以红海兰(R.
stylosa)纯林和红海兰、海榄雌(Avicennia marina,
别名:白骨壤)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、秋
茄树(Kandelia candel)等组成混交群落。本研究
主要调查区选取红海兰为优势木的混交群落。
2 材料与方法
2.1 野外调查与数据采集
在所选取的红海兰混交群落内随机选择胸径>
2cm的红海兰作为对象木,测量其0.6m处的地径
(由于红海兰树干基部生有大量的支柱根,故选择
0.6m处的直径作为直径的统一测量标准)、冠幅、
树高等测树因子;根据群落内树种的遮荫状况和冠
幅大小[12-14],确定以对象木为圆心,4m为半径作调
查样圆,将样圆内的所有树木定义为竞争木,测量竞
争木0.6m处的地径、种名以及与相应对象木之间
的距离。共调查红海兰对象木36株,每个对象木调
查一个半径为4m的样圆,面积为50.24m2,总样
方面积为1 808.64m2。
2.2 数据分析
国内外许多学者对单木竞争指数模型提出不同
的模型[15],其中 Hegyi提出的单木竞争指数模型来
计算竞争指数的大小得到了广泛应用,本研究采用
该指数模型,计算红海榄种内和种间单木竞争指数,
其表达式为:
CIi=∑

j=1
DjD-1i L-1ij (1)
式中:CIi为对象木i的竞争指数;Dj 为竞争木j的
胸径;Di为对象木i胸径;Lij为对象木i与对象木j
之间的距离;n为竞争木的株数。当对象木与竞争
木为同一树种时,CI表示种内竞争指数;当对象木
与竞争木为不同树种时,CI表示种间竞争指数。CI
值越大,表示树种之间的竞争越激烈。
计算每棵对象木的竞争指数,然后,分别将所有
对象木的种内和种间竞争指数累加并平均,即得出
红海兰种内及种间的平均竞争指数。
3 结果与分析
3.1 对象木与竞争木基本特征
调查林分平均郁闭度达0.8,调查对象木红海
兰共36株,平均地径为5.89cm,最小地径为3.3
cm,最大地径为9.1cm,高度在4.7~6.8m之间,
平均高5.2m,枝下高为1.4~2.6m,平均枝下高
为1.8m,冠幅在1.7~3.2m左右,平均冠幅为2.3
m;共调查竞争木309株,最大地径为11.9cm(海榄
雌),种类只有海榄雌、木榄和少许秋茄树。
在所调查的36株红海兰对象木中,径级在
5.0~6.9cm的最多,占调查总数的63.9%,基本服
从正态分布(表1)。
3.2 红海兰种内和种间竞争分析
红海兰生长主要竞争来自于种内竞争,占所有
调查竞争木的83.94%,竞争强度达到25.208(表
2)。这是由于调查样地主要是以红海兰为优势木的
群落,红海兰各龄级的林木发育完好,因此,主要发
生种内竞争,竞争程度激烈。红海兰伴生树种和数
量都比较少,伴生树种只有海榄雌、木榄和秋茄树,
海榄雌数量相对较多,相比于其他树种,秋茄树只是
零星分布,在资源争夺中完全处于劣势,可忽略其竞
争强度。
表1 对象木的地径分布
Table 1 Diameter distribution of objective tree
径级/cm  3.0~3.9  4.0~4.9  5.0~5.9  6.0~6.9  7.0~7.9  8.0~9.9  9.0~9.9 合计
株数/株 2  5  14  9  4  1  1  36
百分比/% 5.56  13.89  38.89  25.00  11.11  2.8  2.8  100
表2 竞争木的种类及其竞争指数
Table 2 Species composition and competition index
of competitive trees
种类
株数
/株
百分比
/%
群体竞争
指数
个体竞争
指数
红海兰(R.stylosa) 215  69.57  25.208  0.117
海榄雌(A.marina) 57  18.44  4.004  0.070
木榄(B.gymnorrhiza) 37  11.97  0.818  0.022
3.2.1 种内竞争 红海兰种内竞争强度最大的是
径级3.0~3.9cm,平均竞争强度为1.046,竞争强
度最小的径级9.0~9.9cm,平均竞争强度为0.491
(表3)。随着红海兰年龄的增长,其受到的种内竞
争强度就逐渐变小,这符合林木生长的自然规律。
红海兰在幼龄生长发育期,由于对养分、阳光、水分
等生长环境条件的需求一致,且数量多,因此,种内
竞争强烈。随着红海兰个体年龄的增大,其与周边
竞争木的竞争能力逐渐增强,当竞争强度增强到一
定程度,就与周围竞争木各自占据合适的生态位,各
自和谐相处,因而个体(种)之间的竞争强度减弱。
76第3期 黄月琼 等:湛江特呈岛红海兰混交群落种内种间竞争的研究
表3 红海兰种内竞争指数
Table 3 Intraspecific competition index of R.stylosa
对象木径级/cm 竞争指数 标准差 样本数
3.0~3.9  1.046  0.152  2
4.0~4.9  0.833  0.133  5
