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西南喀斯特山区土层薄,降雨不均匀,生态系统的稳定性差。随着近年来人为干扰不断加剧,喀斯特生态系统出现不同程度的退化。黔中在我国喀斯特山区具有代表性意义,研究黔中喀斯特山区植物功能性状在群落和物种水平上的变异和不同性状之间的相关关系有助于提升人们对于功能性状在气候相对一致的区域内部的变异和相关关系的认识,并且这也是采用基于性状的方法研究和预测喀斯特山区植被在全球变化背景下的响应机制的基础,能够为维持我国西南喀斯特山区生态系统功能的稳定性提供理论支撑。
本文调查了黔中喀斯特山区处于不同演替阶段的20个样方的物种组成,采集了调查过程中出现的共计117个木本植物的相关性状,分析了黔中喀斯特山区4个植物功能性状(比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶干物质含量(leaf drymatter content,LDMC)、叶面积(leaf area,LA)以及最大高度(maximum height,MH)在群落和物种水平上的变异格局和性状之间的相关关系。并采用性状梯度分析法(Trait gradient analysis,TGA)将物种功能性状拆分为群落内(α)和群落间(β)两个组成部分,深入分析了这种格局和相关关系的成因。本项研究主要得出如下结果,在黔中喀斯特山区这一气候相对一致的区域内部:
(1)就SLA、LA、LDMC和MH性状而言,群落性状参数的变异幅度小于物种性状的变异幅度,β组分的变异幅度小于α组分的变异幅度。在该区域不同性状的变异幅度也不尽相同,其中SLA和LDMC变异幅度较小,而MH和LA的变异幅度较大。植物功能性状的变异主要发生在物种水平上,群落间性状的变异占从变异的百分比较小。处于不同演替阶段的各个群落其性状参数存在显著差异,而科别对物种性状的变异的影响最大。
(2)就整个区域各群落的性状参数而言,上述4个性状两两之间具有显著的相关关系;就物种功能性状而言,除SLA-LDMC之外,其余各性状对之间均没有显著的相关关系;处于同一演替阶段的不同群落之间,上述4个性状的相关关系也不尽一致。上述4个性状的β组成部分两两之间均具有显著的相关关系,而α组分之间均没有显著的相关关系。
这些结果表明在气候相对一致的区域内部不同物种性状的差异主要是由于在环境相对一致的群落内部,物种之间为降低竞争而在资源利用等方面产生分化(α组分的分化)造成的。由于功能性状在群落和物种水平上的变异和相关关系不仅一致,采用基于性状的方法研究生态学问题时应该考虑性状在多个尺度上的变异格局和相关性。