木林子国家级自然保护区天然林群落优势木本植物种间联结和稳定性

为探究木林子国家级自然保护区天然林群落结构变化,在原始老龄林(恢复100 a及以上)、皆伐后恢复40 a和25 a的次生林3个恢复阶段,设置45个20m×20m样地,采用方差比率法(VR)、χ^(2)检验、Pearson相关检验、Spearman秩相关检验和M-Godron稳定性测定等方法研究优势木本植物的种间联结和群落稳定性。结果表明,恢复25 a、40 a的次生林植物群落在总体上呈现不显著正关联,恢复100 a的原始老龄林植物群落呈现显著正关联。χ^(2)检验结果表明25 a、40 a植物群落均为不显著,100a植物群落中只有2个种对联结性显著,种间联结较为松散。Pearson相关检验和Spearman秩相关检验结果表明大部分物种的种对间相关性不显著,呈现独立分布的格局。M-Godron稳定性结果表明不同恢复阶段植物群落均处于不稳定状态,但随着恢复年限的增加,群落的稳定性逐渐提高。不同恢复阶段种间联结性较弱,各物种呈现独立分布的状态,群落中的物种更迭较为频繁,说明植物群落仍处于演替进程中,正朝着稳定阶段发展。

鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态

运用Shannow-wiener生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,分析了鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态。结果表明:大穗鹅耳枥(Carpinus fargesii)、四照花(Cornus kousa var.Chinensis)、青冈(Cycloblanopsis glauca)生态位总宽度较大,且在5个不同恢复时期均有分布。恢复期14a、35a、60a、85a和110a生态位宽度最大的树种分别为白马桑(Weigela japonica var.sinica)、大穗鹅耳枥、四照花、光皮桦(Betula luminifera)和尾叶冬青(Ilex wilsonii)。随着群落的恢复,优势落叶树种生态位宽度表现出下降趋势,优势常绿树种则呈上升趋势。当恢复到顶极群落阶段,乔木层常绿和落叶树种生态位接近,灌木层常绿灌木占据较大生态位。随着群落的恢复,优势落叶树种与其它树种的生态位重叠值呈波动性下降趋势,优势常绿树种表现为波动性上升趋势,群落全部树种间生态位重叠程度呈小幅度波动性下降趋势。相同或相似生活型的演替早期种间的高生态位重叠,意味着种间对资源利用的相似性和竞争关系,演替后期种与其它树种间的生态位重叠的增加,意味着不同生活型树种在水平空间重叠而在垂直空间分化,这是不同树种对有限环境资源充分利用的一种机制。

鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林优势种群的结构与动态特征

【目的】分析鄂西南森林动态样地内优势种群的结构及动态特征,为进一步深入研究亚热带常绿落叶阔叶混交林的更新动态及生物多样性维持机制奠定基础。【方法】参照热带森林科学中心森林动态监测样地(大样地)建设与监测技术规范,于2014年在湖北木林子国家级自然保护区的亚热带常绿落叶阔叶混交林中建立15 hm^2大样地,调查并鉴定胸径大于1 cm的所有木本植物,分析其种群结构及动态特征。【结果】在垂直结构上,物种丰富度和个体多度都随着树木高度层次的降低而升高;在径级结构上,物种丰富度和个体多度都随着径级增大而降低,呈倒"J"形分布趋势;按所分布的径级数量不同可将群落内的物种分为10类,多数物种主要分布于小径级范围,但优势种群则集中分布于某个径级或均匀分布于各径级,表明优势种群可能有集中更新和连续更新2种方式;在胸径小于10 cm的径级内翅柃最占优势,而在其他径级内壳斗科物种占主要优势;群落中大部分种群有超过60%个体分布在最低的2个垂直层次内,且有超过85%的个体胸径小于10 cm,表明其具有良好的更新趋势,群落总体上处于进展演替中;对群落中径级和高度级上都占优势的25个种群的动态分析表明,16种属进展种群,3种属近期处于稳定状态但远期将趋于衰退状态,2种属衰退状态,4种属进展期与衰退期相间出现及个体数量存在波动的种群。【结论】鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林群落树体较小,大径级和高度级树木种类及个体较少,绝大多数优势种群及群落总体均处于进展演替阶段,群落具有良好的自然更新。

鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林的自然恢复动态及其影响因素

【目的】比较环境与空间因素在群落恢复与构建中的作用,分析亚热带常绿落叶阔叶混交林自然恢复过程中的群落结构和物种多样性变化规律,为进一步深入了解此类森林的自然恢复机制奠定基础。【方法】在湖北木林子国家级自然保护区的老龄林、35年天然次生林(1980年采伐)和20年天然次生林(1995年采伐)中各随机选取10块森林动态固定样地(20 m×20 m),对不同恢复阶段森林群落木本植物多度、胸高断面积、物种丰富度、稀疏物种丰富度(以100个树木个体为基数)进行比较,采用冗余分析(RDA)对30块样地进行排序。将空间(PCNM)和环境变量(土壤与地形)一同作为解释变量对不同恢复群落物种组成进行方差分解,以环境和恢复时间作为解释变量对30块样地的木本植物多度、胸高断面积、物种丰富度和稀疏物种丰富度数据进行多元回归分析。【结果】群落在恢复过程中,木本植物多度(F=8.64,P<0.01)、物种丰富度(F=10.24,P<0.001)和稀疏物种丰富度(F=9.615,P<0.01)均显著减少,胸高断面积(F=14.2,P<0.001)显著增加,土壤环境则无显著变化(P>0.05);土壤密度、土壤p H、坡向、坡度、海拔和坡位对研究区物种组成的解释能力显著(P<0.05);方差分解显示,恢复20年次生林、恢复35年次生林和老龄林分别有31.4%,36.8%和54.1%的物种组成变异受环境影响,空间因素(PCNM变量)仅对恢复35年次生林(16.8%)和老龄林(23.2%)的物种组成变异具有显著影响(P<0.05),而对恢复20年次生林无显著影响(P>0.05);同步自回归结果显示,恢复时间、凋落物厚度、坡度、海拔、坡向机土壤p H对群落结构与多样性具有显著影响(P<0.05)。【结论】亚热带常绿落叶阔叶混交林在自然恢复过程中,群落结构、物种多样性以及环境因素均会发生明显变化,环境、空间及恢复时间是决定群落组成的关键因素。种源空间扩散、优先效应等随机过程对次生林的群落构建具有决定性作用,而环境选择等确定性过程对老龄林的群落构建起主导作用。随着恢复进程的推进,次生林与老龄林的物种组成差异会逐渐减少。

湖北木林子保护区大样地的木本植物多样性

[目的]分析亚热带常绿落叶阔叶混交林大样地(森林动态监测样地)物种多样性特征,阐明亚热带常绿落叶阔叶混交林物种多样性的时空变化规律,为探索物种多样性维持、群落动态、环境异质性和生态系统功能调控机制等奠定基础。[方法]参照CTFS大样地建设与监测技术规范,于2014年在湖北木林子国家级自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林中建立15 hm^2森林动态监测样地,调查并鉴定样地内DBH≥1 cm的所有木本植物,分析其物种多样性特征。[结果]15 hm^2大样地内共有木本植物228种84 189株,分属于112属61科,其中以10 cm为起测径级的木本植物130种11 863株,分属于71属44科;以30 cm为起测径级的木本植物67种1721株,分属于40属29科;以1 cm为起测径级和以10 cm为起测径级的木本植物在0~3 hm^2范围内物种数随取样面积的增大而快速增加,在6 hm^2时包含的物种数均超过了总物种数的80%,以30 cm为起测径级的木本植物在0~0.2 hm^2范围内物种数随取样面积的增大而快速增加,在8 hm^2时包含的物种数超过了总物种数的80%;样地内个体数量超过1 000的物种有18种,占样地所有物种数的7.89%,但个体数量之和占样地总个体数量的70.63%;样地上层乔木以小叶青冈和多脉青冈为主,中、下层的翅柃个体数量最多,重要值最大;样地内稀有种比例极高,有116种,占物种总数的50.88%,但个体数量仅占总个体数量的0.14%;群落物种组成中最主要的科为壳斗科和山茶科;样地中共有萌生木本植物137种18 880株,分属于76属42科,分别占样地总物种、个体数量、属及科数的60.1%,22.4%,62.8%和65.6%,其中,以10 cm为起测径级的萌生木本植物有64种,分属于43属26科,共计1 073株,以30 cm为起测径级的木本植物17种,分属于15属和9科,共计46株。[结论]木林子自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林中木本植物种类丰富,主要由壳斗科和山茶科组成,稀有种及萌生物种所占比例高。该样地大量萌生物种的出现可能与保护区建立以前的人为干扰及区域特殊生境条件密切相关。

