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新疆天山云杉林群落分布格局及环境解释

刘梦婷 王振锡 王雅佩 李擎 师玉霞

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新疆天山云杉林群落分布格局及环境解释

    通讯作者: 王振锡, wangzhenxi2003@163.com
  • 中图分类号: S718.5

Plant Communities Pattern of Picea tianschanica Forest and Their Interrelations with Environmental Factors in Tianshan Area

    Corresponding author: Zhen-xi WANG, wangzhenxi2003@163.com ;
  • CLC number: S718.5

  • 摘要: 目的 天然林保护工程实施20周年之际,划分新疆天山云杉林群落类型,定量分析天山云杉林群落分布格局与环境及采伐干扰因子之间的关系,为新疆天然林保护工程实施后森林资源恢复评价提供参考依据。 方法 以新疆典型天山云杉森林群落为研究对象,通过野外样方调查,采用双向指示种法(TWINSPAN)对天山云杉林群落进行群落划分,采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)方法对其群落类型进行排序,定量分析森林群落分布格局与环境因子和采伐干扰因子的关系。 结果 (1)TWINSPAN将47个森林群落调查样方划分为14个群落类型;(2)RDA排序结果表明海拔、坡度环境因子及森林采伐干扰因子是影响天山云杉群落格局的主要环境因素;(3)因子分离显示出环境变量对森林群落格局解释率达33.9%,采伐强度对森林群落格局解释率占5%,两者共同解释率为17.9%,未解释的部分占43.2%。未能解释的部分主要包括群落之间的相互影响及其他干扰等因素造成。 结论 新疆典型天山云杉林林区新疆农业大学实习林场有14个森林群落类型,其分布格局受环境因子和采伐干扰因子的共同控制,并且二者的交互作用非常显著。森林采伐干扰的强弱是新疆天山云杉林可持续经营不容忽视的重要因素。
  • 图 1  天山云杉林群落twinspan分类树状图

    Figure 1.  Dendrogram of TWINSPAN classification for the forest communities

    图 2  天山云杉林群落47个样方的RDA二维排序图(阿拉伯数字表示样方编号)

    Figure 2.  Two-dimensional RDA ordination diagram of 47 quadrats of forest community (The numerical numbers are the identification code for each plot)

    图 3  天山云杉林群落主要物种与环境因子、采伐强度的RDA排序图

    Figure 3.  RDA ordination of main species and environmental factors and cutting intensity in Picea tianschanica forest community in Tianshan Mountain

    表 1  天山云杉林群落及环境特征

    Table 1.  Forest communities and their environmental characteristics in Picea tianschanica

    群落No. 海拔Altitude/m 坡度Slope/° 坡位Slope position 郁闭度Crown density
    2 091~2 340 7~24 上、中坡Up and middle slope 0.36~0.45
    2 197~2 410 9~15 上、中坡Up and middle slope 0.17~0.76
    2 231~2 236 26~27 上、中坡Up and middle slope 0.62~0.93
    2 200~2 295 10~15 上、中坡Up and middle slope 0.29~0.61
    2 251~2 409 9~13 上、中坡Up and middle slope 0.38~0.72
    2 254~2 421 10~15 中坡middle slope 0.21~0.54
    2 059~2 235 4~23 中、下坡middle and down slope 0.25~0.89
    2 055~2 211 12~22 上、中坡Up and middle slope 0.17~0.60
    2 186~2 429 14~30 上、中坡Up and middle slope 0.21~0.64
    1 798~2 040 28~41 中、下坡middle and down slope 0.40~0.86
    1 847~2 012 20~37 上、中、下坡Up, middle and down slope 0.33~0.38
    1 894~2 021 25~32 上、中坡Up and middle slope 0.27~0.62
    ⅩⅢ 1 794~2 027 28~37 中、下坡middle and down slope 0.41~0.62
    ⅩⅣ 1 844~2 017 17~19 中坡middle slope 0.39~0.82
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    表 2  RDA排序轴的特征值及其与环境因子的关系

    Table 2.  The eigenvalues and correlation coefficients of environmental factors for first four axes of RDA

