天然次生林蒙古櫟種群動態(tài)與分布格局

趙 健

(吉林省林業(yè)和草原局，吉林 長春 130022)

種群動態(tài)變化及分布格局是研究種群特征、種間關(guān)系以及環(huán)境對種群影響的重要方法，其中生命表結(jié)構(gòu)分析是解析種群數(shù)量動態(tài)變化的重要工具[1-3]。了解種群數(shù)量動態(tài)變化規(guī)律和分布格局，對探索種群的生存機(jī)制和群落的穩(wěn)定性具有重要意義[4，5]。蒙古櫟(Quercusmongolica)屬殼斗科、櫟屬落葉喬木，是中國東北林區(qū)天然次生林的主要建群樹種，主要分布在中國東北、華北、西北，俄羅斯、日本、蒙古及朝鮮半島也有分布，不僅具有重要的生態(tài)價值，而且其木材、果實和樹葉均具有較高的經(jīng)濟(jì)價值[6-9]。本文對梅河口市天然次生林蒙古櫟種群動態(tài)與分布格局進(jìn)行了分析，旨在為次生林蒙古櫟種群的保護(hù)、恢復(fù)以及可持續(xù)經(jīng)營提供參考。

1 研究區(qū)概況

梅河口市位于吉林省東南部，通化市北部，長白山西麓，地處松遼平原與長白山區(qū)的過渡地帶，地理位置125°15＇～126°03＇ E、42°08＇～43°02＇ N。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫4.6 ℃，無霜期136 d左右，年平均日照時數(shù)2 479 h，年平均降水量736 mm。森林覆蓋率為30.1 %，主要喬木樹種有紅松(Pinuskoraiensis)、蒙古櫟(Quercusmongolica)、紫椴(Tiliaamurensis)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、黃檗(Phellodendronamurense)等；主要灌木有長白忍冬(Loniceraruprechtiana)、胡枝子(Lespedezabicolor)、珍珠梅(Sorbariasorbifolia)等。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于2021年梅河口市自然災(zāi)害綜合風(fēng)險普查數(shù)據(jù)庫，選取喬木標(biāo)準(zhǔn)地42個。優(yōu)勢樹種為蒙古櫟，在林分樹種組成中占50 %以上，標(biāo)準(zhǔn)地面積666.7 m2，對其中的10個標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行每木檢尺，統(tǒng)計樹種、胸徑、樹高、株數(shù)以及幼樹樹種和株數(shù)。

2.2 年齡結(jié)構(gòu)劃分

本文采用徑級代替齡級的方法對蒙古櫟種群存活個體進(jìn)行徑級分組，根據(jù)檢尺記錄的徑級分布特點，將8.9 cm及以下劃分為第Ⅰ徑級、9.0～12.9 cm劃分為第Ⅱ徑級、每隔3.9 cm為1個徑級，以此類推，41 cm及以上均為第Ⅹ徑級。將存活個體徑級從小到大的順序看作時間順序關(guān)系，徑級為對應(yīng)的齡級。

2.3 靜態(tài)生命表編制和存活曲線

種群存活曲線以種群存活個體數(shù)的自然對數(shù)ln(lx)為縱軸，以齡級為橫軸繪制蒙古櫟種群存活曲線。采用指數(shù)函數(shù)(y=aebx)和二項式函數(shù)(y=ax2+bx+c)，利用SAS 8.1軟件對存活曲線進(jìn)行擬合和檢驗。

2.4 種群分布格局

蒙古櫟種群分布格局利用擴(kuò)散系數(shù)(V)測定，并做t檢驗判定顯著性，利用負(fù)二項參數(shù)(K)、叢生指數(shù)(I)和Morisita指數(shù)(M)分析種群的聚集強(qiáng)度[10]。其中擴(kuò)散系數(shù)V=1種群為均勻分布，V的t檢驗結(jié)果達(dá)到極顯著水平種群為聚集分布，達(dá)到顯著水平種群為聚集分布向隨機(jī)分布轉(zhuǎn)變，不顯著為隨機(jī)分布。