5.0~5.9  0.768  0.116  14
6.0~6.9  0.573  0.090  9
7.0~7.9  0.512  0.103  4
8.0-8.9  0.502  0.000  1
9.0-9.9  0.491  0.000  1
3.2.2 种间竞争 红海兰在生长过程中,除了主要
受种内竞争影响外,还同时与周围伴生树种发生
生存资源争夺,海榄雌和木榄是其主要的种间竞争
木。由于海榄雌和木榄的数量和地径都各有区别,
因此竞争强度也有所区别。
红海兰的种间竞争指数为4.822,占总竞争程
度的16.06%,可见红海兰种间竞争压力不大。这
与调查林分主要是以红海兰为优势木的群落组成有
关。种 间 竞 争 中,海 榄 雌 占 83.04%,木 榄 占
16.96%(表2),海榄雌对红海兰的竞争压力大于木
榄。红海兰受海榄雌和木榄种间竞争主要在3.0~
5.9径级,然后随着树龄的增大,受到的种间竞争就
越小(表4)。
表4 红海兰种间竞争指数
Table 4 Interspecific competition index of R.stylosa
对象木径级/cm  3.0~3.9  4.0~4.9  5.0~5.9  6.0~6.9  7.0~7.9  8.0~9.9
平均竞争强度(竞争木为海榄雌) 0.192  0.136  0.120  0.072  0.056  0.044
平均竞争强度(竞争木为木榄) 0.078  0.060  0.035  0.020  0.015  0.001
3.3 预测红海兰个体地径与竞争指数的关系
通过多种模型拟合,发现幂函数的相关指数较
大,因此,对象木地径与竞争指数服从幂函数关系:
CI=ADB (2)
式中:CI为竞争指数,D为对象木地径,A,B分别是
模型参数。不同竞争木的竞争指数分别与对象木地
径进行回归拟合得到不同竞争类型的回归模型,结
果均达到极显著水平(表5),模型的幂值均为负值,
表明对象木的个体越大,受竞争木的竞争作用就越
弱,即红海兰种内种间竞争指数随对象木个体的增
大而降低。
表5 竞争指数与对象木的地径模型参数
Table 5 Model parameters of competition index and DBH of target tree
竞争类型 模型 A  B  R2
红海兰与林分 CI=5.010 D-1.036  5.010 -1.036  0.887
红海兰种内 CI=3.163 D-0.871  3.163 -0.871  0.855
红海兰种间 CI=4.232 D-2.011  4.232 -2.011  0.875
注:CI为竞争指数,D为对象木地径,A,B分别是模型参数。相关系数(R2)均达极显著水平(p<0.01)
4 结论与讨论
林木间的竞争是普遍存在的自然现象,要准确
地反映出林木个体和群体间的竞争关系,可通过研
究个体与林分中植物间的竞争关系来体现[1]。且林
木的竞争能力受多种因素影响,其中胸径是最主要
的影响因子[2]。本研究利用 Hegyi的单木竞争指
数模型来分析湛江特呈岛红海兰混交群落种内及种
间竞争关系,红海兰种内种间竞争随着地径的增大
而逐渐减小,红海兰主要受到的竞争压力来自于种
内竞争,占总竞争的83.94%,种间竞争主要来自于
海榄雌和木榄两伴生树种,海榄雌对红海兰种间竞
争的压力大于木榄,红海兰个体大小与竞争指数关
系服从幂函数关系。植物为争夺生存空间,势必与
周围竞争木发生剧烈竞争,在幼期个体处于种群的
弱势,所受到的竞争强度大,随着个体年龄的增长,
其竞争能力随之增强,各自占据合适的生态位,因而
个体(种)之间的竞争减弱[12]。红海兰树冠具有较
好的分形特征,枝条向不同方向充分伸展,占据与利
用空间的能力较强,有利于红海兰充分获取其生长
过程中所需要的营养资源,使植株更好地生长,并在
群落中占据优势地位[16],红海兰个体因有相似的生
态习性,且数量多,相互间的种内竞争强度较大,而
其他伴生树种海榄雌和木榄由于数量少,且相距较
远,因而,竞争强度相对较小。另外,种间的竞争能
力除了决定于种的生态习性和生态位,还与群落的
演替有关。一般而言,在红树林的自然生态演替初
期,先锋树种在群落中的竞争能力较大,随着群落的
进展演替,先锋树种逐渐退出,其竞争能力就会减
小[17]。在本调查林分群落中,海榄雌种群是特呈岛
生长最好的古树林群落,在红树林的生态进展演替
中,海榄雌属于先锋树种,主要生长在低潮带,但该
群落为成熟林,繁殖缓慢,正趋向自然衰老,幼龄树
少,被红海兰逐渐取代,且其与红海兰只是稀疏混
交,而红海兰正处于生长旺盛期,种间竞争强度小于
红海兰的种内竞争。且红海兰支柱根系发达,从而
86 西北林学院学报 30卷 
能更好地发挥其防风消浪、护岸固堤及保淤造陆等
生态功能。因此,在特呈岛海岸的红树林生态系统
恢复中,扩大红海兰在中高潮带的造林面积,改善中
高潮带裸滩的造林环境,加强红树林防风固岸、促淤
造陆的功能,对保护海湾河口地区的生态平衡起着
十分重要的作用。
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