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林下植被是温带森林生态系统的重要组成部分,从林下植被的角度探讨群落物种共存机制具有重要意义。本文分析了林下灌木群落的结构、动态及幼苗动态,采用方差分解(Variationpartitioning)和广义线性混合模型(Generalizedlinearmixedmodel),分别研究了邻体、土壤、地形等对灌木群落结构、动态及幼苗存活的影响。主要结论如下:
1.基于2008年600个5m×5m样方灌木基本特征调查数据的分析发现,阔叶红松林25ha样地内共调查到18种灌木,以东北山梅花(Philadelphusschrenkii)、毛榛(Corylusmandshurica)和簇毛槭(Acerbarbinerve)为主要优势种;调查样方共记录到6435个灌木个体和11369个灌木枝干,其中东北山梅花的个体数和枝干数最多,分别占总数的40.62%和33.37%;不同灌木的成丛率、每丛枝干的数量、冠幅和基径均存在明显的差异;不同灌木在高度上有较为明显的分化,灌木群落成层现象明显;优势种东北山梅花分布广泛,而珍珠梅(Sorbariasorbifolia)、石蚕叶绣线菊(Spiraeachamaedryfolia)、柳叶绣线菊(S.salicifolia)和瘤枝卫矛(Euonymuspauciflorus)等的空间分布则呈现出较明显的异质性。
2.灌木群落p多样性方差分解结果显示:地形和土壤等环境因子与空间因子都可部分地解释阔叶红松林25ha样地灌木群落的β多样性格局。较土壤因子而言,地形因子解释的比例较小。环境因子只能解释灌木群落组成变化的7%~8%,而空间因子可以解释22.6%~26.7%,表明生态位分化过程和中性过程都能影响长白山灌木种多样性的分布格局,但生态位分化过程的相对贡献较小。
3.应用广义线性混合模型分析了毛榛和簇毛槭枝干的动态,结果表明:阔叶红松林两种灌木枝干的生长率和存活概率与同一丛体内其他枝干胸高断面积和表现出显著的正相关,存在着多枝干的生长优势。由于阔叶红松林比较复杂的垂直结构和荫蔽的林下环境,林下层、次林层和林冠层邻体的竞争作用更加明显。然而,研究并没有发现邻体的竞争作用随着林下层、次林层和林冠层的顺序而增强。
4.通过对长白山阔叶红松林25ha样地内600个5×5m样方5年幼苗调查数据的分析发现:共记录22个乔木树种40,132株乔木幼苗,以水曲柳和紫椴幼苗数最多,占幼苗总数的67.0%,树种组成在年际间变化不大;水曲柳、紫椴、假色槭、青楷槭、红松和蒙古栎的幼苗数量在年际间有明显波动,其它树种年际间波动较小;共记录到22个乔木树种的新增幼苗,紫椴、水曲柳、色木槭、红松等11个树种在每一次调查中都有新苗记录;风传播种子的树种如水曲柳、假色槭和青楷槭,当年的新增幼苗数量与前一年的种子数量呈显著正相关,而动物传播种子的树种如红松和蒙古栎,当年的新增幼苗数量与当年、前一年和前两年的种子数量之间均不存在显著的关系。
5.应用广义线性混合模型分析了阔叶红松林25ha样地内邻体和生境因素(地形和土壤)对于幼苗存活的影响。结果表明:阔叶红松林幼苗存活在时间和空间上存在变异,这种变异由邻体和生境异质性共同作用所致。乔木幼苗存活过程中存在负密度制约效应,而生境因素对灌木幼苗存活更加重要。随着乔木幼苗年龄级的增加,影响幼苗存活的因素逐渐由邻体转变为生境异质性。邻体和生境异质性的相对重要性还随种子传播方式和物种而发生变化,相对于风传播和动物传播的物种,重力传播物种的幼苗存活存在显著负密度制约效应。乔木幼苗存活过程中还发现群落补偿趋势的存在。