濒危植物朝鲜崖柏群落特征研究

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朝鲜崖柏(Thuja koraiensis Nakai)为常绿乔木、国家二级重点保护植物,既是极度濒危物种,又是具有珍贵观赏价值和重要经济用途树种。朝鲜崖柏主要分布于吉林省长白山林区,海拔1000~2000m的山坡山谷等狭窄地带。近年来,朝鲜崖柏受多种人为因素干扰导致其生境遭到破坏,种群和个体数量呈下降趋势,研究其濒危的生物生态学基础具有重要的学术价值。本文基于典型样地法对长白山区朝鲜崖柏群落进行了生态调查,并采用生态学分析方法,研究并分析了野生朝鲜崖柏群落物种组成、区系成分、群落结构、生态位、种间联结、林下更新等特征。得出以下结果:(1)朝鲜崖柏群落共有43科76属104种维管植物,菊科(Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)、百合科(Liliaceae)等11科为优势科。单种科和单种属占比高,反映出群落的古老性。群落中种子植物有35科68属92种,地理成分较为复杂,区系成分以北温带类型为主,北温带广布类型对群落种子植物区系性质影响极大,世界广布及东亚和北美洲间断分布影响较大。(2)群落垂直结构分为乔木层、灌木层和草本层3层。朝鲜崖柏在灌木层中有1778株,乔木层有128株,分别占整个样地内群落树木株数的43.28%和3.12%。朝鲜崖柏群落各种群年龄结构有单峰型、间歇型、金字塔型、逆-J型和单柱型5种,而朝鲜崖柏种群年龄结构为金字塔型,发展趋势为增长型。朝鲜崖柏第1径级(DBH<3cm)植株数量最多(1822株)且死亡率(2.62%)较低,第2~5径级(3cm≤DBH<15)和第6~12径级(DBH≥15cm)数量较少分别为72株和12株,但平均死亡率分别高达46.27%和40.00%。在不同样地中,朝鲜崖柏种群垂直结构和年龄结构存在断层现象。(3)调查样地中共有朝鲜崖柏1906株,仅发现6株结实树,土壤种子库平均种子密度102粒/m~2,种子无活力且样地中无种子转化成苗木。朝鲜崖柏种群天然更新方式为萌生更新,保护区内的种群更新密度(5350~11325株/hm~2)大于保护区外的种群更新密度(1575~4900株/hm~2)。朝鲜崖柏幼苗幼树高生长呈快—慢—快的规律,总体上生长速度较慢,25a生植株株高约1.2m。(4)群落物种多样性指数和均匀度指数偏低,群落处于不稳定状态。Simpson和Shannon-Wiener多样性指数数值由小到大顺序为,灌木层(0.6308,1.4601)<乔木层(0.7139,1.6352)<草本层(0.7288,1.8407);Peliou均匀度指数由小到大顺序为,灌木层(0.5952)<草本层(0.6840)<乔木层(0.7313)。(5)在群落的15个主要树种中,朝鲜崖柏重要值(18.39%)排序第3。其水平生态位宽度(8.1270)和垂直生态位宽度(2.0962)较小,排序仅第7和第10,靠后的排名和较窄的生态位宽度反映朝鲜崖柏种群在适应环境及应用环境资源的能力较弱。(6)群落的15个主要树种之间水平生态位重叠程度较低,垂直生态位重叠较高,反映各主要种对水平上资源利用分化明显,对垂直上以光资源为主的高度资源利用相似程度较大。朝鲜崖柏与其它主要树种水平重叠程度较小,与山桃稠李、长白落叶松、瘤枝卫矛和红松未发生重叠,与其它10种为部分重叠,对水平资源需求不同;朝鲜崖柏与14种主要树种均发生垂直生态位重叠,其中与山桃稠李、臭松和岳桦为高度重叠,与白桦、鱼鳞云杉、花楷槭等8个树种为较大重叠,对垂直资源竞争较激烈。(7)朝鲜崖柏群落主要树种总体和种对间联结性均较弱,种对正负关联比值(0.69)偏小,群落处于不稳定阶段。群落各主要树种间有4对呈显著联结,朝鲜崖柏与其它主要树种联结程度均未达到显著水平;有16对呈显著协变,其中朝鲜崖柏与朝鲜荚蒾因习性相似呈显著正协变,与山桃稠李和白桦因为竞争资源相互排斥呈显著负协变。综上,朝鲜崖柏群落物种组成丰富,种子植物区系以北温带分布类型为主;群落垂直分层明显;朝鲜崖柏种群发展趋势为增长型;结实母树极少,无实生苗,以萌生方式进行更新,但植株生长很慢;朝鲜崖柏适应生境能力较弱,并且与其它主要树种关联性较弱,群落不稳定。
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