（生态学专业论文）人为干扰下上海佘山地区植被研究.pdf

摘要 摘要 余山地区作为上海市唯一的 山地 是上海植物种最丰富的地区 也是上海残 存自然植被分布地区之一 是构成上海地区植被的重要组成部分 较能反映上海地 带性植被类型的特点 但是随着上海经济的不断发展 人类活动对佘山地区自然植 被的影响日益加大 原生植被的破坏 植物多样性的降低 使得这片在城市边缘残 存着的 绿色 遭到严重的威胁 佘山植被的现状如何 这些植被将来朝着什么方 向发展 种种疑问的答案 对于我们了解这片自然植被 保护这抹 绿色 有着极 为重要的意义 本文正是以上海余山地区1 0 座山丘为研究对象 应用植物社会学调查法以及每 木调查法对各座山丘进行调查 共记录4 4 个木本和3 0 6 个草本群落 了解当地植被 的群落结构 物种组成和分布状况 在此基础上 运用p c o r d 软件 采用最远邻体 法将木本群落归为3 个灌木类型群落和1 5 个乔木类型群落 通过多样性指数的计算 按照群落外貌类型对各类群落进行了分析比较 为了解当地植被的发展动向 采用 空间代替时间的方法 通过对余山地区7 种优势树种的胸径级频率分布形状推测群 落的发展趋势 对于3 0 6 个草本群落 分别按1 4 4 个春季草本群落和1 6 2 个秋季草 本群落进行聚类 并对各个类型进行d c a 排序 揭示群落与环境之间的关系 再则 本文通过佘山地区与上海市中心城区及大金山岛的植被类型 物种组成和特征进行 对比分析 阐明人类活动对城市残存自然植被的影响 主要结论如下 1 对佘山地区4 4 个木本植物样地进行调查和统计 共记录维管植物1 3 7 种 隶属于6 0 科 1 2 3 属 运用p c o r d 软件对4 1 个乔木群落按优势度进行c l u s t e r 聚 类分析 共划分为1 5 个植被类型 其中1 2 个落叶阔叶林群落 1 个常绿落叶阔叶 混交林群落和2 个常绿阔叶林群落 常绿阔叶林群落主要以人工栽种的香樟林为主 还有当地残存着的苦槠群落 整个余山地区呈现以朴树林等落叶阔叶林为主的次生 林性质 2 对乔木群落的各层和群落整体进行了物种多样性分析 在乔木层水平 余山 地区各类群落的物种多样性均比其他地区的自然群落低 物种数较少 其中又以常 绿落叶阔叶混交林的物种多样性最高 演替后期的常绿阔叶林最低 在灌木层水平 上 物种多样性明显高于乔木层 但以常绿阔叶林的多样性指数最高 然后是常绿 落叶阔叶混交林 落叶阔叶林波动较大 平均水平低 草本层的物种多样性远远高 于乔木层和灌木层 以常绿阔叶林最高 然后是常绿落叶阔叶混交林 最后是落叶 阔叶林 与灌木层水平一致 从群落的整体水平看 物种多样性从大到小依次是常 绿落叶阔叶混交林 落叶阔叶林和常绿阔叶林 与乔木层水平一致 强烈的人为干 扰因素使得先期阶段的物种多样性高于后期阶段 也充分反映了北亚热带森林植被 的次生性质 安树青 1 9 9 1 摘要 3 运用空间代替时间的方法 依据胸径级频率分布的形状来推测种群的发展规 律 将余山7 种主要建群种划分为4 个类型 单峰型的梧桐和间歇型的白栎 刺槐 的苦槠和构树由于更新的不连续性和波动性 发展很难趋于稳定而成为佘山地区的 优势种 逆一j 字型的香樟和l 字型的朴树由于存在大量的更新个体 发展稳定 将 在余山占据优势地位 但由于香樟林为人工栽种 因此除去人工林的因素 余山地 区将会在很长的一段时间内一直保持落叶阔叶林的状态 4 对佘山地区3 0 6 个草本群落样方进行调查和分析 共记录物种1 8 3 种 其中 自然草本植物1 2 9 种 木本植物4 6 种 小型竹2 种以及蕨类6 种 1 2 9 种自然草本 隶属于4 2 科1 0 4 属 从生活型水平将佘山自然草本与上海中心城区 大金山岛进行 比较 一年生草本比例按中心城区 佘山 大金山岛的顺序逐级递减 充分表明了 上海从中心区域到郊区 再到远郊植物受到人为干扰由强到弱的梯度变化 5 运用p c 一0 r d 软件对春季1 4 4 个样方和秋季1 6 2 个样方进行c l u s t e r 聚类分 析 共将春季和秋季群落划分为4 3 和3 6 个群落类型 并进行d c a 排序 得出 a 草本群落类型主要受到光照 水分及践踏型人为干扰的影响 春季主要受到光照的 影响 而秋季主要受水分因子的影响 b 在春季 具有相似的生活史战略和相近的 生态位的物种出现具有一定的机会性 到了秋季 不同群落类型的分布界限更为明 显 c 在春季 不耐践踏型的高茎草也同时混生于低茎革的生境中 但是到了秋季 随着植株的长大而退出 d 某些适应性较强的外来物种常常同时出现在不同的生境 类型中 6 本文通过对比上海中心城区 大金山岛以及佘山三地的木本和草本群落 发 现余山由于地处上海郊区 虽然比中心城区所受的人为干扰弱 但是由于旅游事业 采石业等人类活动的干扰 当地自然植被受到严重的破坏 物种多样性面临极大的 威胁 整个地区的植被为以落叶阔叶林为主的次生林 人类活动越频繁 人为干扰 越强 对当地的植被破坏越严重 使得植被呈现园林化或演替偏途化发展 关键词 余山残存自然植被人为干扰物种多样性演替 2 a b s t r a c t a st h eo n l ym o u n t a i n o u sa r e ai ns h a n g h a i s h e s h a na r e ah a st h er i c h e