木林子次生林中典型群落的结构及多样性研究

在野外群落调查及双向指示种分析的基础上,对木林子自然保护区川陕鹅耳枥+青冈-水马桑群落及其10个优势种群的物种组成、结构和多样性特征进行探讨。结果表明:胸径≥1.0 cm的木本植物共149种8 051株,植株密度为13 418.3株/hm2,分属39科81属,区系成分以热带分布科属占据优势,具有温热带过渡的性质;低林层的物种更加均匀和多样,更新层物种丰富度占整个群落的59.8%;整个群落中,常绿与落叶树种的物种丰富度比为0.44∶1,多度比为0.39∶1,在更新层中常绿与落叶树种的物种丰富度比为0.52∶1,多度比为0.60∶1;群落的10个优势种群中,仅盐肤木、亮叶桦种群的幼龄个体较少,植株径级呈纺锤型,属衰退型种群,其他种群均为增长型。因此,多数优势种群自然更新良好,小径级个体增长迅速,群落中落叶树种占优势地位,在高林层中优势尤其明显。

木林子自然保护区河谷樱花群落特征分析

在野外调查的基础上,运用群落学研究方法,对湖北鹤峰县木林子自然保护区樱花群落进行了研究。结果表明:1在所调查的2 500 m2样地中,共有维管束植物213种,隶属于87科169属;种-多度格局及Raunkiaer频度结果分析显示,该群落物种分布不均匀且植被存在分化和演化的趋势,Raunkiaer频度定律表现为A】B】C】D】E。2群落植物区系属的分布类型可分为13种,以温带性质居多占54.86%,热带成分占42.36%,中国特有分布占2.78%,植物区系具有明显的过渡性。3群落垂直结构可分为乔木层、灌木层和草本层;高度在3~7 m集中了乔木层的多数物种,说明整个群落的高度不高;此外,群落郁闭度不高,草本层有较多的阳性杂草。4重要值分析表明野生早樱、尾叶樱和盐肤木为该群落乔木层的优势种群,其重要值分别为12.657%、10.570%和9.577%;灌木层的优势树种为马银花、水马桑和阔叶箬竹,他们的重要值分别为7.890%、7.465%和6.805%。5立木级分析表明,野生早樱、尾叶樱、柳杉、华桑等为衰退种群,而短柄枹、构树、山胡椒等为增长种群。该地区的樱花群落是一种不稳定的森林群落,加大樱花资源的引种开发是保护该类植物的最佳手段。

