论文答辩稿
2020-03-03 06:18:07 来源：范文大全收藏下载本文
贵州师范学院毕业论文(设计)
学科分类号
本 科 毕 业 论
题目圆果化香灌丛种群更新研究
姓名学号
1109080540090
院
(系)地理与旅游学院 专业地理科学年级
2011级 指导教师职称讲师
二○一五年五月
文(设计) 贵州师范学院毕业论文(设计) 贵州师范学院本科毕业论文(设计)诚信声明
本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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本科毕业论文指导老师签名：
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贵州师范学院毕业论文(设计)
目录
摘 要 .............................................................1 Abstract ...........................................................2 0引言 .............................................................3 1研究地区概况 .....................................................4 2研究方法 .........................................................4 2.1取样 ...........................................................4 2.2高度级和径级结构 ...............................................4 2.3点格局分析 .....................................................5 2.3.1样地中圆果化香树种群和各龄级空间点格局分析 ...................5 2.3.2点格局分析公式 ...............................................6 3结果与分析 .......................................................6 3.1种群结构 .......................................................6 3.1.1种群径级结构 .................................................7 3.1.2种群高度级结构 ...............................................7 3.2种群空间格局分析 ...............................................8 3.2.1样地植株龄级结构图 ...........................................8 3.2.2点格局分析 ...................................................8 4结论 ............................................................12 参考文献 ..........................................................15 致谢 ..............................................................16
I 贵州师范学院毕业论文(设计)
摘要
圆果化香树(Platycarya longipes Wu)是贵州喀斯特森林主要组成树种之一，在贵州广泛分布。在选定样地内，对区域内的圆果化香树进行每木调查,记录株高、胸径等指标,采用高度级和径级代替年龄的方法分析种群年龄结构;对全部圆果化香植株进行定位,利用Spatstat程序包在R语言环境下进行种群点格局分析。结果表明样地中种群的年龄结构连续分布且以幼龄树个体数最多，种群空间格局整体呈集群分布。喀斯特小生境在小尺度下对种群空间分布影响不明显，大尺度下影响明显。种群整体呈稳定更新状态。最后分析维持种群更新的因素以及对喀斯特退化植被的保护提出建议。
关键词：圆果化香树；种群；龄级结构；点格局分析
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Abstract
Platycarya longipes Wu is one of the main tree species in Karst region, distributed widely in Guizhou Province.performed every wood investigation In selected plots on the circle of fragrant fruit trees in the region, recording height, diameter and other indicators, using height and diameter cla level instead of age, to analyze population age structure; for all round fruit of fragrant plants positioning, use Spatstat package in R locales population pattern analysis.The results showed that the plot, the age structure of the population of a continuous distribution, and the number of individuals to a maximum of young trees, the whole spatial pattern was clumped.Karst niche in the small-scale spatial distribution of the population had significant effect on large scales is not obvious.The population as a whole was stable update status.Finally update and maintain the population factor degraded Karst vegetation protection recommendations.