s tv e g e t a b l es p e c i e so f s h a j l g h a i i ti sa l s ot h eo n eo ft h eo 由r e m n a n tn a t u r ev e g e t a t i o ni ns h a n g h a i w h i c hp l a y sav e r y i m p o r t a n tp a r to fs h a n g h a i sv e g e t a t i o n i ns h e s h a n t h e r ea r et y p i c a lz o n a lv e g e t a t i o nt y p e so f s h a n g h a i h o w e v e r w i t ht h ef a s te c o n o m i cd e v e l o p m e n ti ns h a n g h a i h u m a na c t i v i t i e sm a k ea g r e a te f f e c to nt h en a t u r a lv e g e t a t i o ni ns h e s h a n f r o mt h ef a c t st h a tt h et y p i c a lv e g e t a t i o ni s b e i n gd e s t r o y e da n dt h eb i o l o g i c a ld i v e r s i t yi sb e i n gr e d u c e d w ec a ns e et h i sl a s tg r e e nl a n di s s u f f e r i n gt h es e r i o u st h r e a t w h a ti st h es t a t u st h e r en o w a n dw h a ti st h ef u t u r eo ft h i sf o r e s t 7 a l l t h eq u e s t i o n sa r en e e d e dt ob ea n s w e r e dt o w h i c ha r et h ef i r s ts t e po ft h ep r o t e c t i o n t h et h e s i sm a k e ss t u d yo ft h ev e g e t a t i o ni nt e nh i l l so fs h e s h a na r e a s h a n g h a i i no r d e rt o f i n do u tt h es t r u c t u r e s p e c i e sc o m p o s i t i o na n dd i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i co ft h ev e g e t a b l e c o m m u n i t y 4 4t r e ec o m m u n i t i e s c a s e sa n d30 6h e r bc o m m u n i t i e s c a s e sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e d b yi d e n t i f y i n ga n dm e a s u r i n ga l lt r e e si nq u a d r a n t se s t a b l i s h e di nt h ef o r e s t i nt h ef u r t h e r r e s e a r c 也a n a l y z e db yp c o r d 4 4t r e ec o m m u n i t i e sa r eg r o u p e di n t o3s h r u bt y p e sa n d15t r e e t y p e si nt h ew a yo ff a r t h e s tn e i g h b o r c a l c u l a t i n gt h es p e c i e sd i v e r s i t y e a c hg r o u pi sc o m p a r e d w i t ho n ea n o t h e rf r o md i f f e r e n tc o m m u n i t yp h y s i o g n o m y b yu s i n g s p a c er e p l a c i n gt i m e m e t h o d s e v e nm a i nt r e es p e c i e s p o p u l a t i o na g es t r u c t u r ew a sa n a l y z e d i no r d e rt os p e c u l a t et h e d y n a m i cd e v e l o p m e n to ft h el o c a lv e g e t a t i o ni ns h e s h a n i