辽东山区天然次生林种群更新的时空格局及其形成机制

Natural regeneration is an important way of self-reproduction and restoration of forest ecosystems. To make secondary forest restore to the climax, natural regeneration process is particularly important. This project will be based on dynamic monitoring forest plots in typical natural secondary forests in Liaodong Mountainous,with woody plants as the main object,and habitat and biotic factors affecting natural regeneration as the center. By comprehensive observation and analysis of spatial and temporal patterns of seedlings, saplings and adult trees, this project preliminary explore natural regeneration patterns of woody plants in secondary forests, and the effects of habitat factors (light,terrain,etc.) and biotic factors (interspecific and intraspecific interactions) influencing on natural regeneration. In addtion, from the perspective of spatial and temporal patterns of natural regeneration,this project will develop and validate the regional applicability of relative hypothesis, and provide scientific evidence of secondary forest restoration, forest tending and biodiversity conservation.

天然更新是森林生态系统自我繁衍和恢复的重要途径。针对森林退化，使次生林向顶极演替方向发展，原始森林生态系统得以恢复，天然更新过程显得尤为重要。本项目将以辽东山区典型天然次生林动态监测样地为研究平台，以样地内木本植物为研究对象，围绕可能影响森林天然更新的生境和生物因素，通过对幼苗、幼树、成年树等不同生长阶段树木空间分布格局及生长死亡动态的的综合分析，探讨次生林木本植物天然更新的基本规律，及光照、地形等生境因子和种间种内相互作用等生物因子对次生林木本植物天然更新的影响。此外，本研究还将从天然更新的时空格局角度验证和发展相关理论与假说的区域适用性，为该区次生林恢复和改造、林木抚育及生物多样性保护提供科学依据。

天然更新是森林生态系统自我繁衍和恢复的重要途径。针对森林退化，使次生林向顶级演替方向发展，原始森林生态系统得以恢复，天然更新过程显得尤为重要。本研究通过辽东山区次生林样地木本植物的定位监测，分析了树种空间格局，明确了优势树种的种间联结和相关性，揭示了多样性指数的空间分布特征及其与尺度的关系。通过幼苗的定位监测，明确了种群更新的年际动态。具体结论如下：.1）树种空间格局方面发现：在完全随机零模型下，大部分树种呈现聚集格局，聚集格局树种的比例随尺度增加而降低；在>32m的较大尺度下，随尺度增加，随机和规则格局成为树种分布的主要形式；在异质性泊松过程零模型下，55.9%的树种呈现随机格局，其余大部分树种在<10m的尺度下呈现聚集格局，且随尺度增加，规则格局成为主要形式；在完全随机零模型下，树种属性（林层径级和多度）显著地影响种群聚集度，而在异质性泊松过程零模型下，树种属性对种群聚集度不存在显著影响。2）优势树种种间联结和相关性方面发现：17个优势树种在不同样方尺度下整体表现为正联结，且在10m×10m样方尺度下最能反映成对优势树种种间联结和相关性；17个优势种组成的136个种对中，χ2检验显示87个种对呈正联结，49个种对呈负联结；Pearson相关系数检验显示65个种对呈正相关，71个种对呈负相关；Spearman秩相关系数检验显示81个种对呈正相关，55个种对呈负相关。3）多样性指数空间分布特征及其与尺度关系方面发现：4个多样性指数的空间分布均表现出较高的空间异质性；4个多样性指数的方差随尺度的增加其变化趋势有所差异；4个多样性指数的变异系数随尺度的增加呈下降趋势；乔木层的4个多样性指数值高于灌木层，且随尺度增加其变化趋势有所差异。4）种群更新年际动态方面发现：该群落幼苗组成较为丰富，共记录42个树种的幼苗；2014-2015年和2015-2016年调查期间分别共记录到28395、25929株幼苗，以花曲柳幼苗数最多，分别占总幼苗数的27％、25.6%，前6个树种幼苗数分别占总幼苗数的67％、69.6%，胡桃楸幼苗数量在年际间有明显波动，其它树种年际间波动较小；两个调查期间分别记录39、32个树种的新增幼苗，花曲柳、色木槭、刺五加和胡桃楸等树种在每一次调查中都有新苗的记录，两个调查期间分别记录39、37个树种的死亡幼苗，胡桃楸、花曲柳、色木槭和刺五加等树种死亡率最高。