喀斯特季节性雨林群落林隙特征及其对幼苗更新的影响

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1、单位代码10602学号2013021606分类号Q948.1密级公开硕士学位论文喀斯特季节性雨林群落林隙特征及其对幼苗更新的影响GapCharacteristicsandItsEffectonSeedlingRegenerationinaKarstSeasonalRainforest学院：生命科学学院学科名称：生态学研究方向：植物生态学年级：2013级研究生：向悟生指导教师：梁士楚教授完成日期：2018年6月喀斯特季节性雨林群落林隙特征及其对幼苗更新的影响研究生：向悟生年级：2013级导师：梁士楚教授学科专业：生态学研究方

2、向：植物生态学摘要桂西南喀斯特季节性雨林是全球最为独特的热带喀斯特森林，是在热带北缘气候条件下碳酸盐岩基质上发生发展的特殊类型，蕴藏丰富的生物多样性，具备重要的生态功能。对该区典型植被的生态过程进行研究，将有效促进区域生物多样性保护及森林生态系统功能的发挥。林隙是森林中一种普遍存在的一种小尺度森林干扰形式，对促进森林更新和循环演替具有重要作用。对热带喀斯特森林林隙及其对森林更新的作用目前还了解不多。采用Worldview-3高空间分辨率遥影像结合地面调查，研究了弄岗喀斯特季节性雨林15hm2样地林隙干扰特征及其空间分布规律

3、，探讨林隙对热带喀斯特森林林隙小气候的影响，进而分析林隙对热带喀斯特森林幼苗更新的作用。15hm2样地内共解译到305个林隙，林隙的密度为约20个·hm-2，林隙大小的变化范围为10㎡-371㎡，平均大小为52.3㎡，林隙面积占森林面积的10.6%；林隙在0-50m尺度整体表现出聚集分布格局；林隙空间分布与大树（DBH≥10cm）存在显著空间关联，与小树（DBH＜10cm）和枯立木无显著空间关联；不同生态因子对林隙的数量分布和基本结构影响不同，对林隙数量分布影响最显著的包括凹凸度、干旱度指数、丰富度，而坡向、海拔、丰富度对

4、林隙大小有显著影响，海拔、岩石裸露度、地形湿润度指数、干旱度指数、多度等5个生态因子对林隙周长有显著影响。林隙的空气温度在11:00至15:00时间段显著高于林缘，林隙空气温度的平均日较差为5.1℃，林缘的平均日较差为4.4℃，两者存在显著差异；从不同时间点林隙和林缘的土壤表层温度对比来看，林缘的土壤表层温度均稍高于林隙，但两者的差异在所有时间点均不显著；林隙的照度在8:00-17:00的时间段均显著高于林缘；在所有时间点，林隙的空气相对湿度均显著低于林缘。林隙不同部位的空气温度、土壤温度、照度和空气相对湿度存在显著差异，

5、而与之对照的是，林缘不同部位的小气候因子在不同空间位置上均没有检测到显著差异。因此，林隙对小气候因子的空间变化产生了显著影响。在150个林隙和非林隙样方中，共监测到幼苗种数72种，其中林隙样方监测到54种，林内样方监测到66种，只分布于林隙的幼苗物种6种，只分布于林内的幼苗I种18种，林隙和林内共有种48种。林隙和林内幼苗物种的Jaccard相似性系数为0.667，显示物种组成存在一定差异，不同物种幼苗对林隙的反应不一致。不管是在旱季还是雨季，林隙内的幼苗密度均显著低于林内幼苗的密度，并且林隙内的幼苗死亡密度均显著低于林内

6、幼苗的死亡密度；在旱季，林内和林隙幼苗的增补密度无显著差异，而在雨季，林隙的幼苗增补密度显著低于林内的幼苗增补密度；在雨季，林内和林隙幼苗的死亡率无显著差异，而在旱季，林隙的幼苗死亡率显著低于林内的幼苗死亡率。在旱季，林内和林隙幼苗的增补率无显著差异，而在雨季，林隙的幼苗增补率显著高于林内的幼苗增补率。从GLM模型拟合结果来看，地形环境因子中的凹凸度、海拔和岩石裸露度对幼苗的存活存在显著影响，坡度和坡向两个地形环境因子对幼苗存活无显著影响。凹凸度的增加会提高幼苗存活概率，而海拔和岩石裸露度的增加会降低幼苗存活的概率。同时，

7、模型拟合结果还显示，林隙是否存在及林隙的基本特征对幼苗的存活概率和密度均有显著影响，其中，林隙的存在会提高幼苗的存活概率；林隙特征对幼苗存活的影响不一致，林隙越大，幼苗的存活概率越低，而林隙周长越大，幼苗的存活概率越高。其原因可能是林隙越大光照越强从而导致土壤干旱，造成幼苗存活概率降低；而周长越长林隙形状越复杂从而增加生境异质性，可能会促进幼苗生长存活。以上研究结果表明，林隙在喀斯特季节性雨林普遍存在，林隙的空间分布与特征存在着地形分异，是喀斯特独特的地质地貌和生境条件与喀斯特森林自身生物学特性综合作用的结果。林隙对小气候

8、因子的时间变化和空间变化都产生了显著影响，是驱动喀斯特季节性雨林异质性生境形成的重要原因之一。林隙对喀斯特季节性雨林的幼苗更新存活产生了显著的影响，而且这种影响存在干湿季差异。除了林隙及其特征的影响外，幼苗的存活还与地形环境因子存在显著的关联，表明喀斯特森林幼苗的更新存活受到多种因素的综合作用。关键词北