论文部分内容阅读
植被动态研究和植物多样性研究是当今生态学研究的热门话题。研究热带地区植被演变规律及其与植物多样性关系,不仅在从理论上丰富植被动态研究和植物多样性研究内容,而且对经济、生产、生态环境建设和保护有实际的指导意义。
文章以空间代替时间方法,在海南琼中山区及近邻五指山(以下简称研究区域)选择设置样地、调查样地并获得大量数据后,运用PC-ORD(用于群落生态学多元统计分析)、Excell和(StatisticsAnalysisSystem)SAS软件进行分析,得出如下结果:
(1)通过植被数量分类,区域自然植被类型可划分为3个植被型组、4个植被型和11个群系。3个植被型组分别为阔叶林、热带灌丛和热带草地。其中阔叶林包括热带雨林和季雨林,热带灌丛为热带次生灌丛,热带草地为热带次生草地。植被演替中期的次生林阶段植被类型最丰富。
该地区天然植被景观变化特点是:以南流、上安及黎母山地区面积共287.39km2区域为样点,在1995~2005年10年间,天然植被覆盖率减小了19.48%,景观优势度呈下降趋势,景观多样性Shannon-Wiener指数基本呈增大趋势。由于人类生产活动影响,致使天然植被景观比例减小,景观破碎化增大。
(2)从草地→灌丛→次生林→原始林植被演替中物种多样性变化特点是:群落α物种多样性大体呈连续增大趋势,其最大值在后期阶段;物种丰富度指数、Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Mclntosh指数和Alatalo均匀度指数都能较好地反映出热带地区物种多样性变化趋势,是用来分析该地区群落物种多样性理想参数;分层α-物种多样性在灌丛和次生林阶段中表现为灌木层>乔木层>草本层,而在原始林阶段中表现为乔木层>灌木层>草本层;乔木层和灌木层物种多样性指数与总体物种多样性指数正相关,其关系可用一元线性方程表示;而草本层与总体物种多样性关系不明显。Jaccard相似度指数和Sorenson相似度指数是分析植被演替过程中β多样性变化的较理想参数;两演替阶段跨越时间越长,β多样性越小;各演替阶段间相似度指数都在30%以下,表明物种差异都较大;灌丛阶段-次生林阶段的物种相异性指数最大,从灌丛向次生林过渡阶段的植物种类更替在整个植被演替中最明显。
群落结构多样性变化特点为:在植被顺向演替中,垂直结构多样性指数和水平结构异质性指数逐渐增大,跨越的演替阶段越大,指数相差越大,即群落垂直结构越来越复杂,水平方向生境异质性越来越高。用群落垂直结构多样性指数和水平结构异质性指数能较好地反映植被演替过程中群落结构变化;群落垂直结构多样性与群落总体物种多样性极显著正相关;垂直结构多样性和水平结构异质性都与乔木层及灌木层物种多样性指数显著或极显著正相关。
(3)植被演替中土壤成分变化特点是:土壤有机质、全氮、水分含量逐渐增大;全磷含量和pH值逐渐减小;全钾含量呈先增大后减小趋势。有机质含量变化较大的时间在灌丛向次生林过渡阶段;全氮含量变化较大的时间在次生林向原始林过渡阶段;全磷含量变化较大的时间在草地向灌丛过渡阶段;全钾含量变化较大的时间在灌丛向次生林过渡及次生林向原始林过渡两个阶段;而pH值和水分含量在任意两个相邻演替阶段间变化都明显。
土壤的化学成分和植物多样性关系是:影响木本植物物种数和物种丰富度变化的土壤因子主要是有机质、全磷和pH值,影响群落物种多样性变化的土壤因子主要是有机质、全磷、全氮和pH值,其作用大小关系为有机质>全磷>pH值>全氮;影响群落垂直结构的土壤因子主要是有机质、全氮和全磷;影响群落水平结构异质性的土壤因子主要是有机质、全磷和pH值。α物种多样性指数和β物种多样性指数在灌丛至次生林过渡阶段有显著变化,土壤肥力(有机质)也在此阶段增加极显著,物种多样性和土壤肥力同步发生显著变化。
以原始林黑桫椤种群为例,植被演替特定阶段的种群特征及其与土壤因子的关系是:在一定海拔范围内,黑桫椤平均密度基本上随海拔降低而增大;不同样地黑桫椤平均高度和平均胸径都无显著性差异,不同高度级黑桫椤平均密度分布图形有近似倒“钟形”和倒“J”形两种情况。黑桫椤种群特征与土壤全磷、全钾含量和pH值关系密切;土壤因子对黑桫椤种群影响大小顺序是全钾含量>pH值>全磷含量。
总之,文章揭示了热带地区植被演变规律和植物多样性变化规律:研究区域从草地→灌丛→次生林→原始林演替中,群落α物种多样性在演替后期达到最大,分层α-物种多样性在植被演替不同阶段表现出特点不同;演替中期的次生林阶段植被类型最丰富;植被演替中群落垂直结构多样性指数和水平结构异质性指数逐渐增大,所以群落垂直结构越来越复杂,水平方向生境异质性越来越高;不同土壤成分的变化规律不同,有机质、全磷、全氮和pH值是影响群落物种多样性变化的主要土壤因子;演替中物种多样性和土壤肥力同步发生显著变化;有机质、全氮和全磷是影响群落结构多样性的主要土壤因子。