天童常绿阔叶林中常绿与落叶物种的物种多度分布格局

物种多度分布是对群落内不同物种多度情况的数量描述, 作为理解群落性质的基石, 其形成机制受到广泛关注。常绿与落叶物种是两类有着不同物候性状与生长策略的物种集合, 它们普遍共存于常绿阔叶林中。在天童20 ha常绿阔叶林动态监测样地内, 虽然常绿物种在物种多度和胸高断面积等指标上占有绝对优势, 但其在物种丰富度上却不及落叶物种。分析两者在常绿阔叶林中的物种多度分布特征, 能够为理解常绿阔叶林内物种多样性的维持机制提供一个全新的视角。为此, 我们基于天童样地的植被调查数据, 一方面利用累积经验分布函数对两类生活型植物的物种多度分布进行描述, 使用Kolmogorov-Smirnov检验(K-S检验)判断其差异性; 另一方面, 采用纯统计模型、生态位模型和中性理论模型对二者的物种多度分布曲线进行拟合, 并基于K-S检验的结果以及AIC值进行最优模型的筛选。结果显示: (1)常绿与落叶物种的物种多度分布曲线间并无显著差异。(2)在选用的3类模型中, 中性理论模型对于两类物种多度分布曲线的拟合效果都最好, 而生态位模型的拟合效果则一般。从上述结果可以看出, 尽管常绿与落叶物种在物种数量和多度等方面均存在差异, 但它们却有着近似的物种多度分布格局以及相近的多样性维持机制。然而, 鉴于模型拟合的结果只能作为理解群落多样性构建机制的必要非充分条件, 故而只能初步判定中性过程对于常绿与落叶物种的物种多样性格局影响更大, 却不能排除或衡量诸如生态位分化等其他过程在两类生活型多样性格局形成中的贡献。     

浙江天童20ha常绿阔叶林动态监测样地的群落特征

常绿阔叶林是我国东部低海拔地区的典型植被,基于大型动态监测样地的群落特征分析是揭示其生物多样性维持机制的基础.作者在天章国家森林公园建立了20 ha的样地,并完成了第一次群落学特征调查和分析.结果显示,样地内共有胸径≥1 cm的木本植物152种94,603株,隶属51科94属.重要值最大的前3个科依次是山茶科、樟科和壳斗科.属水平上热带区系成分占总属数的52.1%,温带区系成分占42.6%.常绿物种在样地内占绝对优势,占总重要值的80.3%.重要值最大的3个种依次是细枝柃(Eurya loquaiana)、黄丹木姜子(Litsea elongata)和南酸枣(Choerospondias axiliaris);稀有种共计55种,占总物种数的36.2%.木本植物整体径级结构呈逆"J"字型.萌枝分枝 情况表明,常绿物种的萌、分枝能力强于落叶物种.此结果表明天童常绿阔叶林物种组成丰富,群落成熟稳定,更新良好,反映了亚热带东部常绿阔叶林的典型特征.     

亚热带常绿阔叶林林窗物种丰富度的影响因素

林窗是森林群落物种多样性维持中十分重要的结构,但其本身物种多样性的维持机制尚不清楚,可能与相邻群落的物种丰富度、林窗面积以及土壤和地形因子等有关。本文选取浙江天童20 ha森林动态监测样地内的84个冠林窗作为研究对象,分析了林窗内部以及不同距离邻域内的物种组成,选取包含大部分林窗内物种(≥75%),并且对林窗内物种丰富度影响最大的邻域作为相关邻域(林窗周围成熟植株通过种子传播影响林窗物种丰富度,把距离冠林窗边缘5 m范围内的区域作为种源效应邻域;由于距离林窗较近,物种组成与林窗形成时仍存活个体的物种组成相似,故把距离冠林窗边缘4 m范围内的区域作为距离效应邻域),然后计算种源效应邻域内成熟植株的物种丰富度、距离效应邻域内所有植株的物种丰富度、冠林窗的面积、地形因子(海拔、坡度、坡向、凸度)和土壤因子(p H值、全氮、全碳、全磷),最后对11个潜在的影响因素进行随机组合,构建广义线性回归模型,筛选最优模型(AICc最小)进行分析。结果显示:种源效应邻域内成熟植株的物种丰富度和冠林窗面积显著影响林窗内物种丰富度,其他因素并未对冠林窗内物种丰富度产生显著影响。上述结果说明,冠林窗面积的大小以及外部种源的丰富程度是决定冠林窗内物种丰富度的主要因素,其他因素可能只产生间接影响。     