nt h ea s p e c to ft h eh e r bc o m m u n i t i e s 3 0 6h e r bc o m m u n i t i e sw e r ed i v i d e di n t o1 4 4s p r i n gh e r bc o m m u n i t i e sa n d1 6 2a u t u m no n e s b r a y c u r t i sc l u s t e ra n dd c ao r d i n a t i o na n a l y s i sh a sb e e nu s e dt or e f l e c tt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h eh e r bc o m m u n i t ya n de n v i r o n m e n t b e s i d e s 谢也t h ec o m p a r e da n a l y s i so nv e g e t a b l et y p e s s p e c i e sd i v e r s i t ya n dc h a r a c t e r i s t i c t h i sp a p e rs h o w st h ee f f e c to fh u m a nd i s t u r b a n c et ot h e n a t u r a lf o r e s t s o m em a i n l yr e s u l t sa r eg i v e na sf o l l o w s 1 4 4p l a n tc o m m u n i t i e sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e da n dc o m p i l e d t h e r ea r e1 3 7s p e c i e s 6 0 g e n u sa n d1 2 3f a m i l yp l a n t sr e c o r d e di nt h i sa r e a v i ap c o r ds o r w a r e 4 1t r e ec o m m u n i t i e s w e r eg r o u p e di n t o1 5t y p e si nt h em e t h o do fc l u s t e ra n a l y s i s i nw h i c ht h e r ew e r e1 2d e c i d u o u s b r o a d l e a v e df o r e s t s d b l f 1m i x e de v e r g r e e na n dd e c i d u o u sb r o a d l e a v e df o r e s t m e d b l f a n d2e v e r g r e e nb r o a d l e a v e df o r e s t s e b l f c i n n a m o m u mc a m p h o r ac o m m u n i t yw h i c hi s p l a n t e db yh u m a nb e i n g si st h ec h i e fe v e r g r e e nb r o a d l e a v e df o r e s t a n dc a s t a n o p s i ss c l e r o p h y l l a c o m m u n i t yi ss t i l lr e m a i n e d w h i c hi st h et y p i c a lv e g e t a t i o ni ns h e s h a n h o w e v e r t h ew h o l e s h e s h a ns h o w st h ec h a r a c t e r i s t i co fs e c o n d a r yf o r e s tw h i c hi s m a i n l yc o v e r e db yd e c i d u o u s b r o a d 1 e a v e df o r e s t s 2 t h i st h e s i sa n a l y s e st h es p e c i e sd i v e r s i t yo fe a c hl e v e la n dt h ew h o l eo ft h et r e e c o m m u n i t i e s a tt h et r e el a y e r t h ed i v e r s i t yo fs h e s h a n sv e g e t a t i o ni s o b v i o u s l yl o w e rt h a n 3 n a t u r a lf o r e s ti no t h e rp l a c e s w h i c hr a n k e di no r d e ro fm e d b l f d b l f e b l f t h es h r u b l a y e r sd