钩栲群落优势植物种群竞争的研究张嘉生(福建省三明市梅列区林业局,福建三明365000)摘要:通过对钩栲群落中以钩栲、石栎、东南栲为优势的阔叶林10个样地进行调查,估算并比较各优势种群的竞争系数与K 值比的关系,结果表明:中性偏阴的钩栲和东南栲种群将取代喜光的石栎种群;东南栲种群与钩栲种群随时间推移达到共存的竞争结果。

关键词:钩栲;石栎;东南栲;种群竞争中图分类号:S718154 文献标识码:A 文章编号:1002-7351(2005)04-0082-04Study of Castanopsis tibetana Community Dominant Plant Population CompetitionZH ANG Jia 2sheng(Forestry Bureau of Meilie District ,Sanming City ,Fujian Province ,Sanming 365000,China )Abstract :The 10sample places were investigated ,the relationship between the competitive coefficients and k value rate of different domi 2nant population were calculated and compared ,the results showed that neutral relative shade Castanopsis tibetana and C 1jucunda popula 2tions w ould take place of light 2loving Lithocrpus glaber population ;the competitive result of coexistence of C 1tibetana and C 1jucunda pop 2ulations reached with time 1K ey w ords :Castanopsis tibetana ;Lithocrpus glaber;C 1Jucunda ;population competition 钩栲(Castanopsis tibetana )为壳斗科的大乔木,是我国亚热带常绿阔叶林的重要组成树种,其对生境要求比栲树、米槠严格,喜温暖湿润气候。

钩栲木材心材与边材区别明显,心材部分比边材稍宽,紫红褐色,边材浅红褐色,材质坚硬,易干燥,少开裂,耐水腐,钉着和胶漆性能良好,为优良的建筑、车船、家具和室内装饰用材(郑万钧,1985)。

现存的栲树林大多是散生于天然阔叶林中,以钩栲为优势种的林分很少,且大多是呈小块状分布的过熟林,由于人为干扰,林地退化,钩栲天然更新长期停留在幼苗阶段,钩栲在常绿阔叶林中有衰弱趋势。

因此研究钩栲群落中优势种群间的竞争对保护钩栲种群具有重要意义。

目前对钩栲群落的优势种群间的竞争研究未见报道,本文采用Lotka -Volterra 种间竞争模型(张金池,1999)定量分析钩栲群落中优势种群之间的竞争关系,为钩栲的经营管理和合理开发利用提供理论依据。

1　研究区概况研究区位于福建三明中村莲花峰炉坑,东经117°27′,北纬26°09′,海拔1177～1483m ,平均降水量约1600mm ,年均气温1515℃,春夏湿热多雨,秋冬稍干旱,土壤为暗红壤,土质较厚,腐殖丰富,水条件均较好。

钩栲群落中钩栲435株・hm -2,平均胸径18cm 左右,年龄约68a ,平均树高14m ,郁闭度达018,该群落中主要植被成分有钩栲(Castanopsis tibetana )、石栎(Lithocrpus glaber )、栲树(Castanopsis f aragesii )、东南栲(Castanopsis jucunda )、深山含笑(Michelia maudiae )、香叶树(Lindera camunis )等。

2　研究方法211　取样方法在钩栲群落中选择10个20m ×20m 以钩栲、石栎、东南栲为优势种群的样地,调查地径≥2cm 的所有立木的种名、胸径、冠幅等。

表1为10个样地环境条件测定结果。

表2为10个样地乔木层树种重要值。

　收稿日期:2005-04-30;修回日期:2005-07-28　作者简介:张嘉生(1964-),男,福建三明人,三明市梅列区林业局工程师,从事资源调查与林业科技推广工作。

