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生物多样性格局及其维持机制是滨海湿地生态学和生物地理学的研究热点。在海平面上升和气候变化的背景下,研究滨海湿地生态系统的生物多样性格局及机制将有助于明晰滨海湿地生态系统的功能和服务。红树林生态系统地处海陆交错带,周期性潮汐淹水的影响使得红树林生态系统的生物多样性格局具备独特性和典型性。另外,由于红树林生态系统受到大量内源、外源沉积物的输入以及不同水文过程的扰动,其地形地貌会受到地表淤积和侵蚀两个过程的影响,同时地下部分的物理压实、根系生长等过程也会改变红树林生态系统的空间结构。然而,有关红树林生物多样性空间分布格局及机制的研究还很少,特别是有关红树林生物多样性格局与地表高程变化的关系还不甚了解。为了解决这一科学问题,本研究选取海南东寨港国家级自然保护区的三江与塔市为研究样地,基于2014年9在三江与塔市红树林不同生境、不同潮带设置的18个杆形地表高程-水平标志层(RSET-MH)测量站点对2015年5月至2020年7月的地表高程变化情况进行了监测。选取红树植物群落和底栖蟹类群落两类典型生物类群为研究对象,于2020年6-8月沿潮间带断面均匀设置采样点,分别采用样方法与相机陷阱法进行群落调查。通过聚类分析探测红树植物群落和底栖蟹类群落在潮间带尺度上的分布格局,采用非度量多维尺度分析(NMDS)探究红树植物群落和底栖蟹类群落湾口尺度的空间分布格局。本研究采用约束排序与Mantel检验分别探究环境因子对红树植物群落和底栖蟹类群落的影响,通过方差分解(VPA)分析环境变量和空间变量对红树植物群落和底栖蟹类群落构建过程的贡献,以分别研究环境过滤和空间过程对红树植物群落和底栖蟹类群落的影响。另外,本研究用空间代时间的方法,分别探究红树植物群落和底栖蟹类群落与地表高程变化的关系,以研究地表高程变化等土层变化过程与潮间带生物群落的相互作用。本研究主要结果如下:1.于三江与塔市两地共记录到红树植物10种,红树林伴生植物1种,底栖蟹类16种。聚类分析结果显示,三江沿潮间带形成了 2个明显的独立红树植物群落和5个明显的蟹类群落,在塔市形成了 2个明显的红树植物群落和3个明显的独立蟹类群落(p<0.05)。在潮间带尺度红树植物和底栖蟹类都表现出了明显的成带分布现象,无瓣海桑(Sonneratia apetala)、白骨壤(Avicennia marina)等先锋植物生长在靠海一侧,海莲(Bruguiera sexangula)、红海榄(Rhizophora stylosa)等出现在陆缘一侧;而蟹类则是以招潮蟹和大眼蟹为代表的沙蟹科蟹类常出现在光滩或靠海一侧,相手蟹则在林内出现较多。NMDS分析结果显示,红树植物群落在湾口尺度上呈现明显的4个空间类型(Global R=0.813,p=0.001),底栖蟹类在湾口尺度上表现出4个明显的群落(Global R=0.937,p=0.001),表明海南东寨港红树植物群落和底栖蟹类群落的空间分布格局差异明显。方差分解的结果表明湾口尺度环境与空间对于红树植物群落的解释率分别为38.1%(p=0.002)与53.4%(p=0.002)。其中,3个环境因子(土壤中值粒径、相对高程及土壤C/H)和8个空间因子(PCoA1-6、PCoA8-9)对于红树植物的群落结构具有显著影响(p<0.05)。环境过滤和空间过程(扩散限制)共同影响红树植物群落的空间分布格局。同样在湾口尺度环境(p=0.002)与空间(p=0.002)都对蟹类群落空间格局的形成具有显著作用,其中环境对蟹类群落的解释量为50.4%,空间的解释量为14.8%。不同生物类群的群落构建机制不同,湾口与潮间带尺度方差分解结果的差异表明群落构建机制具有尺度依赖。Spearman-Mantel检验显示土壤pH(r=0.419,p=0.001)、土壤盐度(r=0.430,p=0.001)、土壤 H 含量(r=0.407,p=0.001)、离海距离(r=0.418,p=0.001)、郁闭度(r=0.527,p=0.001)、平均树高(r=0.453,p=0.001)显著影响蟹类群落结构,同时红树植物周转过程也与蟹类群落显著相关(Spearman-Mantel,p=0.001)。底栖蟹类在空间上的群落分布格局的形成受空间、环境、红树植物等因素的交互作用共同推动。2.三江地区的地表高程变化速率与表层沉积速率分别为15.33±5.26 mm a-1与 23.11±9.30 mm a-1,均显著高于(p<0.05)塔市地区的 7.75±6.65 mm a-1 与13.86 ± 4.62 mm a-1,两地的浅部下沉过程无显著差异(方差分析,p>0.05)。沿潮带地表高程变化明显不同,地表高程变化速率与表层沉积速率存在显著的线性正相关关系(p=0.04),表层沉积速率与浅部下沉速率之间也存在同样的线性正相关关系(p=0.01),浅部下沉的普遍存在意味着红树林可以通过地下土层的活动来平衡地上部分沉积物的快速淤积。3.总计1845天的监测时段内,塔市光滩监测点平均后的总地表高程变化为-2.58 mm,出现轻微侵蚀,白骨壤林和红海榄林平均后的总地表高程变化分别为64.73 mm与56.80mm,红树植物具有明显缓流淤积的作用。三江地区土层变化速率(地表高程变化速率与表层沉积速率)与相对高程间存在显著线性负相关(p<0.05),相对高程与离海距离间存在显著非线性正相关关系(GAM,p<0.01)。地表高程在潮间带的异质性变化经时间积累会显著改变潮间带原有的地形地貌格局,进而改变生物类群的空间分布模式。而地表高程速率或表层沉积速率的快慢从某种程度可以表征该位置生物群落演替的速率或潜在的可能性。