木林子川陕鹅耳枥+青冈-水马桑群落优势种生态位与种间关联

在双向指示种分析(TWINSPAN)的基础上,采用Levins和Pianka生态位测度公式以及总体相关性VR检验、Pearson相关系数和Spearman秩相关系数,定量分析木林子川陕鹅耳枥+青冈-水马桑(Carpinus fargesiana+Cyclobalanopsis glauca-Weigela japonica)群落10个优势种群的生态位和种间关联特征.结果表明:(1)川陕鹅耳枥(Carpinus fargesiana)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、四照花(Dendrobenthamia japonica)的重要值和生态位宽度较大,资源利用谱宽,属泛化种;小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)与其他优势种生态位重叠的均值最小,资源利用特化程度高,属特化种.(2)优势种群种对的生态位重叠平均值为0.59,资源利用方式分化较小.(3)优势种的种对正负关联比为0.73∶1且均为不显著关联,群落物种间总体显著正关联.(4)种间关联系数Pearson、Spearman的值均与Pianka生态位重叠值呈极显著正相关.

木林子大样地多脉青冈种群动态及点格局

采用生存分析函数和成对相关函数g(r),对木林子常绿落叶阔叶混交林15 hm2大样地内多脉青冈的种群动态及不同生长阶段个体的点格局进行分析。结果表明:样地内多脉青冈种群第Ⅰ、Ⅱ龄级出现死亡高峰期,低龄级个体数量波动较大;年龄结构完整,呈金字塔型,属增长型种群;存活曲线在Ⅰ~Ⅳ龄级为Deevey-Ⅲ型,Ⅴ~Ⅷ龄级为Deevey-Ⅰ型;小树(1 cm≤DBH≤5 cm)、中树(5 cm<DBH≤20 cm)和成树(DBH>20 cm)个体点格局分布聚集强度的变化趋势较为一致,即在小尺度上强烈聚集,聚集频率随空间尺度的增大而减弱,在大尺度上趋于随机分布。在113~150 m尺度上,年龄越大的个体其聚集强度越弱,小树显著聚集分布,中树保持聚集分布但聚集强度减弱,成树由随机分布过渡为均匀分布。小树、中树的聚集强度分别在0~4 m和144~150 m尺度上与成树无关联,分别在5~150 m和0~143 m尺度上与成树正关联。

不同恢复群落的山地常绿落叶阔叶混交林优势种及主要伴生种种群结构与动态

山地常绿落叶阔叶混交林是我国特有的自然植被类型和天然林类型,为研究山地常绿落叶阔叶混交林优势种及主要伴生种群结构和动态,揭示其生物多样性形成及维持机制,作者依托湖北恩施森林生态系统国家定位观测研究站的建设,对木林子自然保护区不同恢复群落的山地常绿落叶阔叶混交林开展了植物群落调查,从物种组成、径级结构和垂直结构等方面分析了优势种及主要伴生种群的群落特征.结果表明:3个恢复群落中,DBH≥1 cm的木本植株分别有148种6 970株、176种4533株和149种4048株,隶属于14科23属、19科26属和16科25属;从整体上看,3个恢复群落优势种及主要伴生种的物种丰富度随垂直层自上而下呈现"单峰型",个体多度随垂直层降低而增加,平均树高分别为5.94、5.21和4.61m;群落物种丰富度整体上均随径级增大而下降,个体多度均呈倒"J"型分布,小径级个体数量多,平均胸径分别为4.18、4.35和4.48 cm.总之,木林子自然保护区不同恢复群落的山地常绿落叶阔叶混交林群落物种组成丰富,多数种群自然更新良好,群落整体上正处于演替进程中.

木林子天然次生林典型群落物种多度分布格局的尺度效应

物种多度分布格局作为研究群落结构的基本格局,是理解群落性质的重要基础.为分析物种多度格局对取样面积的响应,探讨多度格局的形成机制,本研究以木林子国家级自然保护区典型群落——川陕鹅耳枥+青冈-水马桑(Carpinus fargesiana+Cyclobalanopsis glauca-Weigela japonica)群落15个20 m×20 m森林动态监测样地为背景,采用累积经验分布函数描述6个取样尺度(10 m×10 m,20 m×20 m,30 m×30 m,40 m×40 m,50 m×50 m,60 m×60 m)物种多度分布的空间变异性,进而用断棍模型拟合物种多度分布曲线,并基于χ2检验和AIC值检验模型拟合效果.结果表明:(1)6个尺度下物种的多度分布较为均匀,且群落中稀有种和常见种的比例相对稳定.(2)断棍模型在各个尺度下均可以被接受,且在越小的尺度上拟合效果越好.(3)生态位理论在小尺度上能较好的解释断棍模型与实际物种多度分布格局的差异.