Keywords:Platycarya longipes Wu; Population; age-cla structure; point pattern analysis
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0引言
圆果化香树在我国主要分布于华东及华西南部、台湾、湖南、湖北、河南、四川、贵州、云南等地[1]，圆果化香树在园林、林业、医药等方面具有较高的经济价值。圆果化香树是贵州喀斯特地区优势建种群之一[2]，所以圆果化香灌丛在贵州生态平衡和生态系统可持续发展中有着重要地位。
种群的年龄结构和分布格局是植物本身生物学特性与环境因素相互作用的结果[3]，通过对植被种群天然更新的研究，可以更好地了解研究地的群落自然更新状况、自然更新能力，探究群落种群的更新与环境因子之间的相互关系、优势种群在群落中的地位、作用以及更新机制。为人为抚育植被退化地区以及区域植被的重建与恢复提供理论依据[4]。国内外对于植被种群更新的研究很多，但还没有单独关于圆果化香灌丛中圆果化香种群更新的研究，国内对圆果化香的研究主要研究其对生态方面的意义和从药用方面进行研究。本研究以野外实地调查为主，通过对圆果化香灌丛所采集的数据进行分析，运用高度级和径级代替年龄的方法判断种群的年龄结构并绘制成图，用收集到的样方内圆果化香树种群单个植株的定位结果进行点格局分析，判断圆果化香树种群更新的现状，认识影响圆果化香树种群更新的因素和圆果化香灌丛中植物多样性维持的机制。
通过分析圆果化香灌丛种群的更新状况和喀斯特小生境对种群的影响，可以推测与判断圆果化香灌丛的发展演替方向，从而为研究圆果化香灌丛在退化喀斯特植被恢复中的影响和作用，指导喀斯特地区自然植被恢复、为喀斯特地区的人工绿化提供理论支持和参考依据。
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1研究地区概况
本研究样地选择位于黔中地区的清镇市，样地设置于山脉偏南位置，样地海拔为1298m，纬度为26°29′，经度为106°20′，坡向为南174°，坡度为29°。该研究区域喀斯特发育典型，在亚热带季风气候影响下，广泛分布着复杂的喀斯特小生境。由于黔中地区历史上开发较早，原始的喀斯特植被遭到了比较严重的破坏，故样地现存植被多为人类活动干扰后的次生植被。 2研究方法
2.1取样
根据现有条件和实际需要，对圆果化香灌丛中圆果化香种群的更新研究以野外实地调查为主.对样地的选择以典型性为原则.在样地偏南坡方向设置了一个15ｍ×20ｍ的以圆果化香树种群为主要建种群的圆果化香灌丛大样方，其中为了减少调查数据的误差，又把大样方划分12个5ｍ×5ｍ的中样方，在每个5ｍ×5ｍ样方里又分别设置25个1ｍ×1ｍ的小样方。对样方内的圆果化香树植株进行每木调查，调查圆果化香树单个植株的高度、基径、对高度达到1.5m的还要测量其胸径，对单个植株进行定位，方法为在每个1ｍ×1ｍ的小样方中以其中一个角作为原点，测定其坐标系中的位置( 横坐标以 x 表示，纵坐标以 y 表示)、回到室内后再分别换算成在5ｍ×5ｍ中样方中的坐标，最后把在5ｍ×5ｍ中样方中的坐标换算成在15ｍ×20ｍ大样方中坐标，记录单个圆果化香植株的小生境。记录样地的海拔、纬度、经度、坡向、坡度等值[5]。
2.2高度级和径级结构
由于实际测得树木的年龄比较困难，故本研究对于圆果化香树种群年龄结构的研究采用空间代替时间的方法,即运用高度级和胸径级代替年龄的方法
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判断种群的年龄结构[6]。胸径级和高度级代替年龄描述种群结构的方法在用来描述林分的结构中应用广泛,与年龄结构具有较高相似性,在同一环境下同一树种的龄级和胸径与高度级具有一致性,因此可以用径级和高度级确定龄级[7]，本研究参照朱守谦等人在喀斯特森林树种生长特点初步研究一文中的研究成果以圆果化香树的胸径和高度级大小作为度量树木年龄大小的指标，依胸径大小分级、依高度大小分级，以圆果化香树径级和高度级的分布结构代替年龄结构分析圆果化香灌丛中种群动态[8]。本研究根据收集到的圆果化香胸径数据把其共分为Ⅰ～Ⅳ个径级，其中Ⅰ级径级胸径P为高度小于150cm的植株部分,Ⅱ级径级的胸径P为大于等于树高为150cm而径级小于2.5cm的部分，Ⅲ级径级胸径P为大于等于2.5cm小于5cm的部分，Ⅳ级径级的胸径为大于等于5cm的部分，Ⅰ～Ⅳ个径级分别为幼苗、幼树、小树和中树。根据收集到的圆果化香高度数据并结合样地实际情况把其共分为h
1、h
2、h
3、h4等四个高度级，其中h1﹤150cｍ、150cm≦h2﹤250cm、250cm≦h3﹤350cm、h4≧360cm的部分。h1～h4四个高度级分别为幼苗、幼树、小树和中树。
2.3点格局分析
