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植物种群结构与动态作为种群生态学研究的重要内容,对不同地区种群结构与动态的研究不仅可以反映种群的生存现状,而且可以展现植物与外界环境相互作用的结果,对植物资源的保护及利用具有重要的意义;植物和土壤生态化学计量学研究,不仅可以揭示生态系统植物-土壤养分比例的调控机制及其相互作用的关系,认识养分比例在生态系统的过程和功能中的作用,并且对气候和地域变化的适应与反馈能力等具有十分重要的意义,同时也可为植被恢复策略的制定提供指导意义。红树林是自然分布于热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落,是红树林湿地生态系统的重要组成部分。广西北仑河口国家级自然保护区分布有我国唯一的连片面积最大的边境红树林生态系统,为研究天然红树植物种群和群落动态以及生态系统结构与功能提供了珍贵样本。本研究在北仑河口国家级自然保护区建立12个20m×20m固定样地,并将每个样地划分为4个10m×10m的样方调查单元,对每个样方内的木本植物的种名、个体相对坐标,基径、胸径和高度等进行了调查,同时对样地内的优势植物叶片进行取样;采用高度级结构、大小级结构、静态生命表、存活曲线、时间序列分析等方法对4种红树植物秋茄(Kandelia candel)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、白骨壤(Avicennia marina)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)的种群结构和动态进行了分析和预测。此外,利用单因素方差分析、Pearson相关分析和描述性统计分析等方法,对叶片和土壤的C、N、P化学计量特征进行了分析。主要研究结果和结论如下:(1)高度级和大小级结构分析表明,木榄和秋茄的幼苗和幼树较为丰富,种群更新良好;桐花树种群更新受到一定阻力,成年植株相对较少,但能维持一定幼苗数,种群相对稳定;白骨壤种群个体数相对较少且没有幼苗,种群更新不良,呈现明显的衰退趋势。(2)静态生命表分析表明,4种红树植物种群不同龄级的存活量差别较大,存活量和生命期望一般随龄级的增加逐渐减少。存活曲线分析表明,白骨壤种群的存活曲线属于DeeveyⅠ型,其种群个体均能达到其平均生理寿命;木榄和秋茄种群属DeeveyⅡ型,各龄级个体具有相对一致的死亡率;而桐花树种群介于DeeveyⅠ型和DeeveyⅡ型之间,其幼龄期死亡率偏高,中龄期后死亡率逐渐接近。(3)通过时间序列分析,预测白骨壤未来种群数量将明显降低,种群逐步衰退;桐花树种群幼年个体数降低而成年个体数趋增,未来种群数量将表现为稳中有降;木榄和秋茄幼年个体较多,各龄级种群补充良好,因此未来种群数量将趋于增加。通过7种聚集强度指数计测,表明4种红树植物不同龄级种群多呈现聚集分布,聚集强度往往随种群龄级的增加而趋于降低。(4)4种红树植物的种群动态与群落所处演替阶段息息相关,先锋植物白骨壤种群处于较快衰退阶段,演替前中期的桐花树种群稳中有降,而演替中后期的秋茄和木榄种群出现不同程度的增长,表明本次调查的红树林群落正处于演替的中期阶段,白骨壤和白骨壤+桐花树群丛将逐步演替为以木榄为优势种的群丛。红树植物的种群动态受到生境条件、种内和种间竞争、虫害等多种因素的调控。4种红树植物不同龄级的聚集分布与自身的繁殖方式以及生境条件密切相关,聚集强度随龄级增加而逐渐下降可能与种内或种间相互作用增强而造成的自疏或它疏作用有关。(5)植物叶片C、N、P化学计量特征分析结果表明,叶片C含量、N含量、P含量、C/N、C/P和N/P的变化范围分别为421.991-537.920mg/g、9.013-21.633mg/g、0.791-3.601 mg/g、22.76-56.73、132.66-646.81、5.56-13.01,平均值分别为492.49mg/g、13.39mg/g、1.35mg/g、39.04、132.66、10.47。分析表明,北仑河口保护区内4种优势红树植物叶片C/P、C/N的变异程度要高于N/P的变异程度。由相关分析可知,叶片C含量与N含量,C含量与P含量均呈极显著的负相关关系,N含量与P含量呈极显著的正相关关系。保护区内4种优势植物叶片N/P值为10.47,小于临界值14,表明植物生长主要受N元素的限制。(6)土壤C、N、P化学计量特征分析结果表明,叶片C含量、N含量、P含量、C/N、C/P和N/P的变化范围分别为19.35-39.59 mg/g、0.71-1.73 mg/g、0.14-0.33 mg/g、21.65-36.19、77.40-186.75、3.44-5.86,平均值分别为28.65mg/g、1.04mg/g、0.22mg/g、28.18、135.21、4.77。分析表明,北仑河口保护区土壤C含量要高于我国土壤C含量平均值,同时C/N、C/P也偏高,这与红树林湿地生态系统具有较强的碳汇能力有关。相关分析表明,土壤C含量与N含量、N含量与P含量元素间存在显著的相关关系,而C含量与P含量元素间相关关系不显著。叶片和土壤相关分析可知,土壤P含量与叶片C含量、C/P及N/P有显著的相关关系,而土壤N含量仅与叶片C/P含量具有显著的相关关系,这是因为植物化学元素的含量与植物自身特性、植物所处的生长环境、土壤的特性等都有关。