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九连山自然保护区毛红椿天然种群生态学特征

作　者: 黄红兰
导　师: 张露
学　校: 江西农业大学
专　业: 森林培育
关键词: 天然群落花期种子雨种子库林窗天然更新九连山自然保护区种群动态毛红椿
分类号: S718.5
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

毛红椿(Toona ciliata var.pubescen)被列为国家二级保护濒危物种。目前面临资源破坏较严重,濒危局势日趋严峻。在自然保护区内,其分布区域的种群数量同样面临缩减趋势。本文以江西九连山国家自然保护区的天然群落为研究对象,从种群层面研究分析其有性、无性繁殖特性与种群动态变化特征,种子雨、土壤种子库以及林窗对其种群天然更新的影响,寻求制约其种群繁衍更新的关键因子,初步揭示其致濒机理。主要研究成果如下：(1)通过调查九连山自然保护区现存虾公塘与大丘田2个毛红椿天然群落,分析其组成、结构及多样性特征。结果表明：群落中毛红椿占据优势地位,物种多样性指数大小依次是灌木层、草本层和乔本层,群落组成的植物种类多、结构较复杂,科属组成较为分散；分别共有维管束植物63科、95属和138种(含变种)和62科,94属,128种(含变种)。(2)以虾公塘观测站毛红椿人工林为参照,通过天然群落结实标准株的野外花期观察和分析表明,毛红椿花期为5月底至7月初,2010年单枝花序开花数200朵以上,但天然林林分落花率超过70%,结实率较低。开花位置是影响毛红椿结实格局的主要因素,蒴果常集中在主花轴的中上部,垂直分布以树冠中、上层为主,水平分布东、南向居多。主成分分析表明,以结实母树数量、结实母树比率、乔冠层林分密度、母树胸径作为单株母树种子产量的测产依据。结果枝的结果数、结实率、单果种子数、种子饱满率均较低,分别在12-44、7.99%-13.19%、23～43、2.9%-40.4%之间,遗传变异系数2%～37%,单果枝结果数的遗传变化最大。(3)毛红椿天然种群的种子雨和种子库等研究表明,种子雨散布时间为10月下旬至12月下旬,高峰期为11月中下旬。2010年种子雨强度251.6～284.7粒.m-2,以22.6-34.3粒.m-2完好种子供土壤萌发更新。天然种群的种子雨强度空间差异性不明显,随时间变化表现一定的差异性。种子库以3-6m树冠内的地表枯落层空间分布的种子密度最大,不同方位间种子的腐烂量及其腐烂率差异显著,北部居高。土壤种子储量取决于结实量、鸟类取食和种子活力保存等因素,鸟类取食是其种子储量大幅下降的首要因素；种子不耐储藏以及大量腐烂,有效贮藏期不足1个月。12月天然林不同种群结实单株种子库8.8～15.7粒.m-2,平均萌发数≤2株.m-2,次年1月土壤种子库种子量最少,6.7～11.8粒·m-2,平均仅萌发为0.4-0.6株.m-2,与林下实生幼苗分布极少吻合。(4)林窗对毛红椿天然群落更新研究表明,天然林窗下种子发芽率5.98%,土壤湿度过高是影响种子发芽低的重要因子,光照是其主要影响因子,但不一定与其种子发芽率正相关。林窗内幼苗数量变化经历5-6月的第1次高死亡率,6-8月和越冬期间又出现第2和第3次较高死亡,其余月份间趋于平稳,12月毛红椿实生苗存活率仅2.89%。(5)毛红椿种群动态及其生命活动的过程分析结果表明,天然种群变化以第Ⅰ龄级有较高的死亡率和致死率,进入Ⅱ龄级及以后,死亡率和致死率曲线总体变化趋于平缓,在Ⅶ龄级、Ⅷ龄级的死亡率和致死率小幅度上升。毛红椿天然种群结构波动性较大,幼龄个体数量少,中老年个体大,属衰退型种群。大丘田毛红椿天然种群以有性生殖为主,种群存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型,天然有性生殖能力弱；虾公塘毛红椿天然种群以无性生殖为主,种群存活曲线趋于Deevey-Ⅰ型,具有一定的无性更新能力。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
第一章导论  12-24
  1.1 种群生态学研究概述  12-17
    1.1.1 种群动态  12-13
    1.1.2 种群天然更新  13-17
      1.1.2.1 种群繁殖与天然更新  13-16
      1.1.2.2 无性繁殖与天然更新  16-17
      1.1.2.3 林窗与天然更新  17
  1.2 毛红椿研究概况  17-20
    1.2.1 生态生物学特性  18
    1.2.2 地理分布及其分布特性  18-19
    1.2.3 人工林培育  19
    1.2.4 物种保护  19
    1.2.5 濒危分析  19-20
      1.2.5.1 群落结构、居群研究  19-20
      1.2.5.2 更新状况  20
  1.3 研究目标与研究内容  20-24
    1.3.1 立题依据  20-21
    1.3.2 研究区域概况  21-22
    1.3.3 研究目标  22
    1.3.4 研究内容  22-23
    1.3.5 技术路线  23-24
第二章九连山自然保护区毛红椿天然群落特征  24-37
  2.1 试验地概况及其研究方法  24-27
    2.1.1 九连山毛红椿天然群落自然概况  24-26
      2.1.1.1 地理分布  24
      2.1.1.2 地质地貌  24-25
      2.1.1.3 土壤与植被  25-26
    2.1.2 研究方法与数据统计  26-27
      2.1.2.1 研究方法  26
      2.1.2.2 数据统计  26-27
  2.2 结果与分析  27-35
    2.2.1 毛红椿群落的植物种类组成  27-34
      2.2.1.1 群落乔木层主要特征  28-30
      2.2.1.2 群落灌木层主要物种重要值  30-32
