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植物群落的演替动态是群落构建的重要过程之一,植被演替研究具有悠久的历史。在过去的几十年中,关于演替过程中物种多样性的变化格局已经在群落水平上得到了广泛的研究。然而,在结构复杂的自然森林群落中,功能策略差异显著的物种通常位于不同垂直层次(乔木层和灌木层)中。因此,在全球次生林大面积扩增的背景下,了解不同林层植物物种和功能多样性在次生林演替梯度上的分布格局及其潜在机制变得日渐重要。本论文以浙江省宁波地区常绿阔叶林为研究对象,主要关注森林次生演替过程中林冠层、林下层和群落整体水平上物种和功能多样性的变化、物种和功能特征的收敛和发散程度以及物种的基本种群动态(生长率和死亡率)对这些变化格局的作用。本论文量化了浙江省宁波地区的70个森林演替样方的演替指数和多样性指数(物种多样性和功能性状多样性),其中演替指数基于每个样方中先锋物种的比例进行量化得到。此外,对70个样方中出现的所有物种的9个功能性状进行了测定,包括平均单叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶片氮含量、叶片磷含量、比枝长、胡伯尔值、木质密度和树高。基于以上数据,通过简单线性回归探究常绿阔叶林次生演替过程中不同林层中物种和功能多样性的变化格局;用Jaccard和Gower指数度量演替梯度上样方间成对物种和功能相异性指数并探究物种和功能多样性在演替梯度上的beta多样性格局;通过零模型的方法检验演替梯度上物种和功能特征的收敛和发散趋势。此外,结合植物功能性状,借助多元线性回归探讨演替前期和后期功能性状对物种生长率和死亡率的影响。本论文旨在回答以下四个科学问题:1)在演替序列上森林不同林层的物种多样性的变化格局是否一致?不同林层的叶片性状和木材性状的功能多样性的变化格局如何?2)演替过程中林下层的物种和功能组成的转变是否强于林冠层?3)演替过程中林下层的物种和功能多样性的收敛程度是否强于林冠层?4)在群落演替前期和后期,植物功能性状如何影响物种的生长和死亡率?本论文的主要发现是林冠层和林下层在次生林演替过程中物种和功能性状多样性的变化格局方面起着不同的作用。具体结果如下:1)林冠层和林下层植物多样性在演替序列上的变化格局存在显着差异。随着演替的进行,林冠层的物种丰富度显著降低而林下层物种丰富度显著增加,上层木的物种均匀度显著增加而下层木物种均匀度无显著变化(R2=0.07,p>0.05)。此外,林冠层多维性状的功能丰富度和均匀度随演替的进行而显著增加,而林下层无显著变化。相反,林冠层多维性状的功能离散度和分散度无显著变化而林下层的功能离散度和分散度在演替过程中显著降低。基于单个性状的单维功能多样性在演替过程中的变化则依赖于性状本身特征。2)在演替过程中,林冠层和林下层的物种组成和多维功能性状多样性的相异性都随演替阶段差异的增大而显著增加,其中下层木的变化程度强于上层木。而单个性状的相异性指数的演替格局具有垂直层次依赖性以及性状依赖性,其中林冠层仅最大株高的相异性随演替阶段差异的增大而显著增加,而林下层的平均单叶面积、比叶面积和最大株高的相异性随演替阶段差异的增大而显著增加。3)尽管演替梯度上各群落物种和功能性状多样性与随机群落无显著差异,但林下层的物种多样性以及两个林层的多维功能性状多样性随演替的进行而显著降低。这表明,随着演替的进行森林群落的物种和功能多样性趋于收敛。对于单个性状来说,长木层和林下层胡伯尔值的功能多样性均在演替梯度上趋于收敛。相反,仅下层木的比叶面积、平均单叶面积、叶干物质含量、叶片氮含量和磷含量、比枝长、最大株高和干材密度的功能多样性随随演替的进行而趋于收敛。4)植物功能性状对物种生长率和死亡率的影响在不同林层和演替阶段均有所不同。演替前期,林冠层和林下层中生长速率较高的物种均具有叶片氮磷含量较低的特点。此外,林冠层中生长速率高的物种还具有平均单叶面积较小而最大株高较高的特点。而演替前期林下层中死亡率较高的物种则具有叶片氮磷含量高的特点。相反,在演替后期,林冠层中生长速率较高的物种具有干材密度较大的特点。此外,不论是在林冠层还是林下层,死亡率较高的物种都具有比叶面积较高的特点。而演替后期林冠层中死亡率高的物种具有平均单叶面积较小的特点。综上,本论文的研究结果为森林演替过程中林下层的物种组成和功能性状的多样性的变化格局强于林冠层提供了有力的证据。此外,研究结果还表明,功能性状的变异对于调控演替梯度上具有垂直层次依赖性的物种的生长和死亡率至关重要,从而驱动了演替过程中物种组成的变化格局。因此,林冠层和林下层之间物种和功能多样性演替格局的差异不仅突出了森林演替梯度上不同垂直层次在维持群落结构方面的作用,而且强调了其对于物种和功能组成维持方面的重要性。本论文研究得出的主要结论是深入理解森林演替梯度上物种分布模式的垂直层次依赖性不仅有利于生物多样性的长期管理和保护,也有助于准确预测结构复杂的亚热带森林的生态系统功能。