本发明专利技术公开了湿性阔叶林树种多样性及幼苗生境选择特征的研究方法，它涉及树种多样性及幼苗生境选择技术领域，其研究步骤为：(一)、选择适合的研究区域，(二)、样地设置，(三)、树种组成特征分析，(四)、树种空间分布格局分析，(五)、密度制约机制的验证，(六)、幼苗定位和动态调查，(七)、幼苗移栽及光水交互实验。它通过对湿性阔叶林树种多样性及幼苗生境选择特征的研究可以更好地反映哀牢山常绿阔叶林群落特征及树种多样性维持机制，找出幼苗致死原因及更新特征，可以为当地常绿阔叶林的物种多样性保护和森林管理提供科学依据。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术涉及湿性阔叶林树种多样性及幼苗生境选择特征的研宄方法，属于树种多 样性及幼苗生境选择
技术介绍
： 随着炜度的升高，森林的树种多样性趋于减少（Barnesetal.，1998)，因此，相对 于热带雨林来说，常绿阔叶林的树种多样性较低（Ohsawa, 1991)，这一规律同样反映在云南 省的森林植被中（CaoandZhang，1997;何永涛等，2000;于洋等，2003)。游承侠（1983) 在哀牢山中山湿性常绿阔叶林20个400m2的样地中共记录到56种树种，其林冠层由木果 柯（Lithocarpusxylocarpus)、硬壳柯（Lithocarpushancei)和变色维（Castanopsis watti)占优势。钱洪强（1983)也研宄了该地区21个400m2样地，认为该群落最小取样 面积为140m2,共记录乔木树种59种，认为该木果柯、硬壳柯、变色锥群落是一个典型的 中山湿性常绿阔叶林类型，也是一个结构稳定的群落。然而，在当地中山湿性常绿阔叶 林受到破坏后，森林的物种成分会发生较大的变化（YoungandWang, 1989)。Youngand Wang(1989)对0. 8ha的中山湿性常绿阔叶林和1. 2ha的云南松林树种数量的分析结果表 明，尽管前者拥有56个树种、后者拥有26个树种，两类森林的共有种仅有5个，说明此类森 林在受到干扰之后其树种多样性明显减少，而且其树种组成成分也发生了显著变化。Young etal. (1992)对此类森林的0.4ha样地调查后共记录了 42个树种，按照树种的基面积划 分，占据前3位的依次为变色锥、硬壳柯和木果柯；与次生林相比，原生林的树木密度和树 干基面积虽然较低、树木的年龄以及径级差异较大，但却维持了更多的树种数量。Young andHerwitz(1995)再次分析了这一森林类型的群落学特征，发现变色锥、硬壳柯和山研； (Symplocossumuntia)具有最大的重要值。与周围受到干扰的森林样地相比，原生林的植 物区系成分最丰富、Shannon-Wiener指数最高（36. 8)。他们的结果同时也表明，原生林在 受到干扰之后，40%以上的木本植物种类都不为原生林和次生林共有，说明两类森林的物 种组成具有较大的差异。何永涛等（2000)比较了哀牢山中山湿性常绿阔叶林和滇中地区 半湿润常绿阔叶林的树种多样性特征，发现前者的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、a 指数均极显著地高于后者（n= 18)，但与我国广东鼎湖山的南亚热带常绿阔叶林相比，哀 牢山中山湿性常绿阔叶林的Shannon-Wiener指数却较低。邱学忠（1998)发现此类森林的 物种丰富度由草本层至林冠层递减，不同径级的物种丰富度随径级增大而递减，株数也依 次减少。张光明和谢寿昌（2000)研宄发现该森林群落以木果柯、硬壳柯、变色锥和南洋木 荷（Schimanoronhae)为优势种的共优群落，它们的生态位宽度都较大，而这也是群落稳定 的重要标志之一，并且群落的物种之间普遍存在较广泛的生态位重叠。Wangetal. (2007) 对浙江天童山常绿阔叶林成熟林的研宄也表明，物种丰富度也是草本层至林冠层递减。