基于森林生態(tài)系統(tǒng)演替的木荷-馬尾松林種群生態(tài)位研究

吳 斌 何 玲

(1.廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,廣州 510000;2.廣西大學(xué)林學(xué)院,南寧 530000)

通過(guò)保護(hù)和管理廣東國(guó)家森林公園中的木荷和馬尾松林,我們可以確保這些珍貴的綠色資源得到有效的保護(hù)和合理利用。同時(shí),它們也為廣東的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。在未來(lái),我們應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)生態(tài)公益林的保護(hù)和管理工作,加大宣傳力度,提高公眾對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí),共同構(gòu)建美麗、繁榮的生態(tài)廣東。

1 概況

廣東國(guó)家森林公園位于廣東北部,地理位置介于119°11′07″-119°40′06″ E和25°57′16″-26°24′49″ N。該公園的森林面積為2 082.1 hm2。該地區(qū)的氣候?qū)儆诘湫偷闹衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,溫和多雨。年平均氣溫為19.3 ℃,最冷的月份是1月,平均氣溫為10.3 ℃,極端最低氣溫為-23 ℃;最熱的月份是7月,平均氣溫為28.6 ℃,極端最高氣溫為41 ℃。年平均降水量為1 413.8 mm,主要集中在春夏季,秋冬季較少。在廣東國(guó)家森林公園中,木荷和馬尾松群落是在采伐跡地上進(jìn)行人工造林形成的。主要包括木荷馬尾松混交林和馬尾松純林。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)整理

為了深入研究廣東國(guó)家森林公園中的木荷馬尾松人工林,進(jìn)行了野外調(diào)查,并結(jié)合群落樣方調(diào)查方法進(jìn)行研究。在調(diào)查過(guò)程中,設(shè)置了喬木層樣方、更新層樣方和草本植物樣方,以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。喬木層樣方的面積為20 m×20 m,更新層樣方的面積為5 m×5 m(測(cè)量樹(shù)高≤5 m且胸徑≤3 m),草本植物樣方的面積為1 m×1 m。這項(xiàng)研究通過(guò)野外調(diào)查和群落樣方調(diào)查方法,為了解木荷馬尾松人工林的生態(tài)特征和恢復(fù)狀況提供了重要數(shù)據(jù)［2］。

2.2 生態(tài)位測(cè)度方法

為了測(cè)定廣東國(guó)家森林公園中群落的生態(tài)位特征,本研究采用了Shannon-Wiener多樣性指標(biāo)的生態(tài)位寬度(Bs)和Levin生態(tài)位寬度指數(shù)(B*),以及Fehlberg等人提出的生態(tài)位相似比例(G)測(cè)度公式。在計(jì)算種群的寬度和重疊時(shí),通常需要考慮絕對(duì)和相對(duì)加權(quán)因子,這些因子可以更好地反映群落間的生態(tài)位差異。

由于廣東國(guó)家森林公園地域較小,因此本研究省略了絕對(duì)和相對(duì)加權(quán)因子的計(jì)算。在亞熱帶森林中,生態(tài)位寬度的大小順序基本一致,只是其絕對(duì)值有所不同。因此,在研究中不必過(guò)于關(guān)注加權(quán)因子的計(jì)算,而是將重點(diǎn)放在群落生態(tài)位特征的比較和分析上。

生態(tài)位寬度的測(cè)定方法可能會(huì)因研究對(duì)象和環(huán)境條件的不同而有所差異。因此,在今后的研究中,可以結(jié)合更多的指標(biāo)和方法,進(jìn)一步完善對(duì)廣東國(guó)家森林公園中群落生態(tài)位特征的認(rèn)知,為保護(hù)和管理提供更準(zhǔn)確的參考［3］。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)位寬度分析

樹(shù)種的生態(tài)位寬度是評(píng)估其生態(tài)適應(yīng)能力、生存機(jī)會(huì)和分布范圍的重要指標(biāo)。在第一類型群落中,這些樣其在更新層中個(gè)體數(shù)量眾多且分布均勻,因此具有最大的生態(tài)位寬度。這意味著木荷具有更廣泛的生態(tài)適應(yīng)能力和更多的生存機(jī)會(huì),使其能夠在群落中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。

相比之下,石斑木、短尾越桔和紅葉樹(shù)在更新層中的生態(tài)位寬度較小。這可能表明它們的生態(tài)適應(yīng)能力和生存機(jī)會(huì)相對(duì)較低,對(duì)特定環(huán)境條件的依賴程度較高,因此在該群落中相對(duì)較少或分布較為局限［4］。

在第二類型群落的更新層中,木荷展現(xiàn)了最大的生態(tài)位寬度,這表明它能夠有效地利用群落的環(huán)境和空間資源,具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力。然而,與第一類型更新層的主要種群相比,木荷與其他樹(shù)種的生態(tài)位寬度差異已經(jīng)明顯縮小。在第一類型群落中,木荷與次優(yōu)種石斑木的生態(tài)位寬度差大約為1.28倍,與排名第三的短尾越桔的差異約為1.41倍。而在第二類型群落中,木荷與次優(yōu)種豺皮樟的生態(tài)位寬度差異約為1.015倍,與山礬的差異約為1.096倍。

