四川珙桐群落物种多样性与功能多样性关系研究

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植物群落物种多样性(Species diversity,SD)与功能多样性(Functional Diversity,FD)是生物多样性的重要组成部分。植物群落物种多样性体现了生态系统结构的稳定性与复杂性,对维持生态系统的健康与稳定起着十分重要的作用。植物群落功能多样性主要通过生长资源利用的互补性,使物种与生态系统功能间产生密切联系,对群落聚合的过程及所受扰动的程度起到很好的诠释作用,对生态系统功能的发挥起到不可替代的作用。研究植物群落物种多样性与功能多样性的内在联系,对揭示生态系统功能维持机制具有极为重要的意义。珙桐(Davidia involucrata)隶属蓝果树科(Nyssaceae)珙桐属(Davidia Baill),其独特的分类地位决定它在全球生物多样性保育中具有不可替代的作用。本研究以四川珙桐群落为研究对象,对α水平上的SD-FD关系进行论证与探讨,主要选取物种丰富度(R)、Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)和Pielou均匀度指数(J)4种物种多样性指数和功能丰富度指数(FRic)、功能均匀度指数(FEve)、功能离散度指数(FDiv)、功能分歧度指数(FDis)、Rao二次熵指数(Rao Q)5种功能多样性指数进行分析。分别采用主成分分析法、Pearson相关性分析和线性回归分析等方法,对以下4种关系进行分析和探讨:(1)物种多样性指数与功能多样性指数间关系,(2)物种多样性指数集主成分与功能多样性指数间关系;(3)功能多样性指数集主成分与物种多样性指数间关系;(4)物种多样性指数集主成分与功能多样性指数集主成分间关系。主要结论如下:(1)乔木层物种丰富度(R)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson优势度指数(D)和Pielou均匀度指数(J)平均值分别为7.98±3.90、1.63±0.58、0.71±0.18和0.81±0.15,均显著高于草本层、灌木层水平(p<0.05)。草本层中D、J指数显著高于灌木层水平,而在H、D指数间与灌木层水平无明显差异。(2)功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)、功能分歧度(FDis)和Rao二次熵指数(Rao Q)在乔木层水平上的平均值分别为3.91±5.13、0.66±0.13、1.36±0.46和2.75±2.35,均显著高于高于灌木层、草本层水平;乔木层功能离散度(FDiv)的平均值为0.76±0.13,显著高于灌木层(0.68±0.19b),与草本层(0.71±0.11ab)间无明显差异。(3)功能多样性指数与物种多样性指数在珙桐群落不同水平上多存在有显著的正或负相关,个别指数间呈一般相关关系。其中FDis、Rao Q与物种多样性指数在不同群落水平上均存在显著正相关关系(p<0.05);R-FRic在不同群落水平(乔、灌、草)上均呈现极显著正相关关系,相关系数分别为0.48、0.71和0.73。(4)物种多样性指数集中第一主成分(SD_1、SD_2、SD_3)与FRic、FEve、FDis、Rao Q指数在不同群落水平(乔、灌、草)间均表现出极显著的正相关性(p<0.01)。其中,在乔木层中,SD_1与FDis间相关性最强,相关系数为0.66;在灌木层中SD_2与FEve间相关性最强(0.74);在草本层中,SD_3与FDis间相关性最强,相关系数为0.73。(5)在功能多样性指数集中,第一主成分(FD_1、FD_3、FD_5)与物种多样性指数在不同群落水平上均存在极显著正相关关系(p<0.01),其中FD_5在草本层上与H指数间相关系数最强,相关系数为0.72;第二主成分与H、D、J指数在乔木层、灌木层水平上存在有显著或极显著负相关关系,在草本层仅与R间呈显著正相关(0.28)。(6)四川珙桐群落功能多样性指数集第一主成分与物种多样性指数集中第一主成分(SD)在不同群落水平间皆存在有极显著的正相关关系(p<0.01)。功能多样性指数集第二主成分(FD_2、FD_4)在乔木层、灌木层上与SD的拟合曲线表现为先降低后升高的“U”型变化趋势,在草本层中无显著变化趋势。表明在珙桐群落中,功能多样性第一主成分主要受群落中种间竞争趋异作用,第二主成分受到“性状趋异”和“性状趋同”作用的共同影响。
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