功能多样性和谱系多样性对热带云雾林群落构建的影响

近年来, 功能多样性和谱系多样性为探究群落构建机制提供了新方法。为了更准确地了解海南岛高海拔热带云雾林群落构建机制, 该研究以海南岛霸王岭热带云雾林为对象, 测定7个环境因子和13个植物功能性状。利用主成分分析(PCA)筛选环境因子, 以霸王岭、尖峰岭和黎母山热带云雾林分布物种建立区域物种库, 结合模型, 分析Rao二次熵(RaoQ)和平均成对谱系距离(MPD)变化对植物群落构建的影响。结果表明: 林冠开阔度、土壤全磷含量和坡度是影响植物群落构建的关键环境因子。多数功能性状的系统发育信号很低且不显著, 说明热带云雾林群落的系统发育关系与功能性状随历史进程变化不一致。RaoQ和MPD的实际观测值都显著低于期望值, 且其标准效应值与土壤磷含量显著相关, 说明生境过滤是驱动热带云雾林群落构建的关键因子, 土壤磷含量是群落构建的关键环境筛。     

海南热带云雾林附生维管植物对宿主的选择性

附生维管植物是热带森林中重要的特征性组分, 研究附生维管植物对宿主树的选择性对热带森林生物多样性及生态系统保护有重要意义。该研究以海南热带雨林国家公园霸王岭片区热带云雾林中的附生维管植物为研究对象, 通过设置21个20 m × 20 m的固定样地, 调查样地内所有胸径>1 cm的乔、灌木的数量、种类、胸径、植株高、基质类型及其上生长的附生维管植物的数量、种类, 用混合线性模型、单因素方差、附生选择性指数分析附生维管植物分布与宿主树种、胸径、高度、基质类型(裸树皮、苔藓、凋落物及土壤)的关系。结果表明: 在热带云雾林8 400 m²样地内, 附生维管植物共计51种2 650株, 附生兰科植物和附生蕨类植物为优势类群, 附着在10.6%的个体木上; 附生维管植物多度和丰富度与宿主树胸径显著正相关; 多度较大的琼崖石韦(Pyrrosia eberhardtii)、流苏贝母兰(Coelogyne fimbriata)、阴石蕨(Davallia repens)、蔓九节(Psychotria serpens)对宿主树种表现出一定的选择性, 显著偏好1-4个树种; 附生维管植物对轻基质类型(苔藓植物)也存在显著偏好, 70%以上的附生维管植物生存在苔藓基质上。     

海南长臂猿食源植物的潜在物种丰富度分布格局

海南长臂猿(Nomascushainanus)是全球最濒危的灵长类动物之一,是唯一一种中国特有的长臂猿。该研究利用最大熵(MaxEnt)模型,基于海南长臂猿食源植物的分布数据和影响其分布的环境数据,模拟了海南长臂猿食源植物在海南岛的潜在分布。结果表明:(1)海拔、坡度和气温年较差是影响海南长臂猿食源植物潜在分布的重要环境因子,所有类别食源植物的潜在物种丰富度均与海拔和坡度呈正相关关系,与气温年较差呈负相关关系。(2)在海南岛,南部的10个县(市)是海南长臂猿食源植物的潜在集中分布区,海南长臂猿取食的果实类和叶类植物、旱/雨季取食和喜食植物的潜在物种丰富度南高北低,但取食的花类植物的潜在物种丰富度中间高四周低。(3)海南长臂猿食源植物的潜在丰富度热点区域最多占海南岛面积的25.50%,但在霸王岭片区,除爱取食的果实类、喜食的桑科和樟科植物外,其他类别食源植物的潜在丰富度热点区域面积均占霸王岭片区面积的40.00%以上。该研究提供了不同类别食源植物的潜在集中分布区和潜在丰富度热点区域,对海南长臂猿的保护和恢复具有一定的指导意义。     

海南岛霸王岭热带云雾林雨季的环境特征

以海南岛霸王岭热带云雾林中热带山地常绿林和热带山顶矮林群落为对象, 分析了热带云雾林雨季光照、空气湿度、空气温度、土壤和地形特征, 为分析生物多样性、生态系统功能及其对气候变化的反应等生态学过程奠定基础。结果表明: 热带山地常绿林和热带山顶矮林在一天中的光合有效辐射呈单峰曲线变化, 热带山地常绿林各时段的光合有效辐射显著低于热带山顶矮林; 5-10月两群落类型日平均空气温度分别为(21.76 ± 2.44) ℃和(19.33 ± 1.03) ℃, 且随时间变化呈单峰曲线, 热带山地常绿林日平均空气温度显著高于热带山顶矮林; 5-10月两群落类型日平均空气相对湿度分别为(88.44 ± 2.90)%和(97.71 ± 0.80)%, 且随时间变化呈倒“S”型曲线, 热带山地常绿林各月日平均空气相对湿度显著小于热带山顶矮林; 与热带山顶矮林相比, 热带山地常绿林的土壤全氮、全磷、速效氮、有机质、pH和土壤厚度显著大, 而全钾和有效磷含量显著低; 热带山地常绿林的坡度、岩石裸露比例和海拔高度显著小于热带山顶矮林, 地形因子与其他生态因子显著相关; 主成分和相关性分析表明: 空气温度、有效磷、全钾、全氮及地形因子对热带云雾林植被分布有重要影响。     

五指山黑桫椤(Alsophila podophylla)种群特征与森林立木密度和土壤的关系

研究了五指山黑桫椤(Alsophila podophylla)种群密度、高度和胸径等基本特征及种群与立木密度和土壤因子的关系.结果表明:山地雨林和低地雨林黑桫椤平均密度及立木平均密度各自差异极显著,黑桫椤平均高度和平均胸径各自差异不显著.低地雨林黑桫椤平均密度(0.12 ind·m-2)是山地雨林(0.06 ind·m-2)的2倍,后者的立木平均密度(0.467 ind·m-2)是前者(0.343 ind·m-2)的1.4倍,在一定海拔范围内,随海拔升高,黑桫椤种群密度逐渐减少,立木平均密度增大.山地雨林黑桫椤平均密度与平均高度正相关,黑桫椤种群趋于稳定;低地雨林中两者负相关,黑桫椤种群呈增长型,其相关关系都可用二项式方程拟合.山地雨林黑桫椤平均密度与立木平均密度负相关,低地雨林中两者正相关,相关关系可用一元线性方程拟合.山地雨林与低地雨林比较,土壤有机质、全氮、水含量和pH总体上表现为增大趋势,而全磷和全钾含量总体上表现为下降趋势;黑桫椤种群平均密度、高度和胸径与土壤pH、全磷含量和全钾含量关系密切,各自可用二元线性回归方程拟合;3个土壤因子对黑桫椤的作用大小是全钾含量＞pH＞全磷含量.可以根据以上模型指导黑桫椤保护、繁殖和栽培研究.