在第三類型群落中,更新層中的木荷種群仍然展現(xiàn)出最大的生態(tài)位寬度(Bs為0.440,B′為0.985),木荷相比團(tuán)花的生態(tài)位寬度差異約為0.006,相比豺皮樟的差異約為0.029。此外,木荷在群落中促進(jìn)了正向演替的過(guò)程。木荷作為優(yōu)勢(shì)種群對(duì)群落結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的影響逐漸減弱,為其他樹(shù)種的生存和繁衍提供了更多機(jī)會(huì),使得群落的物種組成逐漸多樣化。這種演替過(guò)程在維持群落的穩(wěn)定性和生態(tài)平衡方面起著重要的作用［5］。

第四類型群落的更新層中,冬青、黃瑞木、毛冬青等樹(shù)種,它們可能具備適應(yīng)這個(gè)特定生境的特征和生態(tài)策略,使其能夠更有效地獲取養(yǎng)分、水分和光線等資源。這些樹(shù)種通過(guò)適應(yīng)環(huán)境和資源的能力,能夠在更新層中取得較高的生態(tài)位寬度,展現(xiàn)出相對(duì)均勻的競(jìng)爭(zhēng)能力。

這種生態(tài)位寬度的均勻分布有助于維持群落的穩(wěn)定性和多樣性。各優(yōu)勢(shì)種相互之間的生態(tài)位寬度差異較小,可能會(huì)減少激烈的競(jìng)爭(zhēng)和資源過(guò)度利用的情況。這種相對(duì)均勻的生態(tài)位寬度分布促進(jìn)了物種之間的相互作用和資源的平衡利用,有利于維持群落的健康和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

因此,第四類型群落的更新層中,雖然木荷的生態(tài)位寬度較小并失去了優(yōu)勢(shì)種相對(duì)均勻地利用環(huán)境資源的能力。冬青、黃瑞木、毛冬青等樹(shù)種的良好適應(yīng)能力使它們能夠更有效地利用群落的環(huán)境資源,并在更新層中健康地生長(zhǎng)。這種均衡的生態(tài)位寬度分布有助于維持群落的穩(wěn)定性和生態(tài)系統(tǒng)的健康。它提供了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)平衡,減少了激烈的競(jìng)爭(zhēng)和資源的過(guò)度利用,從而有利于整個(gè)群落的長(zhǎng)期存續(xù)。

此外,第四類型群落中木荷以外的優(yōu)勢(shì)種,如冬青、黃瑞木和毛冬青等,可能具備與環(huán)境互動(dòng)的適應(yīng)性特征。這些特征可能包括適應(yīng)不同土壤類型、水分條件和光照水平等的能力。它們的適應(yīng)能力使它們能夠更好地利用群落中的環(huán)境資源,從而在更新層中表現(xiàn)出較高的生態(tài)位寬度。

第四類型群落的更新層中樹(shù)種的生態(tài)位寬度順序呈現(xiàn)一定的均勻性,物種相對(duì)平衡地利用環(huán)境資源,有助于維持群落的穩(wěn)定性和多樣性。冬青、黃瑞木、毛冬青等樹(shù)種通過(guò)其良好的適應(yīng)能力,更有效地利用群落的環(huán)境資源,進(jìn)一步促進(jìn)了群落的健康和正常發(fā)展［6］。

表1列出了廣東國(guó)家森林公園中木荷馬尾松群落更新層部分物種之間的生態(tài)相似性。

表1 廣東國(guó)家森林公園木荷馬尾松群落更新層部分物種的生態(tài)相似性

根據(jù)表1提供的信息,可以看出在第一類型群落更新層的20個(gè)物種中,只有4對(duì)物種的生態(tài)位相似性比例大于0.5,這表示這些物種在生態(tài)位利用上存在較大的重疊,可能共享相似的資源。然而,這些物種只占總物種數(shù)的一部分,大約65%的物種只能利用一個(gè)資源位,而其余的物種則有較大的差異,表明它們?cè)谏尜Y源和空間上有較大的差異。

這種低生態(tài)相似性可能與該群落是人工種植的、封禁保育時(shí)間不長(zhǎng)以及物種組成較為單一有關(guān)。人工種植的群落往往在物種組成上缺乏自然的多樣性,這可能限制了不同物種之間的相互作用和資源競(jìng)爭(zhēng)。此外,封禁保育時(shí)間不長(zhǎng)意味著群落還沒(méi)有完全恢復(fù)自然狀態(tài),人工干擾的影響仍然較大,可能導(dǎo)致物種間生態(tài)位的差異性較高。

隨著時(shí)間的推移和保育措施的加強(qiáng),我們可以期待群落逐漸恢復(fù)到更接近自然狀態(tài)的狀態(tài)。這意味著物種組成和生態(tài)位的相似性可能會(huì)增加,從而促進(jìn)群落的健康發(fā)展和生態(tài)平衡。

