论文部分内容阅读
物种共存机制一直是群落生态学研究的核心内容。解释物种共存的假说有很多,其中最引人注目的是生态位分化理论和群落中性理论,有关两者在群落构建中作用的研究也成为近年来国际生态学界的热点,但相关研究多集中在单一气候带(如热带、亚热带和温带)内的森林大样地中,相邻气候带间生态过渡区内的此类研究则少有报道。本文以暖温带—北亚热带过渡区宝天曼落叶阔叶林永久固定监测样地第一次调查数据为基础,采用Torus转换检验、空间变量分析、点格局分析及模型拟合等方法对宝天曼落叶阔叶林物种多样性维持机制进行了研究,证明了生态位过程、中性过程和负密度制约效应均是影响本区物种多样性的重要因素,并就两大建群种的相互作用进行了探讨。本研究首先分析了 5个1ha监测样地的物种组成和群落结构,结果表明:5个监测样地共有木本植物40科79属162种;区系分析结果表明,区系成分以温带性质为主,但具有明显的南北过渡特征;径级结构分析表明,各样地内小径级个体数量较多,群落整体更新状况良好,但优势建群种栓皮栎和锐齿栎则存在更新困难;完全随机零模型下的种群格局分析表明,包含生境异质性效应的主要木本树种种群分布格局以聚集为主,生境异质性可能是影响物种分布的因素之一。为了确定生境异质性影响存在的真实性,我们重点研究了针阔混交林样地物种空间分布格局,结果表明:L(r)函数分析、完全随机模型和异质性泊松模型对比分析均表明环境异质性是影响物种空间分布格局的重要因素之一;g(r)函数双变量分析表明样地内两大优势种锐齿栎与华山松之间存在激烈的种间竞争,但随着演替的进行,锐齿栎必将进一步扩大其种群优势,而华山松将从该群落内消失。为进一步证实生境异质性存在的广泛性和表现形式,把5个1公顷样地作为一个整体,细化了生境因子,并采用Torus转换检验分析了物种与生境关联性,结果表明:研究区内超过一半的物种表现出生境特化特性,地形、坡向均是影响本区群落构建和物种分布的重要因素之一,并验证了地形越复杂相关物种越多这一推断。为了进一步量化地形变量、林分密度和空间变量对样地物种分布的影响,通过主轴邻距法(PCNM)引入空间变量,采用方差分解法对物种分布的影响因素展开研究,结果表明:群落结构在不同尺度上普遍存在变异性,空间因子是影响群落结构的重要因素;五个样地中地形因子、空间因子、林分密度都可部分地解释宝天曼样地物种的分布格局,它们独立解释的比例范围分别为2.5%~1 1.89%、5.2%~15.1%和5.1%~19.8%,说明生境分化、中性过程和密度制约均对本区落叶阔叶林树种空间分布和群落构建起到了一定的作用。最后,采用优势种群个体死亡前后空间格局变化分析、随机标签模型和案例对照设计方法对锐齿栎种群进行研究,结果表明:负密度制约是影响锐齿栎种群空间分布格局的重要因素,其影响的强弱随生长阶段的不同而不同;且种间密度制约效应要大于种内密度制约效应,华山松与锐齿栎之间存在激烈的种间竞争。本研究的结果表明生态位分化过程(如地形因素、坡向因素、林分密度、种内和种间的负密度制约)、中性过程(如空间变量)均是宝天曼样区群落物种多样性维持的重要机制,但各因素的贡献均不是很大,因此需要更深入地研究其他因素在本区物种多样性维持中的作用,以期能更全面地认识本区物种多样性的形成和维持机制。