第32卷第4期2005年12月福建林业科技Jour ofFujianF orestry SciandT echV ol 132　N o 14Dec 1,2005表1　调查样地环境条件测定结果样地号海拔/m坡度/(°)土壤A 层厚度/cm 土壤pH 值土壤有机质含量/%郁闭度C/n 11200282641861370189292125029254116133019026312002826417613501872941250292541461330189265130030234126121019028612002826417613601872971300302341361230187288125029254146132019126913003022413612201902810120028264166136018729表2　样地中乔木层树种重要值种　名样地号12345678910钩　栲6913501738126115741251146712501866154912石　栎5141316918719617111071511178191115东南栲1914231745162114161331142211311020153616栲　树2101150417113021011600深山含笑1123191140115011202130香叶树112315110000000116青冈栎1151170000021700鹿角栲010114019312031700118111泡花楠010010311113215212212　数据处理(1)采用生态位重叠计量公式估测竞争系数(Hurlber ,1978) a ij =∑n i =1(P in P jn )/∑ni =1p 2in(1)(2)采用Logistic 种群增长模型估测种群容量k 值(张金池,1999) N =K /(1+e a -rt )(2)(3)Lotka -Volterra 的竞争方程(张金池,1999) dN i /d t =r i N i (k i -N i -∑ni ≠j a ij N j )/K i(3)(1)式a ij 为竞争系数,表明在物种i 的环境中,每存在一个物种j 的个体对物种i 所产生的效应,P in 和P jn 分别为种i 和种j 在n 个样地中的相对密度,n 为种数。

(2)式中N 为个体数,r 为瞬时增长率,a =1n (k -iV 0)/N 0,N 0为t =0时种群数量。

(3)式中r i 与(2)式中r 相同,K i 是种i 的容量,N i 是种i 的相对密度。

3　结果与分析311　种群相对密度不同样地中钩栲、石栎、东南栲种群相对密度测定结果见表3(只讨论重要值大于5的树种)。

从表中可以看出钩栲种群相对密度较大,栲树只有少量大树存在,东南栲种群相对密度较钩栲小。

312　种群竞争系数根据表3数据应用生态重叠计量公式(1)得到不同树种相互间的竞争系数a 如表4(其中1、2、3树种编号与表3中相同)。

・38・第4期张嘉生:钩栲群落优势植物种群竞争的研究表3　样地中3个植物种群相对密度树　种样地号12345678910钩　栲3810671050102510601016105310301041106010石　栎471016104210101025102610201015108102510东南栲151017108106510151058102710551051101510∑10010100101001010010100101001010010100101001010010表4　树种间的竞争关系竞争系数a 12a 13a 21a 23a 31a 32系数值013790156211544018730161801381 由表4可以看出,钩栲与东南栲之间的竞争系数较大,a 13和a 31值分别为01562和01618,表明2种植物对生境的要求相似,竞争激烈。

虽然钩栲、东南栲与石栎的竞争系数小,a 12、a 23分别为01379和01381,但石栎与它们两者的竞争系数都很大,a 21、a 23分别为11544和01873,这可能是钩栲、东南栲的侵入与栲树争夺生境资源的结果,石栎的幼苗很难在钩栲和东南栲的林冠下更新生长,而钩栲的幼苗幼树则需要石栎提供一定的蔽荫条件。

313　种群容纳量(k )种群容纳量(k )的计算由Logistic 增长模型按直线回归法(陈华豪,1998)逐一计算N i /N i +1,其中i =1,2……,m ,而N i 、N i +1分别为特定时间内种群数量,将N i 与N i +1成直线回归方程Y =A +B X ,Y =N i /N i +1,X =N i ,按最小二乘法参数A 、B 、x 、y 是变量X 、Y 的平均数。

B =∑(X -x )(Y -y )/∑(X -x )2,A =y -b x ,令N m /N m +1=1,则A =BN m =1,N m =(1-A )/B ,K =N m ,计算出钩栲、石栎、东南栲种群K 值分别为1000m 2容纳38、14、30株。

回归系数采用t 检验,判断结果,它们均属回归极显著,这说明K 与实际值较吻合。

314　种群竞争结果判定2个种群的竞争结果上由2个物种的竞争系数与2个种群容纳量的比值关系所决定。

根据K 值,按(2)式的Lotka -Volterra 竞争方程中竞争系数a 与K 值的关系,计算不同的K 值,如表5。

表5　样地中3个植物种群K 值比树种k 值判别钩栲-东南栲k 1/k 3=01789　k 3/k 1=1.267a 12<k 1<k 2　a 21>k 2/k 1钩栲-石栎k 1/k 2=2.714　k 2/k 1=0.368a 13<k 1<k 3　a 31<k 3/k 1石栎-东南栲k 2/k 3=0.467　k 3/k 2=2.143a 23>k 2/k 3　a 32<k 3/k 21)钩栲种群和石栎种群竞争中由于a 12<k 1/k 2,而a 21>k 2/k 1,说明石栎种群将被排斥,钩栲种群获胜。