鄂西木林子自然保护区自然植被群落学特点的研究

本文从植物区系、群落外貌、结构、动态等方面论述了鄂西木林子自然保护区自然植被的群落学特点,为保护区的建设和发展提供了理论依据。

湖北木林子自然保护区常绿落叶阔叶混交林干扰特征

常绿落叶阔叶混交林是木林子自然保护区的1种主要植被类型。在各种自然干扰和人为干扰的协同作用下,形成了木林子常绿落叶阔叶混交林特有的干扰体系。在常绿落叶阔叶混交林的保护和经营中,要利用封山育林、森林抚育、合理择伐和人工促进天然更新等增益性人工干扰,坚决阻止过渡的森林采伐和毁林开荒等破坏性人工干扰。应参照以自然林窗干扰,采用择伐方式经营常绿落叶阔叶混交林。

木林子自然保护区珍稀植物分析

木林子自然保护区位于鄂西南山区。境内分布珍稀植物34种，其中属于国家重点保护的珍稀濒危植物20种。本文主要分析了木林子珍稀植物的特点，从而为保护和利用这些珍稀植物资源提供科学的依据。

从鄂西木林子自然保护区种子植物区系的地理分布论川东-鄂西地区的区域性特征

本文研究了鄂西木林子种子植物区系的地理分布,并探讨了川鄂山地的区域性特征。木林子区系现知种子植物共134科、488属、约1043种(包括种下分类单位,下同)。本区系10个东亚特有科中有6科的分布边界止于川鄂山地,3科盛产于川鄂山地。约141属的分布区明显集中于川鄂山地或以川鄂山地为其主要分布区之一,约占该区系488属的28.9%。有52属的分布边界限于川鄂山地,另有27个百种以上大属的分布在川鄂山地呈急剧减少的态势。本区系以川鄂山地为主要分布区的有131种,占全部种数的12.56%,其中仅分布于川鄂山地的就有36种;还有约270种的分布边界止于川鄂山地。川鄂山地独特生境的阻限和对植物种系发生的诱发作用,是形成这种地理分布格局的重要原因。

木林子天然林林分结构的时间动态变化特征

为探索大尺度上木林子自然保护区内天然林-亚热带常绿落叶阔叶混交林林分结构特征与发展趋势,分别于2014和2019年在木林子大样地中选择同一块9 hm2样地进行林木特征值测度,分析乔木树种重要值及空间结构参数[角尺度(W_(i))、大小比数(U_(i))、混交度(M_(i))]的变化,阐述林分结构多元动态特征。结果表明,经过5 a的自然生长,木林子大样地乔木树种的重要值变动较小,整体林分水平空间分布格局更趋向于聚集分布发展;林分优势度保持在0.5左右,具有一定优势与发展潜力;林分整体混交良好,基本与5 a前持平,但发展变化趋势不显著。综合来看,木林子天然林仍处于演替进程中,尚未达到自然顶级群落水平,林分中处于随机分布的绝对优势参照树伴生4株不同树种的结构单元(M_(i)=1.00,W_(i)=0.50,U_(i)=0.00)为天然林中更具优势的空间结构组合。在天然林保护与恢复过程中,为提高森林质量,使林分空间结构趋于理想状态,可对林分中同种聚集分布的绝对劣态木(M_(i)=0.00,W_(i)=1.00,U_(i)=1.00)施以适度人为干扰,进而优化林分结构,精准提高森林质量。