i v e r s i t yi sh i g h e rt h a nt h et r e el a y e r w h i c hr a n k e di no r d e ro fe b u f m e d b l f d b l f t h eh e r bl a y e r sd i v e r s i t yi s o b v i o u s l yh i g h e rt h a nb o t l lt r e ea n ds h r u bl a y e r w h i c hr a n k e di n o r d e ro fe b l f m e d b l f d b l f ht h ea s p e c to ft h ew h o l ec o m m u n i t yl e v e l t h ed i v e r s i t y r a n k e di no r d e ro fm e d b l f d b l f e b l f w h i c hi st h es a m et ot h et r e el e v e l s t r o n gh u m a n d i s t u r b a n c e1 1 3 r k e st h a tl a t e rc o m m u n i t y sd i v e r s i t yi sl o w e rt h a nt h ep r e v i o u s w h i c hs h o w st h e s e c o n d a d fp r o p e r t i e so fn o r t hs u b t r o p i c a lz o n ef o r e s t 3 w i t h s p a c er e p l a c i n gt i m e m e t h o d s e v e nm a i n l yt r e es p e c i e s p o p u l a t i o na g es l r u c t u r e h a sb e e na n a l y z e da n dd i v i d e di n t o4t y p e s i no r d e rt os p e c u l a t et h er u l eo ft h el o c a lv e g e t a t i o n d y n a m i cd e v e l o p m e n ti ns h e s h a n u n i m o d a lf i r m i a n as i m p l e xa n ds p o r a d i cq u e r c u sf a b r i c r o b i n i ap s e u d o a c a c i a c a s t a n o p s i ss c l e r o p h y l l aa n db r o u s s o n e t i ap a p y r i f e r aa r en o ta b l et ob e t h ed o m i n a n ts p e c i e si ns h e s h a n b e c a u s eo ft h ed i s c o n t i n u o u sa n df l u c t u a t e du p g r a d e i n v e r s e j c i n n a m o m u mc a m p h o r aa n dlc e l t i ss i n e s i sh a v eal o to fr e g e n e r a t i o ni n d i v i d u a l ss ot h a tt h e r ei s l a r g ep o s s i b i l i t yt h a tt h e yw i l lb et h ed o m i n a n ts p e c i e s a st h ec i n n a m o m u mc a m p h o r ap l a n t e d b yh u m a nb e i n g s s h e s h a nw o u l dh a v eb e e nk e e p i n gt h es t a t u so fd e c i d u o u sb r o a d 1 e a v e df o r e s t f o ral o n gt i m e w i t h o u tt h ea r t i f i c i a lf o r e s t 4 3 0 6c o m m u n i t i e sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e da n d18 3s p e c i e s i n c l u d i n g12 9n a t u r a lh e r b s w h i c ha r eb e l o n g i n gt o4 2g e n u s 4 6t r e e 2b a m b o oa n d6f e r n c o m p a r e dw i t ht h ed o w n t o w n a r e ao fs h a n g h a ia n dd