扩散限制和环境筛选对子午岭森林群落构建的相对贡献

【目的】改善区域生态环境是促进农业生产、实现可持续发展的重要前提,而加强植被的恢复重建是改善生态环境的重要途径。本研究拟通过对黄土高原子午岭森林群落构建过程的研究,为该区的植被恢复重建提供理论依据。【方法】采用典范变异分解和Mantel检验两种互补的方法,通过分离环境因子/距离(度量环境筛选)和空间因子/距离(间接度量扩散限制)对群落物种组成/距离的相对贡献,确定环境筛选和扩散限制在该区植物群落构建中的相对重要性。【结果】不同群落类型间的物种组成差异显著,空间和环境因子共同解释了草本、灌木、乔木三层29%—65%的物种组成变异(P<0.01)。而二者的贡献特点在不同层次有所差异,乔木层和灌木层主要以空间因子为主导;而在草本层中,空间和环境因子具有相似的贡献率。草本、灌木、乔木三层的物种非相似性距离与环境距离和地理距离都显著相关(P<0.05),草本层具有较大的环境距离相关系数,而灌木层和乔木层具有较大的地理距离相关系数。【结论】扩散限制和环境筛选相互作用,共同影响着黄土高原森林群落的构建过程。本研究的结果并没有否定环境筛选在黄土高原群落构建中的重要性,而是更加强调了扩散限制在该区的主导性。因此,在黄土高原森林群落的恢复重建中,应该同时考虑环境异质性和地理空间的差异性。

黄土高原油松和辽东栎林下植物β多样性差异及影响因素

β多样性是生态学研究的热点论题,相同的β多样性格局可能由不同的生态过程所决定。该文通过构建零假说模型和典范变异分解的方法,比较了黄土高原油松人工林(Form.Pinus tabulaeformis)和辽东栎天然林(Form.Quercus wutaishanica)林下植物群落β多样性,确定了环境过滤和扩散限制在β多样性形成过程中的相对重要性。结果表明:(1)油松人工林和辽东栎天然林的林下群落均具有相似的β多样性大小,均呈现明显的种内聚集过程。(2)环境和空间共同解释了两种林型林下物种组成的较大变化(草本层[E+S]为33%~45%;灌木层[E+S]为21%~35%),且主要以环境解释量为主(包括纯环境变量[E|S]和空间化的环境变量[E∩S])。(3)油松人工林和辽东栎天然林林下群落β多样性形成的不同过程主要体现在生境异质性差异以及特定的环境因子间,例如,海拔梯度、枯落物厚度以及土壤养分(速效氮和速效钾)是引起两种林型林下物种差异的显著环境因子。综上结果认为,黄土高原的油松人工林和辽东栎天然林的群落构建均由确定性的环境过滤为主导,但两种林型的环境过滤过程并不一样,主要表现为生境异质性的差异和不同的环境限制因子。对于黄土高原区域生态环境建设,首先应该保证不同群落的生境异质性,同时不能忽视扩散限制及其与生境异质性二者交互作用对β多样性的影响。