鄂西木林子种子植物区系与邻近区系的比较研究

木林子地处武陵山脉东北端,自然地理条件优越,种子植物种系饱和度大。在2100公顷的面积内有种子植物134科~1 488属、1043种(包括亚种和变种)。本文选取11个较有代表性地区的自然种子植物区系与木林子区系进行比较分析,以求深化对木林子种子植物区系性质、起源及与邻近区系关系的认识。多区系比较研究中,优势科的确立和其相似性指标是一个指示区系特征异同的重要参数,木林子种子植物区系优势科与湖北神农架、江西庐山、广东黑石顶和海南尖峰岭区系的相似性指标分别为73.3%、46.7%、33.3%和13.3%,共有优势科下辖的各种系在各区系中具明显的替代现象。在各区系种子植物属的比较中,沿用经典的分布区类型的划分和相似性指标的比较分析,并运用数量分类方法,以11个不同种子植物区系的14个分布区类型进行聚类分析,将11个种子植物区系分为3组。实践证明数量分类方法可客观地反映各区系间的异同,以及起源上的内在同一性。

鄂西木林子自然保护区种子植物区系的初步研究

木林子自然保护区具有丰富的种子植物,现已知种子植物134科、488属、约1043种(包括亚种和变种)。从木林子种子埴物134科的地理分布统计和488属所归属的15个分布区类型的比较分析中,可以看出木林子种子植物区系明(?)具有温带性质并含有丰富的热带成分。温带分布科、属分别占木林子区系总科、属数(不包括世界分布科、属)的51.09%和63.45%,热带分布科、属则为48.91%和31.16%,根据本区系在世界、中国和湖北种子植物区系中种数百分比的比较分析,确认桦木科(Betulaceae)、山茱萸科(Cornaceae)等15科为木林子区系组成上的优势科。木林子种子植物区系中有众多的古老或原始的科属,在东亚分布科和中国特有属中尤为明显,值得特别注意的是本区系中仅分布于川东——鄂西或以川东——鄂西为分布中心的种数多达131种,占全部种数的12.55%,表现出强烈的种系发生和分化的地域性特征,建议在中国植物区系华中地区内划分川东——鄂西亚地区。

木林子国家级自然保护区苔藓植物物种与区系研究

基于野外调查、采集标本和查阅文献,对木林子国家级自然保护区苔藓植物物种及区系特点进行研究。结果显示:该保护区苔藓植物共有64科121属292种,其中,苔类28科38属88种,藓类36科83属204种。该保护区共有湖北新记录科2科、新记录属9属、新记录种73种。该保护区苔藓植物区系成分多样,有11个区系类型,以温带成分为主(占30.89%)、东亚成分次之(占18.92%)。相比清凉峰、大巴山、十万大山和佛坪4个国家级自然保护区,木林子呈现出科多种少的特点,物种分化程度更高。木林子保护区与清凉峰的苔藓植物组成相似度最高,与佛坪相似度最低。该研究结果从苔藓植物多样性的角度佐证了清江流域物种分化程度较高的观点,为丰富木林子国家级自然保护区苔藓植物和湖北省苔藓植物提供了基础资料。

鄂西木林子自然保护区种子植物区系的初步研究

2.2.1.2 东亚分布属的分析东亚分布是从喜马拉雅一直分布到日本的一些属。东亚分布属(包括变型)在本区系有91属,136种(包括变种),分别占本区系属种数的20.40%和13.01%,隶属于46科。中国东亚分布属共294属,木林子东亚分布属占其31.29%。本区系91属中木本属有48属。木本科18科。在这91属中,仅猕猴挑属(Actinidia)和沿阶草属(Ophiopogon)各有5种,25属2～4种,其他64属仅1种出现于本区系。给人印象深刻的是单种属达13属,占本区系该分布型的14.13%;少种属(2～6种)26属,占该分布型的28.26%;其中古老、孑遗的属种会多,也不乏较为特化的类群,这反映了该分布型植物在亚洲温带区系形成和发展中的关键性作用。