蒙古栎次生林群落结构及优势种群点格局分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.005

植物研究 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (6): 830-838.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.005

蒙古栎次生林群落结构及优势种群点格局分析

李想¹, 刘万生¹, 周玮², 陈福元³, 穆立蔷¹()

^1.东北林业大学林学院，哈尔滨 150040
^2.威海职业学院，威海 264200
^3.黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区服务中心，嫩江 161499

收稿日期:2020-03-07 出版日期:2020-11-20 发布日期:2020-11-04
通讯作者: 穆立蔷 E-mail:mlq0417@163.com
作者简介:李想(1995—)，女，硕士研究生，主要从事资源植物保护与利用的研究。
基金资助:
中央站保护区生态监测样地建设及调查(2017-049)

Analysis on Community Structure and Dominant Population Point Pattern of Secondary Forest of Quercus mongolica

Xiang LI¹, Wan-Sheng LIU¹, Wei ZHOU², Fu-Yuan CHEN³, Li-Qiang MU¹()

^1.Forestry College，Northeast Forestry University，Harbin 150040
^2.Weihai Vocational College，Weihai 264200
^3.Heilongjiang Zhongyangzhan Black-billed Capercaillie National Nature Reserve Service Center，Nenjiang 161499

Received:2020-03-07 Online:2020-11-20 Published:2020-11-04
Contact: Li-Qiang MU E-mail:mlq0417@163.com
About author:LI Xiang(1995—),female,master’s degree students,mainly engaged in the protection and utilization of resource plants．
Supported by:
Construction and investigation of ecological monitoring plots in the Zhongyangzhan Protection Area(2017-049)

摘要/Abstract

摘要：

为探求大小兴安岭过渡区物种共存、生物多样性保护与维持机制，以黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区蒙古栎天然次生林25 hm²固定样地调查数据为基础，从群落物种组成、结构特征、径级结构以及优势种群的空间点格局分析对该样地进行分析。结果表明：样地内共有胸径≥1 cm的维管植物10种，活立木共 34 778株，平均密度1 392株·hm^-2。其中，重要值大于10%的物种共计4种，依次为蒙古栎（Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.）、黑桦（Betula dahurica Pall.）、白桦（Betula platyphylla Suk.）、兴安落叶松（Larix gmelinii（Rupr.）Kuzen），占全样地的89.65%。该样地的Shannon-Wiener多样性H′、Simpson多样性D、Pielou均匀度指数J分别为1.577、0.760、0.685。表明该群落稀有物种较少，常见种比例较大，群落结构较为简单。样地内所有树种平均胸径10.77 cm。群落内总径级分布呈“倒J型”，符合典型异龄林的分布特征。黑桦、白桦径级分布近似“倒J型”，属于增长种群，蒙古栎种群径级结构为双峰型。兴安落叶松种群径级近似正态分布，有随演替进行逐渐消失的趋势，属于该群落的衰退种。在CSR模型下，4种优势种群的空间格局主要表现为聚集分布，且聚集程度随尺度增加聚集程度减弱，最终呈现随机或均匀分布趋势。在NS模型下，除兴安落叶松外，其余3种植株在小尺度（0~5 m）表现聚集性，可能是受种子的扩散限制的影响。对比4种优势种群，聚集强度表现为黑桦＞白桦＞蒙古栎＞兴安落叶松，因此我们推断群落内不同种群的聚集强度不仅与研究尺度相关，与种群的多度也存在一定的相关关系。

关键词: 蒙古栎, 次生林, 物种组成, 群落结构, 点格局分析

Abstract:

To explore the mechanism of species coexistence， biodiversity conservation and maintenance in ecotone of Daxing’an and Xiaoxing’an mountains， the community species composition， structural characteristics， size structure and spatial point pattern of dominant population were analyzed based on the data of 25 hm² forest plot of natural secondary forest of Quercus mongolica at Black-billed Capercaillie National Nature Reserve of national station in Heilongjiang province. The results showed that there were 10 species of vascular plants with DBH ≥1 cm in the plot， and 34 778 living trees with an average density of 1 392 trees·hm^-2. There were 4 species with important values of more than 10%， which were Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.，Betula dahurica Pall.，Betula platyphylla Suk.，Larix gmelinii（Rupr.） Kuzen successively， accounted for 89.65% of the whole plot. The Shannon-Wiener diversity， Simpson diversity and Pielou evenness index were 1.577， 0.760 and 0.685， respectively. The results showed that in this community， there were fewer rare species， larger proportion of common species than the others. What’s more， the community structure was simple. The average DBH of all tree species in the sample plot was 10.77 cm. The total diameter distribution in the community was of “reversed J type”， which was consistent with the distribution characteristics of typical uneven-aged forests. The diameter distribution of B.dahurica and B.platyphylla was approximately “reversed J type”， belonging to the growth populations， while the population of Q.mongolica showed a bimodal structure. The population of L.gmelinii was a declining species with an approximate normal size distribution and a tendency to disappear with succession. Under the CSR model， the spatial distribution of the four dominant populations was aggregation distribution and the degree of aggregation decreases with the increase of the scale， finally presenting a random or uniform distribution trend. Under the NS model， except L.gmelinii， the remaining 3 planted strains showed aggregation at 0-5 m scales， possibly influenced by the diffusion limitation of seeds. Comparing aggregation intensity of the four populations， it was found that B.dahurica＞B.platyphylla＞Q.mongolica＞L.gmelinii. Therefore， we might reasonably infer that the aggregation intensity of different populations was not only related to the scale of the study， but also to the population abundance.

Key words: Quercus mongolica, secondary forest, species composition, community structure, point pattern analysis

中图分类号:

S792.186

李想, 刘万生, 周玮, 陈福元, 穆立蔷. 蒙古栎次生林群落结构及优势种群点格局分析[J]. 植物研究, 2020, 40(6): 830-838.

Xiang LI, Wan-Sheng LIU, Wei ZHOU, Fu-Yuan CHEN, Li-Qiang MU. Analysis on Community Structure and Dominant Population Point Pattern of Secondary Forest of Quercus mongolica[J]. Bulletin of Botanical Research, 2020, 40(6): 830-838.