a j i n s h a ni s l a n da tt h el e v e lo fl i f ef o r m r a t i oo fa n n u a lh e r b a c e o u si s d e c r e a s i n gi nt h eo r d e ro fd o w n t o w na r e a s h e s h a na n dd a j i n s h a ni s l a n d w h i c hs h o w st h e g r a d i e n tv a r i a t i o no fh u m a nd i s t u r b a n c ef r o ms t r o n gt ow e a k 5 u s i n gp c o r ds o f t w a r e 1 4 4s p r i n gh e r bc o m m u n i t i e sa n d1 6 2a u t u m nh e r b c o m m u n i t i e sh a v eb e e ng r o u p e di n t o4 3a n d3 6t y p e sw i t ht h em e t h o do fc l u s t e ra n a l y s i s a n d e a c hp a r to ft y p e sw a sa n a l y z e db yd c ao r d i n a t i o ni n t o12a n d11g r o u p s w ec a nd r a ws o m e c o n c l u t i o n sa sf o l l o w i n g ll i g h t m o i s t u r ec o n d i t i o na n dh u m a nd i s t u r b a n c ep l a y sa ni m p o r t a n t p a r to ft h eh e r bc o m m u n i t i e s d i s t r i b u t i o n i ns p r i n g l i g h ti sm o r ei m p o r t a n ta n dm o i s t u r ei n a u t u m n b t h e r ei sp o s s i b i l i t yt oa p p e a rf o rt h eh e r bc o m m u n i t yw i t ht h es i m i l a rn i c h ei ns p r i n g h o w e v e r t h e yw i l lb ed i s t i n g u i s h e di na u t u m n c i ns p r i n g t h et a l lh e r bs p e c i e sw h i c hc a n t e n d u r et r a m p l i n ga p p e a rw i t ht h eo n e sw h i c hc a l le n d u r et r a m p l i n gi nt h es s m ee n v i r o n m e n t b u t t h e yw i l ld i s a p p e a rf r o mt h e s ep l a c ei na u t u m n d f o r e i g ns p e c i e sw i t hh i g hs u i t a b i h t yc a nb ei n d i f f e r e n th a b i t a t 6 c o m p a r e dw i t ht h ev e g e t a t i o no fd o w n t o w na e ao fs h a n g h a i d a j i n s h a ni s l a n da n d s h e s h a na r e a w ec a nd r a wt h ec o n c l u s i o nt h a ts h e s h a n sn a t u r a lv e g e t a t i o ni sb e i n gd e s t r o y e db y h u m a na c t i v i t i e s s u c ha st o u r i s ma n dm i n i n ga c t i v i t i e s t h et h r e a to fh u m a nb e i n g si ns h e s h a n 4 a b s t ra c t r l e 8i so b v i o u s l yb e t t e rt h a nd o w n t o w nk r e ai ns h a n g h a i b u tt h em o r ef r e q u e n t t h ew o r s ei ti s h u m a nd i s t u r b a n c ew o u l dm a k et h ev e g e t a t i o nd e v e l o pi n t ol a n d s c a p i n g0 1 i nd