城郊梯度下小叶栎群落的幼苗更新格局与动态研究

Understanding natural regeneration characteristics of urban forest is a key point to restorate and reconstruct urban forest. Frequent human activities lead to regeneration differences between urban forest and natural forest. "Sheltering group" hypothesis by Hauru et al. deems that saplings clustered more likely to tree trunk with increased levels of human disturbance, which contrarpt to the gap regeneration hypothesis known from natural forest where saplings and seedlings often growing canopy gaps. This project intends to use the rapidly developing city Wuhan as an example, focus on seedlings regeneration which is the most sensitive stage to environment. The reasearch will survey seedlings composition and diversity and their probable ecological factors: biological factors (e.g. community structure, adult tree location), microhabitats factor (e.g. elevaion, soil ) and human factors (e.g. path area, trample degree, discarded garbage number) in four artificial broad-leaved forests dominanted by Quercus chenii along urban-suburban gradients, analyze seedling distribution patterns using spacial statistics methods in order to test whether "sheltering group" hypothesis widely applied in kinds of urban forest, and then analysis the differences and similarities of seedlings regeneration pattern along urban-suburban gradients, finally provide some theoretical guidance for urban forestry management.

充分认识城市森林的自然更新特性是恢复和重建城市森林植被的关键性问题。城市森林中人为活动频繁，导致其与天然林更新机制有一定差异。Hauru等的“避难组”假说认为人类干扰越严重的城市森林中，幼树为了躲避干扰，越容易聚集分布在距树干较近的位置，这和天然林中提出的林隙更新假说所推测幼苗幼树多分布在林隙的格局相反。本项目拟以正在快速发展的武汉市为例，以对环境最为敏感的幼苗阶段为研究对象，通过调查城郊梯度下4个小叶栎群落更新幼苗的种类、数量和动态，结合影响幼苗更新的生物因子（群落结构、大树位置等）；微生境因子（海拔、土壤理化性质等）和人类干扰因子（小路总面积、踩踏程度等），利用空间统计方法分析幼苗分布格局与成树、林隙的关系，检验“避难组”假说在城市森林中的普适性，分析城郊梯度下幼苗更新格局和偏爱生境的异同，探讨城市化进程下的森林更新潜力和关键限制因素，最终为城市林业管理提供一定理论指导和科学指导。

充分认识城市森林的自然更新特性是恢复和重建城市森林植被的关键性问题。城市森林中人为活动频繁，导致其与天然林更新机制有一定差异。Hauru等的“避难组”假说认为人类干扰越严重的城市森林中，幼树为了躲避干扰，越容易聚集分布在距树干较近的位置，这和天然林中提出的林隙更新假说所推测幼苗幼树多分布在林隙的格局相反。本项目拟以正在快速发展的武汉市为例，以对环境最为敏感的幼苗阶段为研究对象，通过调查城郊梯度下4个小叶栎群落更新幼苗的种类、数量和动态，结合影响幼苗更新的生物因子，微生境因子，和人类干扰因子，利用空间统计方法分析幼苗分布格局与成树、林隙的关系，检验“避难组”假说在城市森林中的普适性。研究发现：在武汉城市森林斑块中，鸟类扩散种子的樟树幼苗量最多，且更新量不依赖同种大树数量，该结果证实城市化促进城市森林物种组成趋于均一化。相反，斑块化导致鼠类等小型哺乳动物数量减少，对于依赖小型哺乳动物传播的小叶栎，只有少量种子被有效扩散。森林内的道路进一步限制了其扩散距离，种子扩散无法跨越水泥道路，只能存留于森林斑块内。土壤埋藏或枯落物覆盖能有效促进所有斑块内小叶栎幼苗的建立。因此，建立一定数量的动物生态走廊，并通过人工埋藏种子将有利于城市森林中依赖小型哺乳动物传播种子的植物更新。本研究还发现幼树和大树的空间格局并不符合“避难组”假说，但是小径覆盖率越高，幼苗密度越低，说明人类踩踏对森林幼苗建立起一定负作用，但对幼树影响较小。由于研究对象为人工林，成树密度大，距离幼树最近的成树不一定是其亲本，下一步需要对其空间遗传结构做进一步研究，进而探讨种子扩散限制对幼苗、幼树更新的影响以及斑块生境内小叶栎基因流的变化。