图/表 6

表1

图1

图2

图3

图4

图5

参考文献 29

1	中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志［M］.北京：科学出版社，1993.
	Sinicae Agendae Academiae Sinicae Edita.Flora reipublicae popularis sinicae［M］.Beijing：Science Press，1993.
2	Suh M H，Lee D K.Stand structure and regeneration of Quercus mongolica forests in Korea［J］.Forest Ecology and Management，1998，106（1）：27-34.
3	陈新美，张会儒，姜慧泉.东北过伐林区蒙古栎林空间结构分析与评价［J］.西南林学院学报，2010，30（6）：20-24.
	Chen X M，Zhang H R，Jiang H Q.Analysis and evaluation on spatial structure of Quercus mongolica forests in over-logged region in northeast China［J］.Journal of Southwest Forestry University，2010，30（6）：20-24.
4	陈科屹，张会儒，雷相东.天然次生林蒙古栎种群空间格局［J］.生态学报，2018，38（10）：3462-3470.
	Chen K Y，Zhang H R，Lei X D.Spatial pattern of Quercus mongolica in natural secondary forest［J］.Acta Ecologica Sinica，2018，38（10）：3462-3470.
5	冯琦雅，陈超凡，覃林，等.不同经营模式对蒙古栎天然次生林林分结构和植物多样性的影响［J］.林业科学，2018，54（1）：12-21.
	Feng Q Y，Chen C F，Qin L，et al.Effects of different management models on stand structure and plant diversity of natural secondary forests of Quercus mongolica［J］.Scientia Silvae Sinicae，2018，54（1）：12-21.
6	马武，雷相东，徐光，等.蒙古栎天然林单木生长模型的研究——Ⅱ.树高—胸径模型［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版，2015，43（3）：83-90.
	Ma W，Lei X D，Xu G，et al.Growth model for individual-tree in natural Quercus mongolica forests——Ⅱ.height-diameter model［J］.Journal of Northwest A&F University：Natural Science Edition，2015，43（3）：83-90.
7	娄明华，张会儒，雷相东，等.基于空间自相关的天然蒙古栎阔叶混交林林木胸径—树高模型［J］.林业科学，2017，53（6）：67-76.
	Lou M H，Zhang H R，Lei X D，et al.Individual diameter-height models for mixed Quercus mongolica broadleaved natural stands based on spatial autocorrelation［J］.Scientia Silvae Sinicae，2017，53（6）：67-76.
8	赵清格.赛罕乌拉夏绿阔叶林蒙古栎山杨种群自然更新格局研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2017.
	Zhao Q G.Study on the pattern of natural regeneration of Quercus mongolica and Populus davidana populations in Saihanwula’s deciduous broad-leaved forest［D］.Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2017.
9	Heydari M，Prévosto B，Abdi T，et al.Establishment of oak seedlings in historically disturbed sites：Regeneration success as a function of stand structure and soil characteristics［J］.Ecological Engineering，2017，107：172-182.
10	李艳丽，杨华，邓华锋.蒙古栎-糠椴天然混交林空间格局研究［J］.北京林业大学学报，2019，41（3）：33-41.
	Li Y L，Yang H，Deng H F.Spatial distribution patterns of Quercus mongolica and Tilia mandshurica natural mixed forests［J］.Journal of Beijing Forestry University，2019，41（3）：33-41.
11	张晓红，张会儒，卢军，等.长白山蒙古栎次生林群落结构特征及优势树种空间分布格局［J］.应用生态学报，2019，30（5）：1571-1579.
	Zhang X H，Zhang H R，Lu J，et al.Community structure characteristics and spatial distribution of dominant species of secondary Quercus mongolica forest in Changbai Mountains，China［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2019，30（5）：1571-1579.
12	樊登星，余新晓.北京山区栓皮栎林优势种群点格局分析［J］.生态学报，2016，36（2）：318-325.
	Fan D X，Yu X X.Spatial point pattern analysis of Quercus variabilis and Pinus tabulaeformis populations in a mountainous area of Beijing［J］.Acta Ecologica Sinica，2016，36（2）：318-325.
13	Shen G C，Yu M J，Hu X S，et al.Species–area relationships explained by the joint effects of dispersal limitation and habitat heterogeneity［J］.Ecology，2009，90（11）：3033-3041.
14	卢志军，鲍大川，郭屹立，等.八大公山中亚热带山地常绿落叶阔叶混交林物种组成与结构［J］.植物科学学报，2013，31（4）：336-344.
	Lu Z J，Bao D C，Guo Y L，et al.Community composition and structure of Badagongshan（BDGS） forest dynamic plot in a mid-subtropical mountain evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest，Central China［J］.Plant Science Journal，2013，31（4）：336-344.
15	刘海丰，李亮，桑卫国.东灵山暖温带落叶阔叶次生林动态监测样地：物种组成与群落结构［J］.生物多样性，2011，19（2）：232-242.
