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系统发育生态学将物种间的进化亲缘关系引入到群落生态学的研究中,为探讨生物多样性保护、群落结构、群落构建机制等问题提供了崭新的视角。同时由于物种功能性状在进化上存在保守进化与趋同进化的区别,因此在系统发育生态学研究的基础上,结合群落内物种的功能性状的研究才能够更好的讨论上述生态学问题。本文首先比较了现有的大多数系统发育β多样性指数,然后讨论了不同干扰方式对森林群落系统发育结构、功能结构的影响,从而进一步揭示不同干扰方式下各种群落构建生态学过程的相对重要性。
系统发育β多样性由于在物种β多样性的基础上包含了群落的系统发育信息,从而使人们能够从物种之间的亲缘关系来分析群落间的生态关系。系统发育β多样性指数作为系统发育β多样性具体的度量,为定量地研究系统发育β多样性提供了依据。不同的系统发育β多样性指数反映不同侧面的β多样性信息,同时也给研究者之间进行结果比较带来了不便。
本文以古田山24ha样地的森林群落为例,对具有不同意义的系统发育β多样性指数进行了比较后发现:(1)物种多度加权处理的Dpw指数与Raos二次熵的RaoD定义相似;PhyloSor与UniFrac指数生态学含义相似,因此具有很高的相关性;Dnn与PhyloSor、Dnn与UniFrac虽然生态学意义有些差别,但相关性也很高;AW-pist与RaoH生态学意义相似,相关性很高。(2)多度是否加权对同一个指数的影响在小尺度上并不明显;随着尺度的增大,多度加权与否的形式之间的差别才逐渐显现出来,这是因为群落物种均匀度随尺度增大而降低;(3)PST和RaoH在较大尺度上比其他指数能够更好地反映生境和空间距离的衰减效应;随着尺度的减小,AW-Dnn和Dnn能够更好地反映生境和空间距离的衰减效应。
本文同时还研究了不同人为干扰方式对群落结构的影响。不同人为干扰方式下的森林群落结构构建的主导力量是有所不同的,从而行成了存在差异的群落结构。在传统的物种水平研究的基础上,系统发育学和功能性状研究的引入为探讨这些主导力量的相对重要性提供了更加合理科学的方法。本文结合古田山12个1公顷森林样地的群落学数据、系统发育学数据、功能性状数据等,研究了不同干扰方式下群落系统发育结构、群落入侵性以及功能结构,从而尝试探讨不同群落构建因子的相对重要性。
我们发现,不同干扰方式下森林群落的系统发育结构、群落入侵性、功能结构存在显著性差异。人工林、间伐林等干扰相对较为严重的群落表现出系统发育离散的结构,群落入侵性较高,可能是由于群落内同质性生境使得种子扩散等随机因子在群落构建中起着更重要的作用;而皆伐林恢复50年的森林与成熟林等相对较为成熟的森林却表现出聚集的系统发育结构,群落入侵性较低,可能是由于这些林型内生境异质性较强,生境过滤成为了群落构建的主导力量。最大树高所表示的群落结构与系统发育和入侵性结果是相似的,这意味着最大树高可能具有系统发育保守性的特点。比叶面积、叶面积、磷含量等性状虽然在不同演替阶段表现出显著的差异,但均表现出聚集的结构。