基于IPMs模型的马尾松种群动力学机制研究

Integral Projection models (IPMs) are recently developed demographic models and provides a keystone technique for studying population dynamics and analyzing the mechanisms underlying population maintenance. IPM represents the novelty of the techniques for studying population dynamics and points out the new points to the new direction of further development of demographic models. This project will adopt the new analyzing methods of IPM to study the population dynamics and population maintenance mechanisms of massionian populaitons during its restoring process in the eroded and degradeded subtropical granite area..Through field monitoring,field expriment and model analyzing,we are going to illustrate the contributions of different vital rates of individuals at different life stages to the populaiton growth rate under diffent enviroment conditions and reveal the restricting enviromental factors for populaiton maintenance. we will analyzing the changes of populaiton performances of massionian since the ecological restoration project was carried out, and further prodict the trend population development under different management strategies in the future. From this project, we are aiming to answering the basic theoretical questions of how populations are maintained under varing environmental conditions, further providing essential scintific fundation for the ecosystem restroation of eroded and degraded granite mountainous area, and meanwhile extending the use of IPM in the demographic studies in subtropical secondary forest.

积分投影模型（IPMs）为种群动态与机制的研究提供了有力的分析工具，代表了种群动态模型分析的关键技术创新和未来发展趋势。本项目拟引入积分投影模型的分析方法和技术手段，对我国亚热带花岗岩侵蚀退化地区生态恢复过程中先锋种群- - 马尾松种群的动态特征、规律及其对生态因子变化的响应机制进行探索性研究。通过野外定位监测、控制试验和模型分析，阐明实施生态恢复工程以来，马尾松种群的变化过程、发展动态，并预测不同生态治理模式下马尾松种群的未来变化情景；分析马尾松不同生活史阶段个体的命运对种群增长率的贡献，并揭示其环境制约因素。通过本项目的研究，探讨变化环境下先锋种群发展与驱动机制的基础科学理论问题，为南方花岗山地侵蚀退化区的生态恢复提供科学依据，同时拓展IPM模型在湿润亚热带次生林中应用的广度和深度。

本项目借助积分投影模型（IPM）的分析方法，以长汀水土流失区的马尾松种群为研究对象，通过选取不同生态恢复程度生境的马尾松种群，构建起相应的积分投影模型（IPM）对各类马尾松种群动态变化特征进行了系统研究，并探究特殊生境中马尾松种群动态变化的生理生态机制。. 研究结果表明，长汀水土流失区不同生态恢复水平的马尾松种群增长率λ>1，说明各马尾松种群均保持增长趋势；且λ值随着样地恢复水平的提高而增大，马尾松种群的发展态势随着生态恢复水平提高而增长。生态恢复水平较高的生境内大个体马尾松（>300mm）的生命率对整个种群的发展最为重要，而生态恢复水平较低的生境则情况相反，小个体植株（<10mm）才是马尾松种群增长的关键。各个生命率中，存活对不同生态恢复水平生境中马尾松种群的发展均很重要，其次为正生长；生态恢复水平较高的生境内，以大个体马尾松（>300mm）的正生长对种群增长的负贡献最大；生态恢复水平较低的生境中以大个体马尾松（120mm<基径<160mm）和小个体马尾松（<10mm）的正生长和繁殖对种群增长的贡献值最大。长汀水土流失区人工密植条件下的马尾松植株不再表现强阳性的特征，无法适应高光强；该类马尾松碳同化累积产物除用于植株正常生长外，无法将产物分配于繁殖阶段，且低光照条件不利于马尾松幼苗萌发，种群更新受到抑制，种群不能长期发展，将逐渐出现衰退趋势。. 通过本项目的研究，深入、系统地分析了生态恢复过程中马尾松种群动态特征和发展趋势，揭示了马尾松种群动态的生物调控机制，为南方花岗岩山地侵蚀退化生态系统的恢复提供了科学依据，同时拓展了IPM模型在我国湿润亚热带次生林中应用的广度和深度。