3 結(jié)果與分析

3.1 種群靜態(tài)生命表

利用蒙古櫟種群標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)各齡級存活個體數(shù)，編制蒙古櫟種群靜態(tài)生命表(見表1)?？梢钥闯?，蒙古櫟種群生命期望隨齡級增加逐漸減少，種群死亡率和消失率總體上呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。死亡率和消失率最大值均出現(xiàn)在第Ⅳ齡級，分別為0.51和0.72，之后在第Ⅷ齡級出現(xiàn)增加。主要是因為幼齡個體適應(yīng)環(huán)境能力較強(qiáng)，隨著個體間競爭增加，死亡率和消失率不斷提高，隨著齡級增加個體間競爭逐漸減少，死亡率和消失率隨之下降；第Ⅷ齡級死亡率和消失率增加主要是由于人為采伐造成的。

表1 蒙古櫟種群靜態(tài)生命表

3.2 種群存活曲線

蒙古櫟種群存活曲線見圖1。可以看出，種群存活曲線介于Deevey-Ⅱ和Deevey-Ⅲ之間，因此，對種群存活曲線進(jìn)行擬合和檢驗。擬合的指數(shù)函數(shù)結(jié)果為y=8.852 3e-0.103x，R2為0.929 7；二項式函數(shù)結(jié)果為y=-0.032 3x2-0.141 9x+7.279 3，R2為0.984 5；蒙古櫟種群存活曲線更接近于二項式函數(shù)，為“凸”型曲線。表明種群早期死亡率低，但生存到一定年齡后出現(xiàn)大量死亡現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要是由于人為干擾造成的。

圖1 蒙古櫟種群存活曲線

3.3 種群分布格局

對蒙古櫟種群擴(kuò)散系數(shù)、負(fù)二項參數(shù)、叢生指數(shù)和Morisita指數(shù)進(jìn)行計算(見表2)，結(jié)果表明蒙古櫟種群總體服從聚集分布，且聚集程度較高。隨齡級的增加種群分布格局逐漸從聚集分布轉(zhuǎn)為隨機(jī)分布，但在第Ⅴ齡級時服從聚集分布，隨后又轉(zhuǎn)為隨機(jī)分布。種群的這種分布格局變化，主要受群落內(nèi)種間、種內(nèi)競爭，以及光照、水分和土壤等環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。

表2 蒙古櫟種群分布格局

4 結(jié)論與討論

種群的靜態(tài)生命表和存活曲線可有效反映種群的數(shù)量動態(tài)，對了解種群在各個齡級的存活情況具有重要作用[11]。蒙古櫟種群生命期望隨齡級增加逐漸減少，種群死亡率和消失率總體上呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，種群死亡率和消失率最大值均出現(xiàn)在第Ⅳ齡級，分別為0.51和0.72。蒙古櫟種群存活曲線更接近于二項式函數(shù)，為“凸”型曲線，種群早期死亡率低，但生存到一定年齡后出現(xiàn)大量死亡現(xiàn)象。

種群受群落內(nèi)不同物種或相同物種競爭作用，以及生境條件和外界干擾的共同影響下分布格局發(fā)生較大變化[12]。蒙古櫟種群總體服從聚集分布，且聚集程度較高，隨齡級的增加種群分布格局逐漸從聚集分布轉(zhuǎn)為隨機(jī)分布，在第Ⅴ齡級時服從聚集分布，隨后又轉(zhuǎn)為隨機(jī)分布。本文對天然次生林蒙古櫟種群動態(tài)與分布格局進(jìn)行了分析，旨在為種群的保護(hù)、恢復(fù)和可持續(xù)經(jīng)營提供參考，對不同人為干擾程度下蒙古櫟種群特征的變化有待于進(jìn)一步研究。