祁连山北坡草类—青海云杉林优势种群分布格局分析
邸华1,刘建泉1,丁国民1,张元山2,张义鹏3
【摘 要】摘要:对祁连山林区中、东段草类—青海云杉林调查,用格局指数法测定格局指数C,并进行t检验,用聚集强度指标:丛生指标I、扩散型指数IS、负二项参数K、Cassie指标CA、聚块性指标L,分析了青海云杉种群分布格局,结果表明:祁连山中段青海云杉种群呈聚集分布,再计算聚集均数λ,证明造成种群聚集分布的原因是种群生物学特性与环境的共同作用。祁连山东段青海云杉种群呈均匀分布、均匀分布向随机分布的逼近,主要是由种群个体间的竞争造成的,种群在一定空间内个体扩散分布呈Poisson分布。 【期刊名称】甘肃林业科技 【年(卷),期】2009(034)003 【总页数】5
【关键词】青海云杉;优势种;种群;分布格局
种群分布格局是组成种群的个体在其生活空间的位置状态或布局,大致可分为3种类型:随机型、均匀型、聚集型[1]。分析种群空间分布格局,对研究种群特征、种间相互关系以及种群与环境之间的关系具有重要的作用[1,2]。 青海云杉属寒温性常绿针叶树种,是西北地区的特有树种,也是祁连山林区的主要建群种之一[2,3]。本文对祁连山北坡草类—青海云杉林优势种群青海云杉的空间分布格局进行调查分析,探讨祁连山北坡青海云杉种群的空间结构及分布特征,为评价青海云杉种群生产力,预测群落发展趋势提供理论依据。
1 自然概况
祁连山自然保护区位于甘肃西南部祁连山北坡,97°25′~103°46′E,36°43′~
39°36′N,森林覆盖率21.8%。海拔2 000~4 000 m,属大陆性高寒半湿润气候,年平均气温0.2~3.6℃,年降水量200~500 mm,年均日照时数2 600 h左右,相对湿度47%~58%。现已查到保护区分布有高等植物1 311种,隶属95科451属;主要植被为青海云杉Picea crassifolia等组成的寒温性针叶林,祁连圆柏Sabina przewalskii等组成的温性针叶林,杜鹃Rhododendron ssp.组成的常绿革叶灌丛,金露梅Dasiphora fruticas、鬼箭锦鸡儿Caragna jubata、吉拉柳Salix gilasnanica、冰川茶藨子Ribes glaciale等组成的落叶阔叶灌丛。山地森林草原带发育有山地灰褐森林土、亚高山草甸草原土和亚高山灌丛草甸土[3]。由于水平和垂直分布不同,青海云杉林型结构大致可分为灌木—青海云杉林、草类—青海云杉林、苔藓—青海云杉林和马先蒿—青海云杉林[2]。
2 调查方法
在对祁连山林区森林植被进行全面踏查的基础上,选取祁连山中段西营河自然保护站草沟梁和上马沟、东段哈溪自然保护站的流金台和毛托落具有代表性的草类—青海云杉林4块样地(20 m×20 m)64个样方(5 m×5 m),用GPS测定样地地理坐标,调查海拔、坡度、坡向、坡位等环境条件,随后采用相邻格子样方法,在每个小样方内调查乔木树种的种类、郁闭度、株数、胸径和树高等。对调查资料(表1)进行青海云杉种群空间分布格局的计算分析,用每个样地内采集的土壤样品,测定土壤含水率,草沟梁、上马沟、流金台、毛托落4个样地的土壤含水率分别为44.07%、31.65%、32.39%、26.38%。
3 数据分析
3.1 格局指数的测定[2~5]
采用4个样地64个相邻格子样方的立木调查数据,分别计算样地内青海云杉株数平均值小x和方差S2后,计算格局指数C:
式中:n为样方数,Xi为每个样方内的个体数,S2为方差,为样方平均数;如果C=1时为随机分布,C>1时为聚集分布,C<1时为均匀分布,然后以n-1为自由度和95%的置信度查t分布进行显著性检验:
式中:n为样方数,当t≥t0.05(n-1)时为聚集分布,否则为均匀分布或随机分布。
3.2 聚集强度指标的计算方法[2~4] 3.2.1 丛生指标(I)
I=0为随机分布,I>0为聚集分布,I<0均匀分布。 3.2.2 扩散型指数(Is)
式中:n为样方数,N为总株数,C为格局指数。
Is=1为随机分布,Is>1为聚集分布,Is<1为均匀分布。 3.2.3 负二项参数(K)
K值愈小,聚集度愈大;当K值趋于无穷大时(K一般为8以上),则逼近泊松分布。
3.2.4 Cassie指标(CA)
CA=0为随机分布,>0为聚集分布,<为均匀分布。 3.2.5 聚块性指标(L) 式中:
L=1为随机分布,L>1为聚集分布,L<1均匀分布; 3.3 聚集均数λ的计算