基于森林生态系统演替的木荷-马尾松林种群生态位研究

吴 斌 何 玲

(1.广东省林业调查规划院,广州 510000;2.广西大学林学院,南宁 530000)

通过保护和管理广东国家森林公园中的木荷和马尾松林,我们可以确保这些珍贵的绿色资源得到有效的保护和合理利用。同时,它们也为广东的生态安全和可持续发展做出了积极贡献。在未来,我们应该继续加强对生态公益林的保护和管理工作,加大宣传力度,提高公众对生态环境保护的意识,共同构建美丽、繁荣的生态广东。

1 概况

广东国家森林公园位于广东北部,地理位置介于119°11′07″-119°40′06″ E和25°57′16″-26°24′49″ N。该公园的森林面积为2 082.1 hm2。该地区的气候属于典型的中亚热带季风气候,温和多雨。年平均气温为19.3 ℃,最冷的月份是1月,平均气温为10.3 ℃,极端最低气温为-23 ℃;最热的月份是7月,平均气温为28.6 ℃,极端最高气温为41 ℃。年平均降水量为1 413.8 mm,主要集中在春夏季,秋冬季较少。在广东国家森林公园中,木荷和马尾松群落是在采伐迹地上进行人工造林形成的。主要包括木荷马尾松混交林和马尾松纯林。

2 实验

2.1 数据收集与统计整理

为了深入研究广东国家森林公园中的木荷马尾松人工林,进行了野外调查,并结合群落样方调查方法进行研究。在调查过程中,设置了乔木层样方、更新层样方和草本植物样方,以获取相关数据。乔木层样方的面积为20 m×20 m,更新层样方的面积为5 m×5 m(测量树高≤5 m且胸径≤3 m),草本植物样方的面积为1 m×1 m。这项研究通过野外调查和群落样方调查方法,为了解木荷马尾松人工林的生态特征和恢复状况提供了重要数据［2］。

2.2 生态位测度方法

为了测定广东国家森林公园中群落的生态位特征,本研究采用了Shannon-Wiener多样性指标的生态位宽度(Bs)和Levin生态位宽度指数(B*),以及Fehlberg等人提出的生态位相似比例(G)测度公式。在计算种群的宽度和重叠时,通常需要考虑绝对和相对加权因子,这些因子可以更好地反映群落间的生态位差异。

由于广东国家森林公园地域较小,因此本研究省略了绝对和相对加权因子的计算。在亚热带森林中,生态位宽度的大小顺序基本一致,只是其绝对值有所不同。因此,在研究中不必过于关注加权因子的计算,而是将重点放在群落生态位特征的比较和分析上。

生态位宽度的测定方法可能会因研究对象和环境条件的不同而有所差异。因此,在今后的研究中,可以结合更多的指标和方法,进一步完善对广东国家森林公园中群落生态位特征的认知,为保护和管理提供更准确的参考［3］。

3 结果与分析

3.1 生态位宽度分析

树种的生态位宽度是评估其生态适应能力、生存机会和分布范围的重要指标。在第一类型群落中,这些样其在更新层中个体数量众多且分布均匀,因此具有最大的生态位宽度。这意味着木荷具有更广泛的生态适应能力和更多的生存机会,使其能够在群落中占据绝对优势地位。

相比之下,石斑木、短尾越桔和红叶树在更新层中的生态位宽度较小。这可能表明它们的生态适应能力和生存机会相对较低,对特定环境条件的依赖程度较高,因此在该群落中相对较少或分布较为局限［4］。

在第二类型群落的更新层中,木荷展现了最大的生态位宽度,这表明它能够有效地利用群落的环境和空间资源,具备较强的适应能力。然而,与第一类型更新层的主要种群相比,木荷与其他树种的生态位宽度差异已经明显缩小。在第一类型群落中,木荷与次优种石斑木的生态位宽度差大约为1.28倍,与排名第三的短尾越桔的差异约为1.41倍。而在第二类型群落中,木荷与次优种豺皮樟的生态位宽度差异约为1.015倍,与山矾的差异约为1.096倍。

在第三类型群落中,更新层中的木荷种群仍然展现出最大的生态位宽度(Bs为0.440,B′为0.985),木荷相比团花的生态位宽度差异约为0.006,相比豺皮樟的差异约为0.029。此外,木荷在群落中促进了正向演替的过程。木荷作为优势种群对群落结构和动态的影响逐渐减弱,为其他树种的生存和繁衍提供了更多机会,使得群落的物种组成逐渐多样化。这种演替过程在维持群落的稳定性和生态平衡方面起着重要的作用［5］。

第四类型群落的更新层中,冬青、黄瑞木、毛冬青等树种,它们可能具备适应这个特定生境的特征和生态策略,使其能够更有效地获取养分、水分和光线等资源。这些树种通过适应环境和资源的能力,能够在更新层中取得较高的生态位宽度,展现出相对均匀的竞争能力。

这种生态位宽度的均匀分布有助于维持群落的稳定性和多样性。各优势种相互之间的生态位宽度差异较小,可能会减少激烈的竞争和资源过度利用的情况。这种相对均匀的生态位宽度分布促进了物种之间的相互作用和资源的平衡利用,有利于维持群落的健康和生态系统的稳定性。

因此,第四类型群落的更新层中,虽然木荷的生态位宽度较小并失去了优势种相对均匀地利用环境资源的能力。冬青、黄瑞木、毛冬青等树种的良好适应能力使它们能够更有效地利用群落的环境资源,并在更新层中健康地生长。这种均衡的生态位宽度分布有助于维持群落的稳定性和生态系统的健康。它提供了一个相对稳定的生态平衡,减少了激烈的竞争和资源的过度利用,从而有利于整个群落的长期存续。