在群落中,具有較大生態(tài)位寬度的樹(shù)種往往能夠展現(xiàn)出多樣化的資源利用策略。它們能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件,并在資源位上表現(xiàn)出更多樣化的特征。因此,這些樹(shù)種之間的相似性比例值也較高。這是因?yàn)樗鼈児蚕砹烁嗟纳鷳B(tài)資源,并可能在相似的生態(tài)條件下生長(zhǎng)和繁衍。

隨著群落的恢復(fù)和生態(tài)位的增加,樹(shù)種之間的相似性比例值可能會(huì)提高。這反映了它們?cè)谫Y源利用上的相似性和共享程度的增加。相似性的增加有助于促進(jìn)群落內(nèi)的相互作用和生態(tài)功能的發(fā)揮,進(jìn)一步增強(qiáng)了群落的穩(wěn)定性和生態(tài)平衡。

因此,通過(guò)保育措施的加強(qiáng)和時(shí)間的推移,我們可以期待群落中生態(tài)位寬度較大的樹(shù)種共享更多的資源,并展現(xiàn)出更多樣化的利用策略。這將有助于群落的健康發(fā)展、生態(tài)平衡的維持,并為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和保護(hù)做出貢獻(xiàn)。

然而,有時(shí)候生態(tài)位寬度較低的樹(shù)種之間的相似性比例卻可能高于生態(tài)位寬度較高的樹(shù)種之間。這是因?yàn)橄嗨菩员壤粌H取決于生態(tài)位寬度的大小,還取決于樹(shù)種之間對(duì)資源位的利用。在第4類型群落中的少葉黃杞和青岡,它們的生態(tài)位寬度值并不大,但它們對(duì)資源位的利用相似性比例卻達(dá)到了0.928。這可能是因?yàn)殡m然它們的生態(tài)位寬度有限,但它們?cè)诶觅Y源位的方式和策略上非常相似,可能有類似的生態(tài)位分化或資源共享方式,從而導(dǎo)致它們之間的相似性比例較高。

盡管在中亞熱帶森林群落中,生態(tài)位寬度較高的樹(shù)種通常具有較高的相似性比例值,但生態(tài)位寬度較低的樹(shù)種之間的相似性比例也可能很高,這取決于它們對(duì)資源位利用的相似程度。生態(tài)位寬度和相似性比例的關(guān)系需要綜合考慮,并結(jié)合具體群落和樹(shù)種特征進(jìn)行分析［7］。

3.2 結(jié)果

廣東國(guó)家森林公園中的木荷馬尾松群落結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,但可以通過(guò)與其他樹(shù)種的混交種植來(lái)形成多樣化的林分結(jié)構(gòu)。木荷種群在群落的更新層中普遍具有較大的生態(tài)位寬度,這意味著它們能夠適應(yīng)多種環(huán)境條件并與其他樹(shù)種共享資源。

通過(guò)與其他樹(shù)種的混交種植,木荷群落能夠形成復(fù)雜的生態(tài)互動(dòng),從而促進(jìn)群落的穩(wěn)定和多樣性?；旖环N植有助于提供更多的生境和資源選擇,為各種植物提供更好的生長(zhǎng)條件。這樣的資源共享趨勢(shì)有助于增加物種的豐富度和群落的穩(wěn)定性。

為了實(shí)現(xiàn)理想的林木結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效益,合理的間伐和栽培技術(shù)至關(guān)重要。間伐可以促進(jìn)木荷和馬尾松等樹(shù)種的生長(zhǎng)和更新,避免過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)和擁擠。同時(shí),適當(dāng)?shù)脑耘嗉夹g(shù)可以提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境,促進(jìn)樹(shù)木的健康生長(zhǎng)和生態(tài)功能的發(fā)揮。

因此,在廣東國(guó)家森林公園中,通過(guò)與其他樹(shù)種的混交種植和合理的林業(yè)管理措施,可以實(shí)現(xiàn)木荷馬尾松群落的多樣性和穩(wěn)定性。這不僅對(duì)于保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng),增加生物多樣性,還對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展具有積極的影響,木荷作為鄉(xiāng)土樹(shù)種具有較大的生態(tài)位寬度和資源共享能力,適宜與其他樹(shù)種混交種植。而馬尾松則適合用于建立針闊混交速生豐產(chǎn)林或大徑材林,但需要人工撫育措施的支持和管理。這些措施的實(shí)施將有助于維護(hù)群落的穩(wěn)定性和生態(tài)功能,并為可持續(xù)的林業(yè)發(fā)展提供支持。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析中亞熱帶木荷馬尾松林不同恢復(fù)類型群落更新層種群的生態(tài)位特征,可以為我們選擇合適的樹(shù)種建立針闊混交林和人工闊葉混交林提供指導(dǎo)。特別是作為具有廣泛生態(tài)位寬度的鄉(xiāng)土樹(shù)種,木荷具備與其他樹(shù)種混交的潛力,為促進(jìn)生物多樣性恢復(fù)和發(fā)展提供了有益的支持。這對(duì)于保護(hù)現(xiàn)有森林和提升人工林的生態(tài)功能具有重要意義。