	Liu H F，Li L，Sang W G.Species composition and community structure of the Donglingshan forest dynamic plot in a warm temperate deciduous broad-leaved secondary forest，China［J］.Biodiversity Science，2011，19（2）：232-242.
16	王均伟.长白山阔叶红松林主要树种空间格局及环境解释［D］.北京：北京林业大学，2016.
	Wang J W.Spatial distribution patterns and environmental interpretation of main tree species in broad-leaved Kroean pine mixed forest in Changbai Mountain［D］.Beijing：Beijing Forestry University，2016.
17	马志波，肖文发，黄清麟，等.生态学中的点格局研究概况及其在国内的应用［J］.生态学报，2017，37（19）：6624-6632.
	Ma Z B，Xiao W F，Huang Q L，et al.A review of point pattern analysis in ecology and its application in China［J］.Acta Ecologica Sinica，2017，37（19）：6624-6632.
18	Erfanifard Y，Sheikholeslami N.Competitive interactions of Persian oak coppice trees（Quercus brantii var.persica） in a pure dry woodland revealed through point pattern analysis［J］.Folia Geobotanica，2017，52（1）：113-127.
19	Wiegand T，Gunatilleke S，Gunatilleke N，et al.Analyzing the spatial structure of a Sri Lankan tree species with multiple scales of clustering［J］.Ecology，2007，88（12）：3088-3102.
20	王鑫厅，侯亚丽，梁存柱，等.基于不同零模型的点格局分析［J］.生物多样性，2012，20（2）：151-158.
	Wang X T，Hou Y L，Liang C Z，et al.Point pattern analysis based on different null models for detecting spatial patterns［J］.Biodiversity Science，2012，20（2）：151-158.
21	牛翠娟.基础生态学：3版［M］.北京：高等教育出版社，2015.
	Niu C J.Foundations in ecology：3rd ed［M］.Beijing：Higher Education Press，2015.
22	Soulé M E.Conservation biology：the science of scarcity and diversity：edited by Michael E.Soulé，Sinauer Associates，1986.$50 hbk，$27.95 pbk（xiii+584 pages） ISBN 0 87893 795 1［J］.Trends in Ecology & Evolution，1987，2（6）：169-170.
23	张玲，王承义.大小兴安岭过渡区阔叶红松林次生演替阶段群落多样性指数与环境因子关系［J］.森林工程，2014，30（5）：1-5.
	Zhang L，Wang C Y.Relationship between species diversity and environmental factors of plant community at different succession stages in ecotone of Great Xing’an and Xiaoxing’an Mountains［J］.Forest Engineering，2014，30（5）：1-5.
24	吴安驰，邓湘雯，任小丽，等.中国典型森林生态系统乔木层群落物种多样性的空间分布格局及其影响因素［J］.生态学报，2018，38（21）：7727-7738.
	Wu A C，Deng X W，Ren X L，et al.Biogeographic patterns and influencing factors of the species diversity of tree layer community in typical forest ecosystems in China［J］.Acta Ecologica Sinica，2018，38（21）：7727-7738.
25	孙越，夏富才，赵秀海，等.张广才岭温带次生针阔混交林物种组成和群落结构特征［J］.生态学报，2017，37（10）3425-3436.
	Sun Y，Xia F C，Zhao X H，et al.The composition and community structure of coniferous and broadleaved mixed forest species in the Zhangguangcai Mountains，China［J］.Acta Ecologica Sinica，2017，37（10）：3425-3436.
26	曾楠，周梅，赵鹏武，等.大兴安岭南段阔叶次生林空间格局及种间关系［J］.东北林业大学学报，2014，42（7）：36-39，43.
	Zeng N，Zhou M，Zhao P W，et al.Spatial distribution pattern and interspecific relationship of broadleaved secondary forest in southern Daxing’an Mountains［J］.Journal of Northeast Forestry University，2014，42（7）：36-39，43.
27	丁晖，杨云方，徐海根，等.武夷山典型常绿阔叶林物种组成与群落结构［J］.生态学报，2015，35（4）：1142-1154.
	Ding H，Yang Y F，Xu H G，et al.Species composition and community structure of the typical evergreen broad-leaved forest in the Wuyi Mountains of Southeastern China［J］.Acta Ecologica Sinica，2015，35（4）：1142-1154.
28	农友，郑路，贾宏炎，等.广西大青山次生林的群落特征及主要乔木种群的空间分布格局［J］.生物多样性，2015，23（3）：321-331.
	Nong Y，Zheng L，Jia H Y，et al.Community characteristics and spatial distribution of dominant tree species in a secondary forest of Daqing Mountains，southwestern Guangxi，China［J］.Biodiversity Science，2015，23（3）：321-331.
29	徐丽娜，金光泽.小兴安岭凉水典型阔叶红松林动态监测样地：物种组成与群落结构［J］.生物多样性，2012，20（4）：470-481.
	Xu L N，Jin G Z.Species composition and community structure of a typical mixed broad-leaved-Korean pine（Pinus koraiensis） forest plot in Liangshui Nature Reserve，Northeast China［J］.Biodiversity Science，2012，20（4）：470-481.