此外,第四类型群落中木荷以外的优势种,如冬青、黄瑞木和毛冬青等,可能具备与环境互动的适应性特征。这些特征可能包括适应不同土壤类型、水分条件和光照水平等的能力。它们的适应能力使它们能够更好地利用群落中的环境资源,从而在更新层中表现出较高的生态位宽度。

第四类型群落的更新层中树种的生态位宽度顺序呈现一定的均匀性,物种相对平衡地利用环境资源,有助于维持群落的稳定性和多样性。冬青、黄瑞木、毛冬青等树种通过其良好的适应能力,更有效地利用群落的环境资源,进一步促进了群落的健康和正常发展［6］。

表1列出了广东国家森林公园中木荷马尾松群落更新层部分物种之间的生态相似性。

表1 广东国家森林公园木荷马尾松群落更新层部分物种的生态相似性

根据表1提供的信息,可以看出在第一类型群落更新层的20个物种中,只有4对物种的生态位相似性比例大于0.5,这表示这些物种在生态位利用上存在较大的重叠,可能共享相似的资源。然而,这些物种只占总物种数的一部分,大约65%的物种只能利用一个资源位,而其余的物种则有较大的差异,表明它们在生存资源和空间上有较大的差异。

这种低生态相似性可能与该群落是人工种植的、封禁保育时间不长以及物种组成较为单一有关。人工种植的群落往往在物种组成上缺乏自然的多样性,这可能限制了不同物种之间的相互作用和资源竞争。此外,封禁保育时间不长意味着群落还没有完全恢复自然状态,人工干扰的影响仍然较大,可能导致物种间生态位的差异性较高。

随着时间的推移和保育措施的加强,我们可以期待群落逐渐恢复到更接近自然状态的状态。这意味着物种组成和生态位的相似性可能会增加,从而促进群落的健康发展和生态平衡。

在群落中,具有较大生态位宽度的树种往往能够展现出多样化的资源利用策略。它们能够适应不同的环境条件,并在资源位上表现出更多样化的特征。因此,这些树种之间的相似性比例值也较高。这是因为它们共享了更多的生态资源,并可能在相似的生态条件下生长和繁衍。

随着群落的恢复和生态位的增加,树种之间的相似性比例值可能会提高。这反映了它们在资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进群落内的相互作用和生态功能的发挥,进一步增强了群落的稳定性和生态平衡。

因此,通过保育措施的加强和时间的推移,我们可以期待群落中生态位宽度较大的树种共享更多的资源,并展现出更多样化的利用策略。这将有助于群落的健康发展、生态平衡的维持,并为整个生态系统的恢复和保护做出贡献。

然而,有时候生态位宽度较低的树种之间的相似性比例却可能高于生态位宽度较高的树种之间。这是因为相似性比例不仅取决于生态位宽度的大小,还取决于树种之间对资源位的利用。在第4类型群落中的少叶黄杞和青冈,它们的生态位宽度值并不大,但它们对资源位的利用相似性比例却达到了0.928。这可能是因为虽然它们的生态位宽度有限,但它们在利用资源位的方式和策略上非常相似,可能有类似的生态位分化或资源共享方式,从而导致它们之间的相似性比例较高。

尽管在中亚热带森林群落中,生态位宽度较高的树种通常具有较高的相似性比例值,但生态位宽度较低的树种之间的相似性比例也可能很高,这取决于它们对资源位利用的相似程度。生态位宽度和相似性比例的关系需要综合考虑,并结合具体群落和树种特征进行分析［7］。

3.2 结果

广东国家森林公园中的木荷马尾松群落结构相对简单,但可以通过与其他树种的混交种植来形成多样化的林分结构。木荷种群在群落的更新层中普遍具有较大的生态位宽度,这意味着它们能够适应多种环境条件并与其他树种共享资源。

通过与其他树种的混交种植,木荷群落能够形成复杂的生态互动,从而促进群落的稳定和多样性。混交种植有助于提供更多的生境和资源选择,为各种植物提供更好的生长条件。这样的资源共享趋势有助于增加物种的丰富度和群落的稳定性。

为了实现理想的林木结构和经济效益,合理的间伐和栽培技术至关重要。间伐可以促进木荷和马尾松等树种的生长和更新,避免过度竞争和拥挤。同时,适当的栽培技术可以提供良好的生长环境,促进树木的健康生长和生态功能的发挥。

因此,在广东国家森林公园中,通过与其他树种的混交种植和合理的林业管理措施,可以实现木荷马尾松群落的多样性和稳定性。这不仅对于保护森林生态系统,增加生物多样性,还对于经济效益和可持续发展具有积极的影响,木荷作为乡土树种具有较大的生态位宽度和资源共享能力,适宜与其他树种混交种植。而马尾松则适合用于建立针阔混交速生丰产林或大径材林,但需要人工抚育措施的支持和管理。这些措施的实施将有助于维护群落的稳定性和生态功能,并为可持续的林业发展提供支持。

4 结语

通过分析中亚热带木荷马尾松林不同恢复类型群落更新层种群的生态位特征,可以为我们选择合适的树种建立针阔混交林和人工阔叶混交林提供指导。特别是作为具有广泛生态位宽度的乡土树种,木荷具备与其他树种混交的潜力,为促进生物多样性恢复和发展提供了有益的支持。这对于保护现有森林和提升人工林的生态功能具有重要意义。