中国亚热带与热带森林壳斗科植物物种多度的空间格局

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物种多度的空间分布格局是生态学和生物地理学研究的主要内容之一。壳斗科植物作为构成我国亚热带与热带地区森林生态系统的重要组分,对其相对多度空间格局的研究,有助于更好地对壳斗科植物进行保护与可持续利用。本研究以我国亚热带和热带植被数据集为基础,对壳斗科植物的相对多度数据进行整合。首先,根据物种分布数据,分析了壳斗科各属植物的地理分布格局。其次,基于物种存在数据和相对多度数据进行物种分布建模并比较两种模型的结果差异。最后,基于58个壳斗科植物物种的多度模型,绘制亚热带和热带地区壳斗科植物不同属的相对多度分布地图,并探讨影响其格局的主要驱动因素。主要结果如下:(1)本数据集共包括壳斗科植物6属216种。壳斗科植物多样性分布中心集中在亚热带西部和东部,以云南、广西为主。伴随着常绿种的减少,落叶种的增多,壳斗科植物物种多样性由南及北逐渐降低。各属空间分布差异明显,三棱栎属主要在云南南部区域分布,水青冈属和栗属主要分布在亚热带中部和北部,柯属和锥属主要分布在亚热带中部和南部,栎属在各省份均有分布。(2)基于存在数据和相对多度数据的物种分布模型模拟结果发现,壳斗科植物的存在与相对多度分布受不同环境因子的影响。最干旱月份降水是决定其存在与否的主要环境因子,而决定物种相对多度的因子中以年均温和平均气温日较差为主,地形因素(海拔变异程度)次之,且不同物种相对多度受不同环境因子影响。另一方面,虽然物种存在概率与相对多度呈显著相关,但解释力较弱。高概率分布区与高相对多度分布区重叠率很低,表明仅存在数据不能作为代表相对多度的指标。(3)结合气候和地形因子对58种壳斗科植物相对多度分布区进行预测,发现聚集分布种预测能力较高,而广泛分布种模型预测能力较低。所有58个种多度模型决定系数(R2)范围为0-0.923,平均值为0.127,其中有7种(占12%)R2大于0.3,且模型对水仙石栎(Lithocarpus naiadarum)预测能力最好(0.364-0.923,平均R2为0.64)。仅有50%的物种显示出相对多度与环境因子有相关性,这些表明影响壳斗科物相对多度分布的因素十分复杂,气候和地形仅占一部分。(4)不同属相对多度分布格局存在较大差异。栗属相对多度分布区与其生活史一致,集中在亚热带北部,受最干旱月份降水影响较大;水青冈属主要集中在亚热带北部和南方高山地区;柯属在亚热带南部和中部区域广泛分布,分布范围内相对多度普遍较低;锥属不同种地理分布差异较大,不同区域受不同环境因子影响,形成了以云南和亚热带中东部为首的两个高多度分布区;栎属在我国广泛分布,相对多度在亚热带中部、北部和西部区域普遍偏高。综上所述,物种多度数据比存在数据更真实反映物种分布情况,不能用基于仅存在数据的高概率分布区代表高多度分布区。种属之间相对多度分布区差异较大,受不同环境因子影响。本研究探讨了壳斗科植物相对多度的分布格局,为下一步研究壳斗科植物相对多度分布差异及对壳斗科植物的保护与可持续利用提供了科学依据。
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