物种 Speices	个体数量(株) Number of individual	平均胸径 Mean of DBH(cm)	胸高断面积 Basal area (m²·hm^-2)	重要值 Importance value(%)
蒙古栎 Q.mongolica	8651	12.88	8.87	29.15
黑桦 B.dahurica	10783	9.33	4.06	23.76
白桦 B.platyphylla	9481	9.09	3.7	21.93
兴安落叶松 L.gmelinii	2718	19.96	4.09	14.82
紫椴 T.amurensis	2073	5.42	0.323	3.69
山杨 P.davidiana	741	12.53	0.56	4.20
大黄柳 S.raddeana	222	6.06	0.046	2.03
毛赤杨 A.sibirica	44	5.47	0.011	0.21
毛榛子 C.mandshurica	74	1.56	6×10^-4	0.20
兴安杜鹃 R.dauricum	1	1.30	5.3×10^-6	0.01

[1]	许吉康, 何炎红, 刘婷岩, 郝龙飞, 张盛晰, 李赵毅. 砒砂岩区不同生态修复植被根际土壤微生态环境特征[J]. 植物研究, 2023, 43(4): 531-539.
[2]	魏志刚, 夏德安, 王瑞琪, 张洋, 刘莹莹, 李若林, 杨传平. 小兴安岭天然次生林不同林型下红松种源试验[J]. 植物研究, 2021, 41(5): 807-815.
[3]	刘万生, 李想, 陈福元, 祝梦婷, 穆立蔷. 蒙古栎林种内和种间竞争研究[J]. 植物研究, 2020, 40(4): 552-558.
[4]	董明珠, 王立涛, 吕慕洁, 孟冬, 杨春雨, 赵春建, 付玉杰, 杨清. 濒危植物野生东北红豆杉群落特征及保护策略[J]. 植物研究, 2020, 40(3): 416-423.
[5]	万雪冰, 王庆贵, 闫国永, 邢亚娟. 天然次生林植物叶片生态化学计量特征及光合特性对长期N沉降的响应[J]. 植物研究, 2019, 39(3): 407-420.
[6]	丛明旸, 唐录艳, 李金江, 张美萍, 陈宝政, 徐跃跃. 渤海国上京龙泉府宫城遗址苔藓植物物种多样性[J]. 植物研究, 2019, 39(2): 229-238.
[7]	张玉婷, 王小菲, 倪妍妍, 刘建锋, 江泽平. 北京平谷地区次生林栓皮栎枝叶挥发性物质组分分析及对机械损伤的响应[J]. 植物研究, 2019, 39(1): 35-44.
[8]	彭瑶, 曹凤艳, 曲来叶. 兴安落叶松林不同强度火烧迹地土壤微生物群落特性研究[J]. 植物研究, 2017, 37(4): 549-555.
[9]	耿兆鹏, 毛子军, 黄唯, 韩营营. 小兴安岭原始阔叶红松林与枫桦次生林土壤呼吸及其各组分特征的比较研究[J]. 植物研究, 2017, 37(2): 312-320.
[10]	邹莉1；张国权1；萨喜雅尔图2；于洋1；唐庆明3. 凉水原始阔叶红松林与白桦次生林植物多样性的比较研究[J]. 植物研究, 2015, 35(6): 945-951.
[11]	郭鲲1；刘瑞鹏1；张玲1,2；毛子军1*. 原始阔叶红松林下红松、蒙古栎混合凋落叶分解特征及相互作用研究[J]. 植物研究, 2015, 35(5): 716-723.
[12]	郝建锋1,2；王德艺1；李艳1；姚小兰1；张逸博1；朱云航1；齐锦秋1,3. 不同林分密度下川北白云山地区喜树人工林的群落结构和物种多样性[J]. 植物研究, 2015, 35(5): 772-778.
[13]	丁一阳1；毛子军1*；张玲2；丁力3. 小兴安岭原始阔叶红松林和枫桦次生林土壤有机碳库比较研究[J]. 植物研究, 2015, 35(4): 604-611.
[14]	孙红阳；王庆成. 张广才岭西坡45年生不同起源林分碳储量研究[J]. 植物研究, 2015, 35(3): 378-383.
[15]	黄唯；毛子军；韩营营；孙涛. 小兴安岭地区枫桦次生林与原始阔叶红松林土壤呼吸和地下碳分配[J]. 植物研究, 2015, 35(3): 384-390.

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Analysis on Community Structure and Dominant Population Point Pattern of Secondary Forest of Quercus mongolica

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