    环境因子与采伐强度
    Environmental factors and cutting intensity factor
    RDA排序轴Axes
    第一轴Axis1 第二轴Axis2 第三轴Axis3 第四轴Axis4
    海拔高度Altitude -0.848 9** 0.208 3* 0.088 2 0.049 0
    坡度Slope 0.795 7** -0.019 4 0.132 5 0.203 7*
    坡位Location 0.170 0 -0.147 2 -0.184 4 0.273 3*
    坡向Aspect 0.058 2 0.048 2 0.136 7 -0.017 0
    土壤含水量Water content -0.530 7* 0.131 4 0.123 1 0.342 3**
    郁闭度Canopy -0.050 9 -0.163 3 -0.183 2 -0.155 8
    土壤pH值pH value 0.473 2* 0.100 1 0.448 7** -0.217 6*
    采伐强度Intensity -0.568 1** -0.518 0** 0.201 5* -0.089 5
    注:*显著相关(P<0.05),**极显著相关(P<0.01)
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    表 3  森林群落环境、采伐强度因子与RDA排序轴的相关性

    Table 3.  Correlation between environment factor, intensity of cut factor and RDA ordination axes for forest community in Picea tianschanica

    排序轴Sort axis 第一轴Axis1 第二轴Axis2 第三轴Axis3 第四轴Axis4
    特征值Eigenvalues 0.252 0.052 0.021 0.019
    物种-与环境因子相关性
    Species-environment correlations
    0.928 0.758 0.771 0.672
    物种数据累计百分比方差
    Cumulative percentage variance of species data/%
    25.2 30.4 32.5 34.4
    物种-环境关系的累计百分比方差
    Cumulative percentage variance species-environment relation/%
    64.9 78.1 83.6 88.4
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    表 4  植物群落变化环境解释的定量分析

    Table 4.  Environmental interpretation to the variation of P.tianschanica community

    分析内容
    Content analysis
    典范特征值
    Canonical eigenvalues
    解释程度
    Contribution rate/%
    总特征值Sum of eigenvalues 1
    所有环境因子All environment factors 0.625 62.5
    采伐强度因子Cutting intensity factor 0.122 12.2
    去除采伐强度后环境因子The environmengt factor after removing the effect of cutting intensity 0.339 33.9
    去除环境因子后采伐强度因子The cutting intensity after removing the effect of environmengt factors 0.05 5
    环境因子和采伐强度因子的交互作用Species abundance variation explained by crossed intensity-environmental factors 0.179 17.9
    未解释部分Unexplained species abundance variation 0.432 43.2
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-26
  • 录用日期:  2019-03-11
  • 刊出日期:  2019-12-01

新疆天山云杉林群落分布格局及环境解释

    通讯作者: 王振锡, wangzhenxi2003@163.com
  • 1. 新疆农业大学林学与园艺学院, 新疆 乌鲁木齐 830052
  • 2. 新疆教育厅干旱区林业生态与产业技术重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830052

摘要:  目的 天然林保护工程实施20周年之际,划分新疆天山云杉林群落类型,定量分析天山云杉林群落分布格局与环境及采伐干扰因子之间的关系,为新疆天然林保护工程实施后森林资源恢复评价提供参考依据。 方法 以新疆典型天山云杉森林群落为研究对象,通过野外样方调查,采用双向指示种法(TWINSPAN)对天山云杉林群落进行群落划分,采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)方法对其群落类型进行排序,定量分析森林群落分布格局与环境因子和采伐干扰因子的关系。 结果 (1)TWINSPAN将47个森林群落调查样方划分为14个群落类型;(2)RDA排序结果表明海拔、坡度环境因子及森林采伐干扰因子是影响天山云杉群落格局的主要环境因素;(3)因子分离显示出环境变量对森林群落格局解释率达33.9%,采伐强度对森林群落格局解释率占5%,两者共同解释率为17.9%,未解释的部分占43.2%。未能解释的部分主要包括群落之间的相互影响及其他干扰等因素造成。 结论 新疆典型天山云杉林林区新疆农业大学实习林场有14个森林群落类型,其分布格局受环境因子和采伐干扰因子的共同控制,并且二者的交互作用非常显著。森林采伐干扰的强弱是新疆天山云杉林可持续经营不容忽视的重要因素。