e f l e c t e d s u c c e s s i o nw a y k e yw o r d s s h e s h a n r e m n a n t n a t u r e v e g e t a t i o n h u m a nd i s t u r b a n c e s p e c i e sd i v e r s i t y s u c c e s s i o n 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成 果 据我所知 除文中已经注明引用的内容外 本论文不包含其他个人已经发表或 撰写过的研究成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中作了明 确说明并表示谢意 作者签名 聃日期 蛳 学位论文使用授权声明 本人完全了解华东师范大学有关保留 使用学位论文的规定 学校有权保留学 位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版 有权将学位论 文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅 有权将学位论文 的内容编入有关数据库进行检索 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版 保密的 学位论文在解密后适用本规定 学位做储躲砷9 弧 日期 丛i 殳 导师签名 日期 华东师范大学2 0 0 8 届硕士学位论文 人为干扰下上海余山地区植被研究 第一章前言 1 研究背景和意义 城市植被 是指城市里覆盖着的生活植物 它包括城市里的公园 校园 寺庙 广场 球场 庭院 街道 农田以及空闲地等场所拥有的森林 灌丛 绿篱 花坛 草地 树木 作物等所有植物的总和 陈小勇等 2 0 0 6 o h s a w a 1 9 8 4 将城市植 被划分为三个部分 即残存的自然植被 人工栽培植被和城市草本群落 王伯荪 1 9 9 8 随着全球城市化的步伐日益加大 城市中植被赖以生存的环境发生了巨变 s u k o p p 2 0 0 4 虽然城市植被或多或少的受到人为的保护 在城市中零星分布有 自然植被的一些片断 但这些植被不可避免地受到城市化的各种影响而孤立存在 尤其是在人类的干扰下 这些残存或被保护下来的自然植被片断仍在不同程度上受 到威胁 上海作为国际性的大都市 以有限的土地资源承载了庞大的人口以及高楼建筑 人类活动之剧烈不言而喻 然而 在这样一个钢筋混凝土的世界中 却仍保留着一 抹绿色 那便是大金山岛与余山地区的残存自然植被 大金山岛地处海上 具有得 天独厚的地理环境和气候条件 在上个世纪岛上驻军撤离以后 一直封闭 至今 岛上仍保存有上海唯一的以青冈 红楠为优势种的地带性常绿阔叶林 相比于 隐 居 海外的大金山岛而言 位于上海市郊区佘山就没有那么幸运了 上海佘山地区属亚热带季风型气候 四季分明 雨量充沛 全年温暖湿润 山 峰表层土壤是微酸性黄棕壤土 上海市林学会 1 9 8 3 十分有利于树木生长 是上 海植物种最丰富的地区 也是上海残存自然植被分布地区之一 杨永川等 2 0 0 5 是构成上海地区植被的重要组成部分 较能反映上海地带性植被类型的特点 周秀 佳 1 9 8 4 为上海乡土树种种子资源提供了很好的保护和参照 然而从8 0 年代开始 植物种类就在减少 随着人类经济活动范围的扩大和资源利用强度的加深 人类活 动己成为影响植被稳定性最重要的外部因素 张继义 赵哈林 2 0 0 3 就佘山而言 近几十年来由于人类活动的影响 其原始植被己遭到了严重的破坏 森林植被主要 以次生落叶阔叶林为主 方和俊等 2 0 0 6 a 尤其近年来当地旅游业的迅速发展 对 植物及其生境产生了巨大的影响 如今 佘山地区共有野生种子植物8 5 科2 3 5 属3 5 0 种 王晨曦等 未发表 蕨类植物1 6 科3 亚科2 8 属3 8 种 大型真菌1 8 科3 8 属6 2 种 物种数较上世纪5 0 年代减少了一百多种 此外 余山还有几十种在平地上少见或基 本没有的珍稀树种 如斑皮抽丝树 樟叶槭 红果冬青 黄檀 白檀 黄连木 木 通 四川山矾 余山胡颓子 上海羽苔 铜钱草等 但是 由于旅游开发和对竹林 等经济作物的追求而广泛种植 导致人为干扰严重 破坏了当地的自然生境条件以 及自然植被 因此 在对余山地区植物区系及多样性研究之后 王晨曦等 2 0 0 8 深入研究该地自然植物群落类型 解析不同类型植物群落的性质 有助于我们对上 华东师范大学2 0 0 8 届硕士学位论文 人为干扰下上海余山地区植被研究 海地区自然植被的系统研究 尤其对地带性植被的确定和潜在自然植被的推测有着 重要科研意义 此外 佘山地区作为上海绿化建设总体规划中的重要 一片 对上海的生态环 境 城市景观以及生物多样性的保护有着直接影响 因此 对佘山地区的自然植被 进行现状调查 对佘山地区的生物多样性保护以及上海城市绿化规划有着重要的现 实意义 2 研究现状分析 自2 0 世纪3 0 年代以来 城市植物群落和植物区系特征 生物多样性与城市生境 的关系 外来物种侵入的影响以及人类活动对植被的影响等已经引起了很多研究者 的关注 自7 0 年代中期以来 城市植物及植物群落的研究在欧洲各国普遍受到重视 s u k o p p 1 9 