2.3.1样地中圆果化香树种群和各龄级空间点格局分析
在本研究中除了分析样地中总的圆果化香树种群的空间点格局，还可以根据种群的高度级和径级结构分布图并参照朱守谦等人在茂南喀斯特林木树种生长特点初步研究一文中的研究成果，利用年龄和胸径的加权回归方程y=-0.2829+0.1859x,其中y为胸径，X为龄级[8]，可以粗略地换算出样地中圆果化香植株的年龄结构并把结果划分为a～d四个龄级。其中ａ﹤2年、2年≦ｂ﹤15年、15年≦c﹤30年、d≧30年的部分。并利用不同龄级植株坐标分析所不同龄级在样地中的空间分布格局。
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2.3.2点格局分析公式
整理圆果化香植株的定位数据，运用Spatstat程序包在R语言环境下，运用 Ripley’s K 函数对圆果化香种群的空间点格局的分布关系进行分析，所用的计算公式如下：
其中，在公式中,Ａ为样地面积,ｎ为样地内连香树个体数,和j的间距，当≤r时,Ir(
)为1,反之为0,
为以点ｉ为圆心,以
为两植株i为半径的圆落在Ａ中的比例,为一个点可被观察到的概率，可校正边界效应引起的误差.为了更直观更简单地解释实际的空间格局，通常用Ripleys L函数代表Ripleys K函数，其表达式如下：
如果L ( r )=0，则为随机分布；L ( r )＞0，为聚集分布；L ( r )＜0，为均匀分布。用
拟合检验计算上下包迹线，即置信区间用随机模型拟合一组点的坐标值，对每一个r值计算L ( r )。重复计算这一过程直到事先确定的次数。得到的最大值和最小值分别为上下包迹线的坐标值。拟合次数对99％的置信水平就为100次[3,6,10,11]。用r作为横坐标，上下包迹线作为纵坐标绘图，若L ( r )值在上下包迹线以内,则在相应尺度下种群为随机分布;而若在包迹线以上,则为集群分布;若在包迹线以下，则为均匀分布。为尽量降低边缘校正对数据的影响，将空间点格局分析的尺度限定在0～400cm。 3结果与分析
3.1种群结构
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3.1.1种群径级结构
圆果化香树胸径可以代替实际年龄间接地表现种群的年龄结构[3]。如图3.1所示,在所选样地划分的四个径级结构中Ⅰ径级为158株、Ⅱ级径级为90株、Ⅲ级径级为54株、Ⅳ级径级为16株，各径级都有圆果化香树植株连续分布，树林胸径分布曲线呈典型的倒“J”形分布，随着径阶的增加，林木个体株数逐渐减少，其中植株主要集中分布于Ⅰ、Ⅱ级径级，峰值出现于第Ⅰ级径级。种群低中径级植株(Ⅰ～Ⅱ龄级)占了主要比例，而高径级植株较少,也 就是样地中圆果化香树种群从幼树到中树数量不断减少，且幼苗和幼树占了绝对数量的比例较高，种群呈增长型向准稳定型更新过渡。
图3.1种群径级结构图
3.1.2种群高度级结构
树高同样可以从一个侧面,代替年龄进行圆果化香树种群结构分析[3]。按照树高度级划分的结构图，整体上反映了种群在垂层高度上的分布特征，特别是在不同高度空间的优势度特征，种群的发展过程从对空间的占领来说总是从低层开始向高层空间转移，因此可以根据种群高度级结构反映种群的发展正常与否[9]。如图3.2所示，在样地中h1为158株、h2为97株、h3为52株、h4为11株，高度级结构分布完整,各高度级均有植株分布, 保持了较好的树高连续性，在划分的四个不同的高度级空间层次上都有植株占领。植株从h1～h4不断减少，h1～h2占种群数量的主体。种群高度级结构图同样反映了
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种群结构相对比较稳定，处于呈增长型向准稳定型更新过渡。
图3.2种群高度级结构图
3.2种群空间格局分析 3.2.1样地植株龄级结构图
图3.3为样地圆果化香龄级分布图，从图中可以看出龄级结构图分布与径级结构图高和度级结构图具有很高的相似性。能代表样地种群分布的一般规律。
图3.3种群龄级结构图
3.2.2点格局分析
图3.4为样地内圆果化香树植株空间分布点图，图中横坐标为15m，纵坐标为20m，圆果化香树个体的坐标值均用实测数据转化距离值表示，标出各圆果化香植株在此矩形中的坐标，以此进行点格局分析。图3.5为为样地内圆果化香树植株空间点格局分析结果，图中实线是用实际数据计算的Ｌ(r)值，阴影部分是拟合的上下包迹线范围，从图中可以看出样地中圆果化香树植株在 0～400 cm 以内的尺度上，均为聚集分布趋势，且超出上包迹线的现象较
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普遍，表明种群主要呈现集群分布。
图3.4样地种群分布点图图3.5样地种群空间点格局分析
图 3.6、图3.
