浙东森林演替梯度上乔灌木层物种和功能性状多样性的比较

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linuxlovermm5
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
模型验证是一种重要的自动化验证技术。给定一个软件或者硬件模型和相应的安全性质,模型验证技术可以自动化地验证模型是否安全,从而保证软件或者硬件系统的可靠性。该技术自提出以来就受到了广泛地关注,并很快被工业界应用在了实际的硬件设计及软件开发中,相应的模型验证工具也如雨后春笋一般层出不穷。然而,除了大型企业会为它们的特别需求设计专门的模型验证工具之外,在普通的硬件设计和软件开发流程中,模型验证技术的普及
情感分析作为自然语言处理的重要子任务之一,在学术界和工业界都受到了广泛的关注。该任务的目标是预测给定文本中用户表达的情感,情绪,观点和态度等。许多平台(如论坛、博客、社交网络、电子商务网站、新闻报道和其他网络资源)都可以表达观点,对这些观点的分析,可以用来理解用户对社会和政治事件、企业方针、经营策略及商品属性等的态度,从而进行舆情监控,改进公司产品和服务等。传统的情感分析算法,大部分基于人工规则、
单光子是飞行的量子比特,它具有运动速度快,与外界环境的相互作用较弱,适合长距离传输,以及量子态易操控等特点。因此它在量子科技领域中具有重大应用意义,并且在未来量子网络技术中也将扮演重要角色。此外,单光子作为量子比特在量子通讯以及量子精密测量等领域,具有十分重要的科学研究价值和技术应用的潜力。基于单光子源实现原子系综之间的量子纠缠交换、单光子态的隐形传输等也在原子系综中相继实现。冷原子系综这种介质平
海洋浮游植物是海洋初级生产者,是海洋食物链的基础组成部分,不仅对海洋生态系统的修复起着关键作用,对海洋乃至全球生物地球化学循环都起着重要的作用,因此,针对海洋浮游植物的科学研究具有重大的科学意义。相比于传统方法实地采样后再在实验室中通过显微镜进行浮游植物种类的区分研究,卫星遥感技术具有大范围、长时间周期以及高效率等优势,因此,通过卫星遥感技术来研究海洋浮游植物种类信息具有重要的科学意义。近年来,随
强化学习是一类学习“做什么”的机器学习算法。它的目标是学习一个策略函数来解决序列决策问题,也就是将环境的一系列状态映射成一个动作序列以最大化整体行为的数值奖赏。不同于监督学习,强化学习的智能体不会被告知要采取哪些动作,而是通过尝试去发现产生最大奖赏的动作。基于探索产生的非最优的行为数据,强化学习可以学习到最优或近似最优的策略。近年来,强化学习陆续在围棋,星际争霸,DOTA等游戏或者仿真环境中战胜了
随着移动互联网、4G/5G、物联网等技术的快速发展,各类应用所积累的数据规模正在飞速增长,大数据时代已然到来,成为眼前的现实。在2003到2008年间,谷歌公司发表了一系列关于大数据系统的论文,引起了延续至今的工业界和学术界的研究热潮。在这一阶段,Hadoop/Spark/Flink等技术已经逐渐成熟,成为了海量数据处理的基本解决方案。然而,由于短视频、智慧城市、数据可视化、交互式分析等新领域的兴
自然景观的建模与可视化是虚拟现实领域的研究热点,该技术通过对自然景观要素进行准确、细致的建模构造,可以极大地提升用户的沉浸感和交互体验。对于自然景观对象的简化和抽象面临着艰巨的挑战,具体表现在:自然景观的演化过程中气象环境多变、板块运动漫长、生态系统复杂,这些因素的耦合导致自然景观表现出丰富的异构拓扑与纹理特征,而目前的半自动化方法难以在准确地表达设计者的意图的同时,允许用户对大规模自然景观进行细
用开塞露纳肛解除产妇尿潴留本院附院妇产科护理部史巧瑛产褥期有些产妇,特别是初产妇和阴道手术产的产妇,往往膀胱虽充盈却无尿意或不能自解而发生尿潴留.以往我们多采取鼓励和帮助她们下床排尿,用热水熏洗外阴,在下腹部(相当于膀胱部位)热敷等诱导刺激膀胱肌肉收...
期刊
中药敷脐治疗产后尿潴留陈焕松,夏韶霞笔者于1991年用中药敷脐治疗产后尿潴留20例,敷药后1~3小时尿即排出,自主排尿恢复。每逢产后尿闭即用此方,疗效满意。治法生葱白250g切碎,樟脑粉0.2g,混合捣成糊状,敷于脐及下腹膀胱区,纱块用塑料簿膜覆盖,...
期刊
全断面岩石掘进机(TBM)是集掘进、排碴、衬砌等功能为一体的隧道掘进大型复杂成套装备。TBM在掘进过程中会遇到极端高硬度、高石英含量围岩边界,这使得系统承受极端的强冲击突变外载荷。TBM主驱动系统由机、电、液、控等多系统集合而成,同时内含主轴承系统、齿轮驱动系统等具有复杂动力学特性的子系统,且不同系统之间存在时变载荷相互影响关系。这导致主驱动系统耦合动力学模型难以建立,其动力学行为复杂而难以预测,