9 8 b 意大利的许多城市如佛罗伦萨 维罗纳 德国的帕绍 奥丁堡 瑞士的洛桑等城市都分别进行了城市植物区系和植被的研究 b u r d e n r a n d e r s o n 1 9 7 8 p y s e k 1 9 8 9 h e t z e l 1 9 9 1 h e r r m a n n 1 9 9 4 欧洲其他城市如芬兰的赫尔 辛基研究了城市及其周围植被的生态特征 t ii v a y r j o e 1 9 9 0 希腊的佩特雷 南 斯拉夫的罗维尼 r o v i n j 和克尔古 k r k 开展了相关的研究 c h r o n o p o u l o s c h r i s t o d o u l a k i s 1 9 9 6 s c h u l t e 1 9 8 9 这些研究主要包括 1 城市生境特征 2 城市植被的主要特征 3 人类活动对植被的影响 与国际上的研究相比 国内对于城市植被的研究相对较少 但也取得了不少成 果 这方面的研究无论从科学的角度还是实践的角度来讲都具有重大的意义 8 0 年 代以来 城市植物研究更受到重视 并成为城市生态学研究的一个新的热点 上海 具有典型城市的特点 其植被也反映了一般城市植被的特点 周秀佳 1 9 8 4 达良 俊等 2 0 0 2 对上海佘山 大金山岛的主要植被类型及其分布做了研究 得出上海 是以青冈 红楠 苦槠为主的常绿阔叶林 亚热带竹林作为该地区的地带性植被 而目前广泛分布有次生的白栎林和各类灌丛 杨永川等 2 0 0 2 在对上海江湾机场 植物群落多样性研究时发现非地带性因素主导着植物发生和演替 使得上海很难达 到以亚热带常绿阔叶林为主的地带性植被类型 方和俊等 2 0 0 4 在对佘山群落多 样性进行研究的时候也发现佘山地区由于受到较强的人为干扰 当地的群落类型主 要为次生的落叶阔叶林为主 在对人工植被进行的研究中 方和俊 2 0 0 6 b 对上海 中心城区近5 0 0 个人工群落样方进行了调查分析 并将其划分出6 个植被型组 1 7 个 植被型和1 8 4 个群系类型 其中以落叶阔叶林占主导地位 关于草本群落的研究中 陈克霞 2 0 0 6 对上海中心城区自然草本群落类型 分布及其季节变化规律进行了 研究 表明在人为干扰较强的上海中心城区 一年生草本所占比例明显高于多年生 草本 大量的研究也表明 频繁和高强度的人类活动 植物遭受践踏等机械损伤的 压力极大 而一年生植物因其在践踏等机械损伤作用下 仍能保持正常的繁殖和传 2 华东师范大学2 0 0 8 届硕士学位论文人为干扰下上海余山地区植被研究 播能力 故在城市植物区系中具有较高的比例 江源 刘硕 1 9 9 9 欧晓昆 余梅 1 9 9 4 2 1 生物多样性研究 生物多样性是多样化的生命实体群的特征 每一级实体一基因 细胞 种群 物种 群落乃至生态系统都不止一类 即存在着多样性 马克平 1 9 9 3 因此 多 样性是所有生命系统的基本特征 s o l b r i g 1 9 9 2 生物多样性是生物及其与环境 形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和 包括所有植物 动物 微 生物物种和它们所拥有的基因以及它们与其它生存环境形成的复杂的生态系统 m c n e e l y 1 9 9 2 生物多样性的研究始于2 0 世纪4 0 年代 不同学者基于生命系统 的等级特征 提出了不同的多样性研究层次 但是 理论与实践上重要 研究较多 的主要有基因多样性 或遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性和景观多样性 马克平等 1 9 9 8 生物多样性是全人类的共同财富 它不仅是人类赖以生存的最基本条件 而且 在维持全球生态平衡上具有十分重要的意义 生物多样性的丧失是全人类无法弥补 的重大损失 因此 研究人为干扰对生物多样性的影响 对保护生物多样性有着极 其重要的意义 到现在为止 人类还不清楚我们所生存的地球上一共有多少生物 但是近年来 物种灭绝的加剧 遗传多样性的减少 以及生态系统特别是热带森林的大规模破坏 引起了人类社会对生物多样性问题的极大关注 吴文妍 2 0 0 7 生物多样性丧失的 直接原因主要有生境丧失和片段化 外来种的侵入 生物资料的过渡开发 环境污 染 全球气候变化和工业化的农业及林业等 但这些还不是问题的根本所在 根源 在于人口的剧增和自然资源消耗的高速度 不断狭窄的农业 林业和渔业的贸易谱 经济系统和政策未能评估环境及其资源的价值 生物资源利用和保护产生的惠益分 配的不均衡 知识及其应用的不充分以及法律和制度的不合理 马克平等 1 9 9 8 总而言之 人类活动是造成生物多样性以空前速度丧失的根本原因 郭正刚等 2 0 0 3 国外对于物种多样性的研究比较早 但由于不同学者对物种多样性的理解不同 再加上研究对象和研究尺度的不同 使学术界在物种多样性研究上分为2 个派别 一 派是以生物地理学者为主体 其研究的尺度较大 研究对象是全球或一定地域全部 物种种类及其类群的分布状况 另一派是以植物群落学家为主体 研究尺度相对较 小 他们认为物种多样性是生物群落内物种组织水平上的多样性程度 他们以一定 的生物群落为对象 研究群落内物种组成的多样化程度和分布形式 李帅英等 2 0 0 2 j o s e p hc o n