青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地草本植物群落主要种生态位特征

特定环境下植物的生态位决定植物群落的相对稳定状态。以空间代替时间方法,采用Levins和Shannon-Wiener生态位宽度指数、Pianka和Schoener生态位重叠指数,分析青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地4个演替阶段群落的种群生态位宽度和生态位重叠程度,并划分群落特化种和泛化种。结果表明:火烧迹地不同演替阶段的草本层主要物种的Levins和Shannon-Wiener生态位宽度指数结果基本一致,同一物种在不同演替阶段的生态位宽度存在差异,生态位宽度23 a>5 a>15 a>顶级群落(Climax)。5 a群落有2个特化种2个泛化种,15 a群落有4个特化种2个泛化种,23 a群落仅有3个特化种,Climax群落有3个特化种5个泛化种。23 a群落的高生态位重叠指数的种对数占比最小,而Climax群落有着较少低生态位重叠指数的种对数;中等生态位重叠指数的种对数占总对数比值大小顺序为Climax>5 a>15 a>23 a。通过研究分析可以得出:青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林经过重度火干扰后,火烧迹地演替初期的群落(5 a)和受人为定向干扰的群落(23 a),植物生境资源丰富,各植物种的生态位宽度都相对较大、生态位重叠较小,相应地种间竞争小;演替中期(15 a),生态位重叠分离现象明显,群落中的大多数种在资源利用上具有极大的相似性,种间竞争加剧;而Climax属于顶级群落,各种的生态位宽度相对较宽,大多数植物种间生态位重叠不高,竞争较小,群落处于一个相对稳定的状态。除了Climax群落,其他各演替阶段群落所含特化种占特化种与泛化种之和比≥50%,特定的生境促使特化种的形成。适当的人为干预能够提高群落内种的生态位宽度,降低种间的生态位重叠,形成较为稳定的生态群落。

青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地植物群落演替的数量研究

[目的]分析青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地不同演替阶段植物群落物种组成和多样性变化规律,为火烧迹地植物群落的科学管理提供依据。[方法]采用空间代替时间方法,在迭山北坡,选取4个不同演替阶段的植物群落,即火后演替5年(5 a)、火后演替15年(15 a)、火后演替23年(23 a)和森林顶级群落(Climax)作为一个演替序列,采用样方法调查植物群落的物种组成,计算物种重要值、多样性指数和群落相似系数等指标,以揭示火烧迹地植物群落演替的数量特征。[结果]1)随着火烧迹地植物群落演替时间的推移,群落物种丰富度下降,个体数量逐渐减少,其中5 a群落物种丰富度最大,个体数最多(4008±298株·(400 m^(2))^(-1)),Climax的物种丰富度最小,个体数量也最少(1759±90株·(400 m^(2))^(-1));草本层5a群落、灌木层和乔木层Climax群落的Margalef指数和Shannon-Wiener指数最大。2)依据重要值,5 a、15 a、23 a和Climax 4个不同演替阶段的群落可命名为扁刺蔷薇+箭竹+密生薹草、唐古特忍冬+黑水柳+密生薹草、青海云杉-红桦+扁刺蔷薇+密生薹草群落和云杉-巴山冷杉+唐古特忍冬+密生薹草群落。3)不同演替阶段草本植物群落异质性指数5 a(0.07)<15 a(0.12)<23 a(0.19)<Climax(0.22)。4)5 a、15 a和23 a群落的多度为几何级数分布型,表明火烧迹地环境条件有利于草本植物生长,生态位确定性物种在群落构建过程中占据主要地位;而Climax群落的多度呈“S”型分布,“中间类型”物种占据了群落的绝大部分,属于演替晚期群落。5)根据β多样性的差异,可将4个不同演替阶段群落的灌木层划分为初建灌木层(5 a)和稳定灌木层(15 a,23 a,Climax),草本层划分为剧烈变化草本层(5 a和15 a)和稳定草本层(23 a和Climax)。[结论]随着植物群落演替时间越长,青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地物种丰富度呈递减趋势,群落间的相似性越加接近,群落为正向演替,演替过程为灌木林--落叶阔叶林--针叶林--云杉-巴山冷杉林。

青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地草本植物群落构建机理

群落构建机制是生态学研究的核心论题。生态位理论和中性理论是阐明群落构建的两种主要理论,但这两种理论分别强调的环境过滤和扩散限制对群落构建的影响尚存争议。该研究以青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地不同演替阶段草本群落为研究对象,应用扩散-生态位连续体指数(DNCI)和校正随机率(MST),分析不同演替阶段草本植物群落的主导构建机制。研究结果显示:1)5、15和23 a群落与Climax群落之间的DNCI分别为-22.6169、-21.7507和-8.2594,都远小于0,表明不同演替阶段草本植物群落构建的主要驱动作用是扩散过程;2)5 a-Climax组和23 a-Climax组的MST值均高于50%阈值线,这表明随机性过程在两组群落构建中均占支配地位;对于15 a-Climax组,15 a的MST值为0.6664,Climax的MST值等于0.4927,说明15 a植物群落构建以随机性为主,而Climax群落构建以确定性为主;由于15 a的MST值远高于50%,而Climax的MST值较接近于50%的阈值,也可说明15 a-Climax组群落构建仍以随机性为主。在青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地,随机扩散主导了草本植物群落的构建过程。