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物种多样性是生物多样性的直接体现,物种多样性维持机制是群落生态学研究的核心内容。桂林位于广西壮族自治区东北部,是典型的岩溶石山地貌,岩溶发育强烈、景观复杂、生态脆弱,植被遭到破坏极易退化且难以恢复。常绿落叶阔叶混交林是一种介于常绿阔叶林和落叶阔叶林之间的森林植被类型,其中桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林是亚热带岩溶地区特殊条件下所形成的一种典型的森林植被类型,它承载着防止石漠化、调蓄表层岩溶带、碳库等多项生态功能重任,近年来越来越受到学术界和各级政府部门的重视。因此,探讨该区域森林物种多样性格局,揭示其背后的形成与维持机制,对森林生物多样性保护具有重要的理论价值。本文以桂林市灵川县小水村后山2hm2常绿落叶阔叶混交林混交林为研究对象,分析了物种多度格局、物种多样性格局、功能性状格局及功能多样性格局,主要得到以下结论:
(1)不同林层常绿物种数均大于落叶物种数,且从乔木层→亚乔木层→灌木层常绿物种数与落叶物种数差别逐渐增大(乔木层:常绿25种,落叶24种;亚乔木层:常绿38种,落叶35种;灌木层:常绿49种,落叶41种)。基于种-多度曲线和种-面积曲线来看,不同取样尺度下常绿物种比落叶物种数多、个体数也相对较较多。
(2)常绿+落叶物种在小尺度上被断棍模型和生态位优先模型接受;在中、大尺度上被断棍模型接受。常绿物种在小尺度上7个模型均可以接受,在中、大尺度上只有断棍模型被接受。落叶物种在小尺度上断棍模型和zipf模型被拒绝,在中、大尺度上只有断棍模型和Zipf-Mandelbrot被接受。
(3)利用双向指示种分析法(TWINSPAN)结合趋势对应分析法(DCA)对群落进行分类,结果将50个样方划分为3个群落。
(4)整个样地α多样性表现为不同样方个体数变异最大,变异系数为49.9%;Simpson指数和Pielou均匀度指数变异最小,变异系数均为5.9%;而不同样方物种数、Inverse·Simpson指数、Shannon-Wiener指数的变异系数分别为22.7%、28.9%和9.8%。
(5)对不同群落的α多样性进行比较,结果显示Shannon-winener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Inverse·Simpson指数群落Ⅱ显著大于群落Ⅰ和群落Ⅲ(P<0.05);物种丰富度为群落Ⅲ显著小于群落Ⅱ和群落Ⅰ(P<0.05);个体数则为群落Ⅲ显著大于群落Ⅱ和群落Ⅰ(P<0.05)。
(6)CCA排序结果显示,其中人为干扰、海拔对物种分布产生极显著的影响(P<0.01),坡度、土壤厚土、岩石裸露率对物种分布产生显著的影响(P<0.05)。
(7)方差分解结果显示,叶绿素含量、叶干物质含量和木材密度个体之间的变异程度均大于物种之间的变异程度;叶片厚度、叶面积和比叶面积物种之间的变异程度均大于个体之间的变异程度。
(8)不同群落植物功能性状的变化规律则表现为叶绿素含量和叶片厚度群落Ⅱ显著大于群落Ⅰ和群落Ⅲ(P<0.05);木材密度群落Ⅲ显著小于群落Ⅱ和群落Ⅰ(P<0.05);叶面积群落Ⅲ和群落Ⅱ显著大于群落Ⅰ(P<0.05);比叶面积群落Ⅱ显著小于群落Ⅰ和群落Ⅲ(P<0.05);叶干物质含量群落Ⅲ显著小于群落Ⅰ和群落Ⅱ(P<0.05)。
(9)不同群落植物功能多样性指数除功能分离度差异不显著外(P>0.05),功能离散度、功能均匀度和功能丰富度在不同群落中均有显著差异(P<0.05)。其中功能离散度指数和均匀度指数群落Ⅲ显著大于群落Ⅰ和群落Ⅱ;而功能丰富度指数则为群落Ⅰ显著大于群落Ⅱ和群落Ⅲ。
(1)不同林层常绿物种数均大于落叶物种数,且从乔木层→亚乔木层→灌木层常绿物种数与落叶物种数差别逐渐增大(乔木层:常绿25种,落叶24种;亚乔木层:常绿38种,落叶35种;灌木层:常绿49种,落叶41种)。基于种-多度曲线和种-面积曲线来看,不同取样尺度下常绿物种比落叶物种数多、个体数也相对较较多。
(2)常绿+落叶物种在小尺度上被断棍模型和生态位优先模型接受;在中、大尺度上被断棍模型接受。常绿物种在小尺度上7个模型均可以接受,在中、大尺度上只有断棍模型被接受。落叶物种在小尺度上断棍模型和zipf模型被拒绝,在中、大尺度上只有断棍模型和Zipf-Mandelbrot被接受。
(3)利用双向指示种分析法(TWINSPAN)结合趋势对应分析法(DCA)对群落进行分类,结果将50个样方划分为3个群落。
(4)整个样地α多样性表现为不同样方个体数变异最大,变异系数为49.9%;Simpson指数和Pielou均匀度指数变异最小,变异系数均为5.9%;而不同样方物种数、Inverse·Simpson指数、Shannon-Wiener指数的变异系数分别为22.7%、28.9%和9.8%。
(5)对不同群落的α多样性进行比较,结果显示Shannon-winener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Inverse·Simpson指数群落Ⅱ显著大于群落Ⅰ和群落Ⅲ(P<0.05);物种丰富度为群落Ⅲ显著小于群落Ⅱ和群落Ⅰ(P<0.05);个体数则为群落Ⅲ显著大于群落Ⅱ和群落Ⅰ(P<0.05)。
(6)CCA排序结果显示,其中人为干扰、海拔对物种分布产生极显著的影响(P<0.01),坡度、土壤厚土、岩石裸露率对物种分布产生显著的影响(P<0.05)。
(7)方差分解结果显示,叶绿素含量、叶干物质含量和木材密度个体之间的变异程度均大于物种之间的变异程度;叶片厚度、叶面积和比叶面积物种之间的变异程度均大于个体之间的变异程度。
(8)不同群落植物功能性状的变化规律则表现为叶绿素含量和叶片厚度群落Ⅱ显著大于群落Ⅰ和群落Ⅲ(P<0.05);木材密度群落Ⅲ显著小于群落Ⅱ和群落Ⅰ(P<0.05);叶面积群落Ⅲ和群落Ⅱ显著大于群落Ⅰ(P<0.05);比叶面积群落Ⅱ显著小于群落Ⅰ和群落Ⅲ(P<0.05);叶干物质含量群落Ⅲ显著小于群落Ⅰ和群落Ⅱ(P<0.05)。
(9)不同群落植物功能多样性指数除功能分离度差异不显著外(P>0.05),功能离散度、功能均匀度和功能丰富度在不同群落中均有显著差异(P<0.05)。其中功能离散度指数和均匀度指数群落Ⅲ显著大于群落Ⅰ和群落Ⅱ;而功能丰富度指数则为群落Ⅰ显著大于群落Ⅱ和群落Ⅲ。