n e l l 1 9 7 5 1 9 7 8 提出轻度干扰会提高生物多样性 w h i c h e r 和 d e t l i n g 1 9 8 8 研究了北美草原上啮齿动物对生物多样性的影响 结果表明 轻度 华东师范大学2 0 0 8 届硕士学位论文人为干扰下上海余山地区植被研究 干扰的风洞国家公园草原上植物生物多样性达到最高 我国疆域辽阔 自然环境复杂 孕育着极为丰富的物种资源 是全世界物种资 源最为丰富的国家之一 并拥有举世瞩目的珍稀物种 据统计 我国仅高等植物就 有4 7 0 多科 3 7 0 0 多属 3 万多种 占世界总数的10 9 6 保存着约1 2 0 0 属在北半球其它 地区早己灭绝的珍稀古老孑遗植物 如银杉 水杉 银杏 金花茶等 并有2 0 0 多个 特有属 约1 万多个特有种 为了积极开展生物多样性的保护活动 我国是少数儿个 最早制订国家级物种多样性保护行动计划的国家之一 吴文妍 2 0 0 7 很多学者也 对不同地区和不同类型的生态系统的物种多样性进行了研究 如金则新对浙江天台 七子花群落物种多样性的研究 金则新 1 9 9 1 a 岳明对秦岭及陕北黄土区辽东栋 林群落物种多样性特征的研究 岳明 2 0 0 4 马克明 傅伯杰对北京东灵山地区森 林的物种多样性和景观格局多样性的研究 马克明等 1 9 9 1 王庆锁 冯宗炜对河 北北部 内蒙古东部森林一草原交错带物种多样性的研究 王庆锁等 2 0 0 0 刘世 荣 蒋有绪等对中国暖温带森林物种多样性的研究 刘世荣等 1 9 9 6 等 这些研究 对相关类型的生物多样性保护和退化生态系统的恢复重建起到了一定的指导意义 2 2 演替 演替 s u c c e s s i o n 是一个植物群落被另一个植物群落取代的过程 它是植物 群落动态的一个最重要的特征 熊文愈等 1 9 8 9 自1 8 0 6 年j o h na d l u m 首次提出演 替以后 生态学家通过各自的研究试图从各种角度去解释演替 c l e m e n t s c l e m e n t s 1 9 1 6 1 9 3 6 提出了影响最为广泛的单元顶级学说 他认为群落演替就是地表上同一 地段顺序地分布着各种不同植物群落的时间过程 任何一类演替都经过迁移 定居 群聚 竞争 反复和稳定6 个阶段 原则上在一个气候区域内的所有生境中 最后将 是同一个顶极群落 以t a n s l a y 为代表的一些英国学者对此持否定态度 提出了与之 相对的多元顶极学说 认为在一个气候区域内 群落演替的最终结果 不一定都汇 集于一个共同的气候顶极终点 李景文 1 9 9 6 w h i t t a k e r 彭少麟 1 9 9 6 的顶极格 式假说强调了群落与环境在生态系统中的密切功能联系 认为植物群落是沿着环境 梯度的群落连续体的一部分 而e g l e r e g l e r 1 9 5 4 在初始植物区系学说中提出演 替具有很强的异源性 并不一定朝着顶极群落方向发展 演替是一种种间替代过程 这种替代不是群落间的 因而演替系列是连续的而不是离散的 c o n e ll 和 s l a t y e r c o n e l l 1 9 7 7 的忍耐理论认为任何种都可以开始演替 较能忍受有限资源 的物种将会取代其他种 演替就是靠这些种的侵入和原来定居物种的逐渐减少而进 行的 主要取决于初始条件 g r i m e 安树青等 1 9 9 8 g r i m e 1 9 8 8 建立了生活史 对策演替学说 且p r c s 学说 r c s 对策模型反映了某一地点某一时刻存在的植被 是胁迫强度 竞争和干扰之间平衡的结果 认为次生演替过程中的物种对策格局是 有规律的 是可以预测的 t i l m a n t i i m a n 1 9 8 5 认为资源比例的变化引起竞争关 4 华东师范大学2 0 0 8 届硕士学位论文 人为干扰下上海余山地区植被研究 系的变化 从而导致了群落的演替 这就是资源比例理论 p i c k e t t p i c k e t t 1 9 8 5 提出了关于演替的原因和机制概念框架 较详细地分析了演替的原因 b a z z a z b a z z a z 1 9 7 9 1 9 8 0 试图从演替先锋群落到顶极群落一些主要种的生理生 态学特征的比较上来解释演替的机理 这无疑是研究演替本质 揭示演替机理的又 一个新途径 总之演替是遵循着客观规律的一个动态过程 是一个物种代替另一个 物种 一个群落代替另一个群落的过程 在这个过程中 群落与其环境的组成 结 构及功能发生了变化 目前 对植被恢复的研究主要集中于群落动态 土壤动态和 动态变化模型等三方面 我国于2 0 世纪2 0 年代就开始对植被的演替进行研究 著名生态学家李顺卿 刘 慎愕的博士论文研究的主题均是植被演替 2 0 世纪5 0 年代以后 曲仲湘 董厚德等 对植被演替的趋势 规律等作了较为详尽的研究 丁圣彦等 2 0 0 4 2 0 世纪8 0 年代 以来 在广东省鼎湖山和鹤山 四川给云山 浙江天童山 云南哀牢山 福建武夷 山逐步形成了中国各具区域特色的常绿阔叶林研究基地 同时由于数学方法 计算 机技术 生理生态技术等被逐步应用到群落演替的研究中 使常绿阔叶林演替研究 的方法和手段得到进一步改进 研究内容从研究常绿阔叶林群落演替的过程 群落 组成变化 结构动态及模型逐步向研究生态系统的功能发展