题目：黄土高原马栏林区辽东栎林的群落学特性研究

辽东栎（Quercus wutaishanica Mayr.）是壳斗科（Fagaceae）栎属（Quercus）落叶乔木，分布于我国的辽东半岛北部丘陵地区、河北北部和西部的山地、山西恒山以南的山地、陕西和甘肃的黄土高原以及秦岭等地，是温带、暖温带森林植被的主要建群种，具有重要的环境价值。本文应用种群生态学、群落生态学、植被生态学、数量生态学的理论和方法，进行野外科学数据的调查和实验样品的室内分析，获得了用于种间关联性、种群更新以及群落与环境关系分析的相关数据。应用相应的数据分析软件，系统分析研究了黄土高原子午岭马栏林区辽东栎林的物种组成、群落结构和稳定性以及未来的发展趋势。
在对马栏林区森林植被进行全面考察的基础上，选取8个辽东栎群落的典型样地进行取样。共设置30个10m×10m的样方，对所有乔木（高度>1.3m）、灌木（基径>1cm）和辽东栎幼苗（<1.3m）做一般群落性查。共测得15个环境指标来刻画植物群落的空间位置、地形和土壤特征。通过点相关系数、χ2检验、r检验对所有调查的69种木本植物进行种间关联性分析；利用主成分分析、Q型层次聚类分析和方差分析对辽东栎的幼苗密度和土壤因子的相关性、不同土壤养分和坡向下的幼苗密度差异进行了分析；利用典范对应分析对林下灌木层植物分布的环境梯度进行了分析。其主要结果如下：
1. 种间总体关联性的方差均值VR=2.27，大于1，表现为显著的正关联，表明随着植物群落演替的进展，种间关系将逐渐趋于正相关，以求得多物种间的稳定共存。调查的69个物种，共组成2346个种对。点相关分析的正负关联比为4.4:5.4，而r相关分析的为3.6:6.4。同时，关联强度分析结果也表明种对间还有一定的竞争作用，然而这种竞争是在环境的容纳范围内，没有出现种对间的极强竞争和资源危机，群落处于比较稳定的发展状态。χ2检验和r检验的结果相似，显著关联的种对所占的比例很少，基本不到10%。反映了处于演替顶极的群落种间存在相对较弱的联结性，关系较为松散，具有一定独立分布的格局。
2. 对辽东栎幼苗的主成分分析显示，第一、第二、第三、第四主成分的贡献率分别为44.09%、22.74%、13.07%、9.81%，累计贡献率为89.71%。其中，第一主成分对有机质、全氮、碱解氮、腐殖质、速效钾等因子解释的比较充分，其中前三项的相关系数已达0.941、0.913、0.809，具有非常大的代表性。第二主成分、第三主成分和第四主成份则对枯落层厚度、pH值和速效磷的代表性相对大一些。
3. 选择有机质、全氮、碱解氮等，将各样方的养分水平从高到低分为3类。相关分析结果也显示，这三个土壤因子与幼苗密度之间均存在着显著的负相关关系（SOM：R=-0.418，P=0.022；TKN：R=-0.419，P=0.021； Ne：R=-0.442，P=0.014）。进一步的方差分析显示，Ⅰ和Ⅲ（P<0.01）、Ⅱ和Ⅲ（P<0.05）样方组之间的幼苗密度存在显著的差异，分别相差213、165株/100m2，其中Ⅰ组最低，Ⅲ组最高。可见，土壤的养分因素对于幼苗的分布和生长有显著影响。幼苗密度与坡向之间的相关性分析显示，二者存在着极显著的负相关关系（R=-0.575，P=0.001），而且在两个不同坡向的样方组之间，幼苗密度的差异也很显著（P<0.05），相差95株/100m2。幼苗在正南正北坡几乎没有分布，而且自北到南密度逐渐降低，在光照条件较好的东/西南坡幼苗的密度比较小。因此，幼苗的生长状况还需从株高，冠幅等综合的指标来评价。
4. 辽东栎林下灌木层植物与环境梯度CCA排序效果较好，前四轴提取了79.8%的环境信息量，其中前两轴提取的环境信息量为59.1%。CCA排序第一轴能够解释物种分布变化的23.0%，与海拔、坡度、坡向、速效钾、郁闭度的相关极显著（P<0.01）。其中与坡向和海拔的相关系数分别为0.806和0.828，表明第一轴主要反映了海拔和坡向的变化。第二轴与土壤pH值、有机质、碱解氮相关显著（P<0.05）；第四轴与有机质、全氮、速效钾相关极显著（P<0.01）。可见海拔、坡度、坡向、速效钾、郁闭度、有机质、全氮是重要的环境梯度，而pH值、碱解氮、速效磷、坡位是分异梯度。二维排序图显示，沿第一轴自左向右海拔上升、坡向转向阳坡、坡度增加，而速效钾、速效磷含量变小、郁闭度降低。沿第二轴自下而上，坡位升高，土壤pH值增大，而土壤有机质、碱解氮、全氮等营养成分含量减少。可见，并非某一个环境因子单独作用决定了物种分布，而是共同的、相互的确定了其位置。这在一定程度上说明辽东栎群落是现阶段较为成熟和稳定的顶极群落。