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群落结构及生物多样性的地理梯度格局一直是一个引人关注的问题,并已取得了众多的研究成果,但是中小尺度群落林下植被的物种组成、多样性及其随地理梯度的变化规律则因地域及群落的特殊性而未能得到充分揭示。森林群落林下植被的物种组成、结构和多样性的地理梯度格局能很好地反映群落空间异质性对气候因子的响应,对于探讨全球变化背景下区域森林群落生物多样性形成机制有着重要意义。
本研究在广东省内从南到北选择常绿阔叶林样地进行调查,分别为东莞清溪森林公园、帽峰山森林公园、陈和洞自然保护区和南岭自然保护区,每个样地1 hm2共计4 hm2。以样地调查数据为基础,采用Kruskal-Wallis(非参数的ANOVA)单元统计分析以及双向聚类分析(Two-way cluster)、双向指示种分析(TWINSPAN)、多响应置换过程分析(MRPP)、指示种分析(ISA)等多元统计方法,揭示广东省内常绿阔叶林群落林下植被随纬度梯度的物种组成、结构特征及多样性变化格局。本文的主要结论如下:
(1)不同纬度群落林下植被属的分布区类型结果显示,4个群落中共计出现12个分布型和10个变型,群落物种属数随着纬度梯度增加而减少,热带成分比例减少,温带成分和东亚及中国特有分布比例增加,这一区系特点与广东地处亚热带地区的地理位置相符。
(2)不同群落林下植被的物种频度及各样方种多度具有显著差异(p<0.05)。物种.多度对数级分布格局的卡方检验结果显示,仅清溪群落林下植被符合对数级数分布的假设(∑x2<x20.05),物种数观察值与预测值拟合结果较好,4个群落a值顺序为清溪>帽峰山>陈和洞>南岭。不同群落林下植被物种频度分布大致为A(1-20%)>B(21-40%)>C(41-60%)>D(61-80%)>E(81-100%),A级频率远大于B、C、D级频率的物种数。
各群落林下植被物种生长型分析结果显示,各群落乔木幼苗生长型物种数最多,灌木、木质藤本、草质藤本和禾草类的物种数则表现为随着纬度增加物种数减少,草本植物的物种数没有明显变化。随群落纬度增加,乔木幼苗、灌木和草本生长型的多度及相对比例没有明显的变化趋势,而木质藤本和草质藤本的多度和相对比例明显减少,禾草类物种多度及其所占比例明显增加。对藤本植物分析结果显示,藤本植物总数为96种,木质藤本数远大于草质藤本,科、属、种及多度、频度均随纬度增加而减少。藤本植物攀援方式以搭靠类为主,占到藤本植物总数的71.88%。
(3)用TWINSPAN对不同纬度群落的分析结果显示,各群落样方可以显著地进行分类和区分,MRPP对不同群落物种组成差异性进行检验结果显示不同纬度群落及4个群落两两之间林下植物的组成和分布具有极显著差异(p<0.0001)。ISA分析结果显示各群落Ⅳ>50的指示种物种数分别为12种、5种、2种和7种。
(4)随着纬度增加,林下植被物种数明显减少,Peliou均匀度指数大小为清溪>陈和洞>帽峰山>南岭,Shannon-Wiener多样性指数则表现为清溪>帽峰山>南岭>陈和洞。对不同群落的多样性指数进行Kruskal-Wallis方差分析,表明群落各α多样性指数均有显著性差异(p<0.01),随纬度增加大致表现为减小趋势。不同纬度群落β多样性分析结果显示,各指数并不完全一致,但均大致表现纬度相近的群落相似性较大,纬度跨越较大的群落则相似性较小的规律。