浙江天童植物物种和功能多样性关系随干扰、空间尺度和植被层的变化

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:thkinwalking
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生物多样性是生态学的热点话题,主要包括物种多样性和功能多样性等。生态学家通常关注不同森林类型(未受干扰林和人为干扰林)和空间尺度中的物种多样性和功能多样性变化,但是鲜有研究分析森林类型和空间尺度对物种多样性和功能多样性之间关系的影响。由于物种功能性状与生态系统功能联系密切,研究植物物种多样性和功能多样性之间的关系,可以为生物多样性保护在生态系统健康、功能和稳定性方面提供有价值的理论依据,并指导森林管理和保护决策。本研究在中国东部的浙江天童国家森林公园中开展,在未受干扰的成熟林和人为干扰的灌木林和人工林下10m×10m、20m×20m、20m×100m大小的样地中,以乔灌木木本和林下草本物种为对象,测量各物种的的以下7种功能性状:比叶面积SLA、叶干物质含量LDMC、叶厚度LT、叶肉质化程度LS、叶碳含量LC、叶氮含量LN和叶磷含量LP。选择物种丰富度(S)、物种均匀度(Evar)、Shannon-Wiener多样性指数(H)为物种多样性指标和功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)、Rao二次熵指数(RaoQ)为功能多样性指标,通过线性混合效应模型,分析干扰、空间尺度和植被层(乔灌层和草本层)对物种多样性和功能多样性之间的关系(物种丰富度与功能丰富度、物种均匀度与功能均匀度、Shannon-Wiener物种多样性与RaoQ功能多样性之间的关系)的影响。同时,我进一步分析了不同森林和空间尺度中的群落水平功能冗余和物种水平功能独特性是否会显著影响这些关系。主要结果如下:(1)物种丰富度和功能丰富度显著正相关,干扰(未受干扰林和人为干扰林)对物种丰富度和功能丰富度关系产生显著影响,在人为干扰的灌木林和人工林中相关性更强,而空间尺度对物种丰富度和功能丰富度无显著影响。同时,植被层对物种丰富度和功能丰富度关系产生显著影响,在木本层(乔灌层),灌木林和人工林的物种丰富度和功能丰富度相关性更强,且随着空间尺度增大,相关性减弱;在非木本层(草本层),干扰(未受干扰林、人为干扰林)和空间尺度对物种丰富度和功能丰富度关系无显著影响。(2)物种均匀度和功能均匀度显著正相关,空间尺度对物种均匀度和功能均匀度关系产生显著影响,随着空间尺度增大,相关性增强,而干扰(未受干扰林、人为干扰林)对物种均匀度和功能均匀度关系无显著影响。植被层下的干扰对物种均匀度和功能均匀度关系产生显著影响,在木本层(乔灌层)中,灌木林和人工林的物种均匀度和功能均匀度相关性更强;而在非木本层(草本层),物种均匀度和功能均匀度关系在灌木林中显著正相关,但在成熟林和人工林中显著负相关。(3)Shannon-Wiener物种多样性和Rao功能多样性显著正相关,不受干扰(未受干扰林、人为干扰林)、空间尺度和植被层的影响。(4)群落水平的功能冗余和物种水平的功能独特性在不同森林(未受干扰林、人为干扰林)中产生显著变化,而在空间尺度中不产生显著变化,可以解释干扰对物种多样性和功能多样性之间关系的显著影响。综上,研究物种多样性和功能多样性之间的关系,可以更好地了解亚热带常绿阔叶林植物多样性的维持格局,同时可以确定哪一种森林或者空间尺度更有利于森林植物多样性的管理和保护。物种多样性和功能多样性在人为干扰林尤其是灌木林或较小的空间尺度中相关性较强,因此,在森林管理实践过程中,管理者应当更加关注人为干扰林尤其是灌木林或较小空间尺度中的植物多样性变化,以维持良好的生态系统功能和健康。此外,林上木本层中的物种多样性和功能多样性关系相较于非木本层,更易受干扰和空间尺度的影响,提醒森林管理者重点关注不同森林和空间尺度中的林上木本层的生物多样性变化。
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