浙江天童常绿阔叶林土壤的空间异质性及其与地形的关系

运用地统计学方法,分析了浙江天童常绿阔叶林土壤pH值、全碳、全氮和全磷的空间异质性及分布格局,并基于RDA排序和偏回归方法定量评价了海拔、凹凸度和坡度等地形因子对土壤性质的影响程度.结果表明:常绿阔叶林土壤的pH值、全碳、全氮和全磷的变异系数分别为5.18％、42.98％、36.55％和46.27％;土壤性质的空间自相关范围为81.6～54.5 m,pH值、全碳和全氮呈中等程度的空间自相关,而全磷存在强烈的空间自相关;pH值、全碳和全氮均呈零星斑块状空间分布,全磷则呈条带状分布;地形因子中,pH值和全磷受凹凸度的影响最大,为负相关,凹凸度能单独解释pH值和全磷空间变异的21.24％和14.62％;全碳和全氮受海拔影响最大,呈正相关,海拔能单独解释金碳和全氮空间变异的10.54％和10.60％.不同地形因子对土壤性质各指标空间变异的影响程度存在差异,与本地区酸性降雨分配及局地土壤水分含量和气温受地形的影响有关.     

基于地形因子的天童地区常绿树种和落叶树种共存机制研究

位于亚热带的浙江天童和古田山常绿阔叶林大样地分布有较高比例的落叶树种,那么它们与常绿树种的共存机制是什么?常绿树种和落叶树种生态习性差异较大,二者对生境的选择应有所不同,我们推测生境分化可能是两类植物实现共存的主要机制。为检验该假设,我们以天童20ha动态样地调查数据为依托,选择个体数≥20的55个常绿树种和42个落叶树种作为分析对象,用典范对应分析(CCA)研究了地形因子对二者分布的影响差异,用torus转换检验来分析常绿树种和落叶树种与各类地形生境的关联。结果如下:(1)CCA分析表明地形因子对常绿树种分布的解释量为19.2%,对落叶树种分布的解释量为7.0%。(2)torus转换检验结果表明,与沟谷成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为16.4%和28.6%,成负关联的比例分别为40%和7%;与山脊成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为41.8%和4.8%,成负关联的比例分别为10.9%和47.6%;与受干扰生境成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为16.4%和42.9%。上述结果说明地形对常绿树种分布的影响大于落叶树种;两个植物类群对生境的选择多呈现相反格局,尤其是在沟谷生境和山脊生境,这进一步表明生境分化是常绿树种和落叶树种共存的重要机制之一,生态位理论在一定程度上能较好地解释亚热带常绿阔叶林物种多样性的维持。     

天童常绿阔叶林林窗的地形分布格局

为探究多维地形因素对林窗分布的影响,以天童20 hm²常绿阔叶林动态监测样地内的林窗为对象,结合地理信息系统软件,分析了林窗空隙率、林窗密度以及林窗面积在海拔、坡度、坡向、坡形、坡位5种地形因子下的分布格局.结果表明: 该样地林窗空隙率为13.1%,林窗密度为9.5个·hm^-2,林窗平均面积为137.82 m²;因高海拔台风干扰的强度较大,高海拔段(≥500 m)林窗的空隙率和密度显著大于中低海拔段(<500 m);台风带来的强降雨极易引起小范围滑坡,使得沟谷的林窗空隙率和密度显著大于侧坡,林窗平均面积显著大于侧坡和山脊.台风及其带来的强降雨是造成林窗在海拔及坡位梯度上具有显著性差异的主要原因.