      2.2.1.3 群落草木层主要物种重要值  32-34
    2.2.2 天然毛红椿群落物种多样性  34-35
  2.3 小结与讨论  35-37
    2.3.1 群落物种组成  35
    2.3.2 群落层次结构  35-36
    2.3.3 物种多样性  36-37
第三章毛红椿开花和结实特性  37-50
  3.1 样地设置与研究方法  37-38
    3.1.1 样地设置  37-38
    3.1.2 研究方法  38
      3.1.2.1 花序间结实格局  38
      3.1.2.2 果序、种子结实格局  38
      3.1.2.3 种子千粒重和产量测定  38
  3.2 结果与分析  38-47
    3.2.1 开花特性  38-40
      3.2.1.1 花序形态与开花动态  38-39
      3.2.1.2 花枝构件特点  39-40
    3.2.2 结实状况及其影响分析  40-44
      3.2.2.1 结实状况  40-42
      3.2.2.2 结实影响分析  42-44
    3.2.3 蒴果、种子特征及其空间分布特性  44-47
      3.2.3.1 蒴果、种子特征  44
      3.2.3.2 蒴果、种子的空间分布特性  44-47
  3.3 小结与讨论  47-50
    3.3.1 小结  47
      3.3.1.1 花期  47
      3.3.1.2 花期构件  47
      3.3.1.3 结实特性  47
      3.3.1.4 蒴果与种子特性  47
    3.3.2 讨论  47-50
      3.3.2.1 有性生殖开花特征及其影响分析  47-48
      3.3.2.2 有性生殖结实特性及其影响分析  48-49
      3.3.2.3 蒴果、种子形态学特性对天然更新的影响  49-50
第四章毛红椿天然林种子雨、种子库与天然更新  50-60
  4.1 研究地区与研究方法  50-51
    4.1.1 样地设置  50
    4.1.2 研究方法  50-51
    4.1.3 数据处理  51
  4.2 结果与分析  51-56
    4.2.1 毛红椿天然林种子雨基本特征  51-53
    4.2.2 毛红椿天然林土壤种子库特征  53-55
    4.2.3 毛红椿天然种群幼苗动态与分布  55-56
  4.3 小结与讨论  56-60
    4.3.1 小结  56-57
      4.3.1.1 种子雨特性  56
      4.3.1.2 土壤种子库  56
      4.3.1.3 幼苗更新库  56-57
      4.3.1.4 种子雨、种子库与天然更新  57
    4.3.2 讨论  57-60
      4.3.2.1 毛红椿种子雨散布动态特性  57-58
      4.3.2.2 毛红椿种子库储量变化、影响因子及其对天然更新的影响  58-60
第五章林窗对毛红椿自然更新的种子萌发和幼苗生长的影响  60-71
  5.1 样地概况与研究方法  60-62
    5.1.1 林窗样地概况  60
    5.1.2 研究方法  60-62
  5.2 结果与分析  62-68
    5.2.1 林窗对种子萌发和幼苗生长的影响  62-67
    5.2.2 人工遮荫环境对种子萌发和幼苗生长的影响  67-68
  5.3 小结与讨论  68-71
    5.3.1 小结  68-69
    5.3.2 讨论  69-71
第六章毛红椿天然种群繁殖更新及其种群动态分析  71-85
  6.1 研究方法和调查处理  71-73
    6.1.1 研究方法  71
    6.1.2 调查处理  71-73
      6.1.2.1 有性繁殖幼苗调查  71
      6.1.2.2 无性繁殖幼苗调查  71
      6.1.2.3 龄级划分  71-72
      6.1.2.4 生命表编制  72
      6.1.2.5 种群生殖力表的编制  72
      6.1.2.6 谱分析方法  72-73
  6.2 结果与分析  73-82
    6.2.1 毛红椿种群生命过程分析  73-79
      6.2.1.1 生命表数据处理、编制与分析  73-74
      6.2.1.2 种群年龄结构  74-75
      6.2.1.3 存活曲线  75-77
      6.2.1.4 死亡率和致死率曲线  77-79
    6.2.2 毛红椿种群生存分析  79
      6.2.2.1 种群数量动态  79
      6.2.2.2 谱分析  79
    6.2.3 毛红椿种群生殖能力分析  79-82
      6.2.3.1 有性生殖能力  80-81
      6.2.3.2 无性生殖能力  81-82
  6.3 小结与讨论  82-85
    6.3.1 小结  82-83
      6.3.1.1 种群生命过程及其特征  82
      6.3.1.2 种群动态变化及其繁殖能力  82-83
    6.3.2 讨论  83-85
      6.3.2.1 幼树缺乏与繁殖策略  83
      6.3.2.2 种群动态  83-85
第七章结论与展望  85-89
  7.1 主要结论  85-86
  7.2 讨论  86-88
    7.2.1 有性繁殖更新与种群动态变化  86-87
    7.2.2 无性繁殖更新与种群动态变化  87
    7.2.3 种群更新限制  87-88
  7.3 研究展望  88-89
参考文献  89-100
攻读博士期间科研及发表论文情况  100-101
致谢  101

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