川西亚高山暗针叶林及其采伐次生林林下分层谱系结构

【目的】研究川西亚高山不同演替阶段森林群落的林下乔灌草层次谱系结构及对其驱动的生态学过程,为川西林区森林生物多样性保护与生态系统修复提供理论依据。【方法】利用川西亚高山原始暗针叶林(以下简称原始林)及其在1950—1969年和1970—1989年采伐后形成的天然次生林(以下简称次生林)的林下(不包括主林层,因其树种组成相对单一)乔灌草群落生态学调查资料,基于APGⅢ谱系框架,构建不同演替阶段森林群落的乔灌草系统发育树,选用广泛使用的谱系多样性指数——净亲缘指数(NRI)和最近类群指数(NTI),量化和评估不同演替阶段林型的乔灌草分层谱系结构及对其驱动的生态学过程。【结果】原始林亚林层物种组成谱系离散(NRI<0;NTI<0),即共存物种亲缘相疏,而原始林其他层次(草本层、灌木层与小乔木层)物种组成倾向于谱系聚集(NRI>0;NTI>0),即共存物种亲缘相近;2个不同采伐年代形成的次生林的草本层和亚林层的谱系结构呈现出林型间相似但层次间相反的模式(草本层:谱系离散;亚林层:谱系聚集),灌木层和小乔木层则表现为层间相似但林型间相反的模式(1950—1969年:谱系聚集;1970—1989年代:谱系离散);不同演替阶段森林群落的林下乔灌草NRI与NTI均极显著正相关(0.698≤R2≤0.769,P<0.001);不同演替阶段森林群落的林下乔灌草分层谱系结构(NRI与NTI)与物种多样性(香侬多样性指数H′)的关联分析绝大部分未通过显著性检验,但林下乔灌草谱系结构与H′的局部多项式回归分析发现,原始林和1970—1989年采伐后次生林中的H′与NRI、H′与NTI的相关变化趋势表现出相似的波峰-波谷变化模式。【结论】川西亚高山原始暗针叶林及其采伐次生林的林下乔灌草层次谱系结构在层次间和林型间存在差异性。环境过滤是驱动原始林中草本层、灌木层和小乔木层物种谱系组成的主要生态学过程,竞争互斥则塑造亚林层中的物种谱系组成。次生林的林下乔灌草层次谱系结构及对其驱动的生态学过程大致与原始林相反,表现为环境过滤主导亚林层的谱系结构,竞争互斥主导草本层的谱系结构。川西亚高山不同演替阶段森林群落的林下乔灌草层次谱系多样性与物种多样性相互独立。