然 而，对大岗山中亚热带常绿阔叶林的研宄表明，一般立地条件较好、林分郁闭度小或林分受 强度干扰后正处于次生演替恢复阶段的群落，物种多样性较高；植物生长型与群落物种多 样性指数的关系为：灌木层〉乔木层〉草本层（王兵等，2005)。而胡正华等（2005)对古 田山自然保护区常绿阔叶林的研宄结果表明，物种多样性随灌木层、乔木层、草本层依次降 低，乔木层与灌木层的物种多样性指数差异不显著。 上述研宄结果揭示，常绿阔叶林的树种多样性在群落水平上也存在着较大的变 异，并且不同层次树种多样性的分布格局也具有较大的不确定性，这是否真的反映了这些 森林类型树种的自然分布规律？目前还没有足够的数据和证据可以得出一个明确的结论。 但取样技术的不统一，同样会导致不同的研宄结果。其中，样地面积是否足够大，也是影响 研宄结果的重要因素之一。 Janzen-Connell假说（Janzen-Connellhypothesis)认为，热带森林中母树周 围的幼苗和幼树死亡率较高的主要原因是较高的动物取食压力和病虫害等种内密度制约 效应的结果（Janzen，1970 ;Connell，1971)。密度制约效应在热带森林中普遍存在，是热 带森林物种多样性的维持的重要机制之一（Willsetal.，1997)。Conditetal. (1994) 通过对巴拿马50ha森林动态监测样地内两个树种空间格局的分析发现，在距离母树l-4m 之间存在着明显的密度制约性，表现为胸径为l_8cm的小树数量明显减少，而在4-6m的尺 度上，密度制约的作用就不是很明显。在巴拿马和马来西亚的两个50ha样地的研宄结果 表明，80%的物种分布受到密度制约的影响，也就是说，高密度对于树种（特别是幼苗）的 存活率有抑制作用，稀有种受密度制约效应而产生的负作用要大于常见种（Hubbellet al.JOODoHarmsetal. (2000)通过对种子雨和幼苗增补的长期监测发现，同种内的密度 制约效应普遍存在，大量同种幼苗由于密度过大而死亡，从而增加了样地水平上幼苗的多 样性。Janzen(1970)根据密度制约机制认为，幼苗的存活取决于密度制约机制，那么在种群 的空间分布格局上母株将比幼苗更易表现出均匀分布的格局。 基于Ripley的函数公式，Conditetal. (2000)发展了相对邻里密度的概念，并 对全球6个森林动态监测样地（25_52ha)的乔木树种的空间分布格局进行了分析，结果 表明大部分树种表现为集群分布，而且稀有种的集群程度往往要高于常见种。Okudaet al. (1997)研宄也发现热带雨林多数树种的幼苗和成年植株均表现为集群分布。Ayyappan andParthasarathy(1999)认为热带森林树种多为集群分布和均勾分布。对常绿阔叶林的 研宄结果也和热带森林相似，一般认为常绿阔叶林绝大多数树种为集群分布，但是即使同 一树种在不同的林层也可能表现不同的分布（Manabeetal.，2000 ;Tsutomu, 2003)。对 南岭大顶山与鼎湖山常绿阔叶林的研宄表明，南岭大顶山的常绿阔叶林大多数优势种的 种群为集群分布，鼎湖山的常绿阔叶林优势种的种群具有相对较多的均匀分布（彭华贵 等，2006)oTanouchiandYamamoto(1995)对常绿阔叶林的树种结构和更新做了初步研宄， 认为林冠树种密度比较大，而且多呈随机分布。TSUt〇mu(2003)的研宄表明，常绿阔叶林绝 大多数树种为集群分布，而且集群分布的斑块大小和地形因素（如坡度和凹凸度等）有关。 已经有相当多的研宄成果可以证明密度制约机制，但也有研宄成果反对，关键是 要弄清树种幼苗的致死原因。可以肯定的是，有的树种的幼苗密度随距母株距离增大而 增大（也有可能在适当的距离达到最大值），但也有的幼苗密度随距母株距离增大而减 小（Okudaetal.，1997)。一些研宄成果已经证明，树种的分布本文档来自技高网...