7、图3.8、图3.9分别为样地中a、b、c、d各龄级圆果化香树植株空间分布点图。图3.
10、图3.
11、图3.
12、图3.13分别为样地内a、b、c、d各龄级圆果化香树植株空间点格局分析结果，图中实线是用实际数据计算的Ｌ (r)，阴影部分是拟合的上下包迹线范围。图示结果显示，样地中圆果化香树植株在 0～400 cm 以内的尺度上， a、b、c三个龄级均呈集群分布，但集群程度在降低。d龄级植株绝对树较少，在空间尺度范围内呈随机分布。
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图3.6a龄级空间分布点图 图3.7b龄级空间分布点图
图3.8c龄级空间分布点图图3.9d龄级空间分布点图
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图3.10a龄级空间点格局分析图图3.11b龄级空间点格局分析图
图3.12c龄级空间点格局分析图图3.13d龄级空间点格局分析图
4结论
(1)种群的年龄结构可以间接地反映种群的动态变化和群落的发展趋势和状态。通过运用圆果化香树径级和高度级代替龄级，在相同样方内其种群分布情况都表现出了高度的相似性。在样地中，圆果化香植株绝对数量在不同龄级结构层次都存在差距，但却都存在着幼苗、幼树多的情况，占了种群
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分布的主体，种群龄级结构连续分布，中树个体较少，大树、老树基本不存在。由于在样方中也没有存在其它种群大树、老树，表明样地内的圆果化香树种群在这个区域内将在较长时间内处于稳定更新状态。
(2)种群的空间分布格局通常是植物自身的生物学特性与环境因素共同作用的结果，在样地空间分析中采用0～400cm的空间尺度，通过对圆果化香树种群总的植株数和样地内各龄级植株空间点格局分析，结果表明在样地内圆果化香植株总数和a、b、c三个龄级均呈集群分布但随着龄级增加集群程度在降低，d龄级植株绝对树较少，在空间尺度范围内呈随机分布。种群幼苗，幼树和小树在样地内分布绝对数较多，较多的更新苗补给为种群的更新和稳定性创造了条件，但随着树龄增长植株绝对数和集群程度都有明显的下降。这表明复杂的喀斯特小生境对种群空间分布产生了明显的影响，种群在幼龄阶段受喀斯特小生境影响不明显，但随着龄级增加有着较强喜光性的圆果化香树种群有很多幼苗会在种群竞争中失败，前人对不同森林群落优势种群的结构特征和不同龄级个体分布格局的研究表明，随着种群年龄的增大，种群有由集群分布向随机分布转变的趋势。因此，在此选定样地中，种群的空间分布格局也同样呈现出了整体偏向稳定增长的趋势。
(3)从圆果化香树种群更新的现状可预测，在自然条件没有大的波动的情况下，影响圆果化香种群更新以及分布格局的主要因素和维持机制是其适应环境和群落内部种间相互竞争与自疏作用的结果。封山育林对喀斯特地区圆果化香种群自然抚育效果明显，种群更新状况良好，整体结构也比较合理。圆果化香树是喀斯特地区主要建种群之一，植物群落是植物种群的集合体，其种群的稳定更新对圆果化香灌丛内部种群间相互竞争和协同进化使群落处于相对稳定更的新状态有重要意义。所以对于退化喀斯特地区圆果化香灌丛
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植被恢复应减少过多的人为侵扰，以封山育林自然恢复为主。
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参考文献
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致谢
在论文完成之际,感谢各位参与样地调查的同学,衷心感谢老师对我的关心和指导,在本文的撰写过程中，老师在学术上，论文结构安排上，提出许多宝贵意见, 在这表示真诚的感谢！
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