太行山南麓主要木本物种点格局及生态位特征分析

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种群生态学研究是生态学研究的核心方向。生态位理论是种群生态学研究的重要理论之一,常用于研究物种在群落及整个生态系统中的综合地位和状况。点格局分析法是种群生态学常用的分析方法,用于研究不同尺度下植物种群的分布特点以及种间相关性。本研究结合生态位测量、点格局分析,对太行山南麓2个1 ha样地中13个主要物种的种间关系、种群空间分布格局进行探究,以期为揭示群落中物种多样性的共存和维持机制提供理论依据。本研究进行了生态位宽度指数(B(sw)i)、生态位相似性比例指数(Cih)、生态位重叠指数(Lih和Lhi)等定量分析,并用点格局进行物种的径级结构、分布格局、种间空间格局分析。结果表明:(1)2个样地中主要物种的径级结构以增长型或稳定型为主,这说明太行山南麓的次生林群落物种更新良好;主要物种在完全随机零模型下的空间分布格局以聚集分布为主,在异质性泊松分布零模型下物种的空间分布格局在较大尺度上聚集程度明显下降,在较小尺度上物种聚集程度下降幅度较小,这充分反映了环境异质性对物种格局的影响;13个主要物种之间的种间空间关联性主要表现为种间负相关性和无显著关联性,植物群落竞争激烈,群落结构不稳定,各样地中的优势物种对其他物种影响远大于其所受到的影响,故优势地位较稳固,灌木物种对其他物种的影响和受到的影响相近,主要原因是灌木之间,灌木与乔木小树之间竞争有限的光资源的竞争激烈。(2)在垂直生态位研究中采取同样的调查方法,对样地内主要乔木、灌木物种进行不同的方式研究,即分开研究和同时研究。由于同时研究时灌木物种的资源位值变小,故灌木物种的生态位宽度及生态位重叠值发生相应变化,但与分开研究的结果相比,同一生活型中生态位宽度、生态位重叠值的大小趋势没有变化。这表明通过本研究方法,同时分析不同生活性的生态位特征是可行的,并且可以同时比较不同生活型物种之间的差异。(3)在垂直生态位宽度研究中,乔木物种生态位宽度值普遍高于灌木物种,这是由于乔木个体较大,灌木较矮小,故样地中乔木物种占据较多的资源位,灌木物种仅出现在部分资源位上;在生态位重叠研究中,物种对之间的生态位重叠值普遍较低,1号样地中有42.86%的物种对的重叠值大于0.1,2号样地中有43.33%的物种对的重叠值大于0.1,生态位宽度较大的物种及相同生活型的物种适应环境和对资源的利用程度相近,其生态位重叠值较大;在生态位相似性研究中,物种对之间的生态位相似性比值普标较高,1号样地中有52.38%的物种对的相似性比值大于0.5,2号样地中有53.33%的物种对的相似性比值大于0.5,这与物种的生态位宽度大小和其自身的生物学特性有关。(4)一般情况下,样地中生态位宽度较大的物种与相同生活型的物种对之间的生态位重叠值较大,生态位相似比例值也较大,反之生态位宽度较窄且不同生活型的物种对之间的生态位重叠值和生态位相似性比例值较小;部分物种对的生态位相似性较高,但生态位重叠值较小,主要原因是这些物种对环境资源的要求一致,存在竞争,但由于对光需求存在差异且处于群落中不同的高度资源级中,造成生态位的分化,重叠值降低。(5)生态位研究结合点格局分析研究时发现:(1)部分生态位宽度较低的物种对之间存在较高的生态位重叠,原因有两方面,一是这些物种存在相似的生物学生态学习性,对资源环境的需求一致,二是它们在样地中呈斑块状分布,在斑块内高度聚集,对同一资源竞争激烈;(2)物种的生态位重叠值与种间相关性并不保持一致,部分生态位重叠值较高的相同生活型的物种对的种间负相关尺度较小,这可能是物种所竞争的环境资源较为丰富时,物种间出现相互适应协同进化的缘故;部分生态位重叠值较低的不同生活型的物种对的种间负相关性显著,这是由于乔木与灌木的树体高度差异,灌木难以与乔木共同竞争光照,但乔木小树与灌木在同一高度上且耐荫蔽性不强,故受灌木影响较大,种间负相关显著。因此在探究种间关系时,需要将生态位特征与种间相关性相结合深化研究。
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