【技术保护点】
湿性阔叶林树种多样性及幼苗生境选择特征的研究方法，其特征在于：其研究步骤为：(一)、选择适合的研究区域，研究区域位于云南省中部的哀牢山国家级自然保护区的徐家坝地区，地理位置为24°32′N,102°01′E，海拔2,400–2,600m，根据哀牢山森林生态系统研究站的长期监测资料，研究区域的平均年降雨量为1,931mm，旱季、雨季分明，雨季(5–10月)的降雨量占年降雨量的85％左右，年平均蒸发量为1,485mm，年平均温度为11.3℃，最热月(7月)气温为16.4℃，最冷月(1月)气温为5.4℃，无霜期为200d左右，土壤的成土母质由片岩、片麻岩和闪长岩组成，多发育为典型的黄棕壤，土壤肥沃、偏酸性(pH为4.4–4.9),土壤表面由厚度为3–7cm的凋落物层覆盖，土壤有机碳、全氮和全磷含量分别为12.91％、0.52％和0.06％，土壤表面的C/N比为14.4，深度为30–50cm土壤的C/N比为15.3(Liu et al.,2002)；(二)、样地设置，在研究区域成熟林中建立1个6ha(东西宽200m×南北长300m，整个样地以东西方向为X轴，南北方向为Y轴)的永久样地，建设技术按照美国史密森热带研究所的热带森林研究中心1980年在巴拿马Barro Colorado Island建立50ha样地的技术规范进行(Condit,1995)，采用全站仪将整个样地划分为150个20×20m的样方，测量时，每隔20m设一基点，插上PVC管作标记，并记录两点之间的相对高差、测量方向、斜面距离等指标，并于中间10m处也用PVC管进行标记，整个固定样地测完后，将每个20m基点的PVC管用7cm×10cm×70cm的水泥桩替换，中间10m处的PVC管保留，再将样方划分成4个10m×10m的次级样方，并进而分成16个5m×5m的小样方，以便于树木清查和复查时定位，记录并鉴定每个20m×20m样方内胸径≥1cm的所有乔木，于高度1.3m处漆上红漆，用测树钢卷围尺测量植物的胸径，同时，将每株乔木钉上铝牌加以编号，并记录植物的编号、树种名称、树高、胸径、样方位置，如果植株1.3m以下有分枝，同样于各分枝1.3m处漆上油漆，并测量其胸径，钉上铝合金牌，分枝牌号为自然数1开始的序号，有多少分枝则相应地挂分枝牌数，固定样地内每个20m×20m样方内植株的编号规则为：以300×20m为一带，某一树木的牌号为，以其所在20×20m小样方右上角的横坐标为编号的前两位，纵坐标为第三、四位，后面预留四位数，四位数从0001到0200，因此每带共3000个牌号，总共10带，共计3万个牌号，第一棵树的牌号即为01010001，每一个样方内按顺时针依序挂牌，不得跳号，完成样方调查后所剩牌号留至下次复查时使用，并不得用于其它样方的调查，同时用钢卷尺测量每株树木在5m×5m小样方中的x,y坐标值，精确到0.1m，树高在10m及以下的用标尺测量，大于10m的估测，精确到0.1m，样地测量工作于2007年11月完成，野外树种清查工作于2008年4‑5月完成，数据录入采用双人同步平行录入的方法，然后利用Excel compare对两份数据进行比较，交互检查，以最大限度地减少数据录入的错误，(三)、树种组成特征分析，(a).计算分析样地内各个树种的数量特征：多度、密度、频度、重要值(Greig‑Smith,1983)和绘制样地树种的种序图(Cao and Zhang,1997)乔木重要值＝(相对密度+相对频度+相对显著度)/3(孙儒泳等,2002)，其中计算相对频度的总样方数为150个(20m×20m)(b).多样性指数采用Shannon‑Wiener指数、Pielou均匀度指数(Magurran,1988)H=-Σi=1spiln(pi)]]>E＝H/㏑ SH：Shannon‑Wiener指数；S：总物种数；pi：属于物种i的个体在全部个体中占的比例；E：Pielou均匀度指数，(c).物种－面积曲线从原始基准点开始分别选择面积1,200m2、2,400m2、3,600m2、4,800m2、6,000m2……等为单位,逐渐扩大取样面积,结合树种数量的增加过程,绘制种–面积曲线(孙儒泳等,2002)，根据种–面积曲线拟合相应方程(颜文洪和胡玉佳,2004)，(d).乔木分层及生活史划分根据乔木树种树高的最大值区分灌木层树种、乔木下层树种和乔木上层树种，灌木层树种：1.3m≤树高﹤5m；乔木下层树种：5m≤树高<15m；乔木上层树种：树高≥15m(Zhu et al.,2010)，乔木上层优势种由该层各树种的多度计算，灌木层树种：1)幼树(Saplings)：1cm≤DBH<1.5cm；2)中树(Poles)：1.5cm≤DBH<5cm；3)成树(Ad...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：巩合德，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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