常绿阔叶林的种间关联格局及其形成机制

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种间关系被认为是植物群落的本质特征之一,是决定群落构建、维持群落生物多样性的重要因素。一个群落中物种的共存受局域空间上种间和种内相互作用的直接影响。每个植物的空间分布既依赖于局域的生长环境,又受到邻近个体的影响。本研究以天童亚热带常绿阔叶林20公顷森林动态监测样地的物种为研究对象,基于精确的个体空间坐标信息,利用空间点格局分析方法,分析了完全随机零模型条件下的种间关联格局、基于泊松聚集零模型的种-生境关联情况、基于异质性泊松零模型的种间相互作用以及种间相互作用随个体发育的变化,目的是探究亚热带常绿阔叶森林群落的种间关联格局及其形成机制。本文主要内容及结论如下:1.种间关联分析的结果表明,在较小尺度内(0-10m),种间关联关系主要表现为随机,而在较大尺度(>30m),超过70%的种对表现为显著的正或负关联。种-生境关联检验的结果显示,大约90%的物种至少与一种生境具有显著的正或负关联,说明天童样地中的木本植物普遍受生境异质性的影响。生境的异质性主要影响较大尺度的种间关联,在较大尺度上(>30m),关联生境相同的物种间将近90%表现为显著的种间正关联,而关联生境相异的物种间则主要表现为显著的负关联。2.采用异质性泊松零模型控制生境异质性对种间相互作用进行检验,选用34个物种(DBH≥10cm,多度≥50)两两组合形成的1122个种对(34×33)进行分析,经拟合优度检验结果表明共有9.4%的种对在0-20m尺度上具有显著的相互作用。其中排斥作用种对数目多于吸引作用,种间的排斥或吸引作用在0-2m尺度上表现最为明显。一个物种通常与大多数其他物种没有显著的相互作用,只有四个物种分别与超过10个其他物种具有显著的相互作用。本章还分析了种间相互作用的强度(用拟合优度检验的排序值表示)与物种多度和聚集程度的相关性,结果表明种间相互作用与物种多度和物种的聚集程度只存在弱的相关(相关系数分别<0.2和<0.11)。3.将24个物种按照径级大小分为三个阶段(小树、中树和大树),采用空间点格局方法,以异质性泊松过程为零模型,分别分析了24个物种三个径级阶段的个体与异种大树之间的空间关联,并对0-20m尺度上的关联结果进行拟合优度检验,结果表明:随着个体发育过程(小树—中树—大树),受到异种大树显著相互作用的种对数目逐渐减少(种对比例23.9%—14.1%—12.9%)。在206个至少在一个径级阶段中表现出显著排斥或吸引作用的种对中,只有15个种对(7.3%)的种间关联结果在不同的径级阶段表现一致。上述研究结果表明:生境过滤过程可能是天童样地不同物种在较大尺度上相互关联的主要机制;而在小尺度上,尽管随着个体发育,种间相互作用会发生变化,但总体上具有显著相互作用的种对比例仍较低,因此,种间的相互作用对于种间关联格局的影响较小,这一结果也符合在物种丰富度较高的森林群落中的一般规律。
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