海南中部山区植被演变阶段植物物种多样性与群落结构多样性变化规律

以海南中部山区的草地、灌丛、次生林和原始林为演替系列,研究植被演替过程中群落结构多样性与物种多样性的变化规律。结果表明,群落演替过程中植物科属种数、总体Shannon-Wiener指数和Margalef指数、乔灌木层的Shannon-Wiener指数和Margalef指数及垂直结构多样性指数都显著增大;群落结构多样性指数分别与群落植物科属种数、总体alpha物种多样性指数、灌木层和乔木层物种alpha多样性指数都显著正相关。通过恢复演替,植被复杂性和质量都呈增大趋势。

海南热带次生林恢复过程中凋落物及土壤水源涵养功能变化

以海南岛霸王岭刀耕火种和吊罗山择伐恢复的次生林为研究对象,设置幼龄林、中龄林和老龄林样地,研究凋落物及不同土层的最大持水率和自然含水率随干扰类型及恢复阶段的变化规律。结果显示,（1）刀耕火种凋落物和土壤的最大持水率及自然持水率都小于择伐;（2）两种干扰类型的凋落物最大持水率随着森林恢复而减小,自然含水率在3个恢复阶段间无显著差异。刀耕火种土壤的最大持水率随着森林恢复而增大。择伐0～40cm土层最大持水率先减小后增大,40～60cm土壤最大持水率在3个恢复阶段间无显著差异;（3）两种干扰类型的凋落物最大持水率和自然含水率都显著大于土壤;总体上,浅层土壤的最大持水率大于深层土壤,但不同土层间自然含水率无显著差异。（4）两种干扰类型中,凋落物与不同土层间的最大持水率显著负相关,二者间的自然持水率相关不显著。刀耕火种不同深度土壤间的最大持水率显著正相关;择伐不同深度土壤间的最大持水率及自然持水率都显著正相关。研究结果将为中国热带次生林生态恢复提供参考。

热带云雾林植物物种多样性与环境关系研究

以海南霸王岭国家级自然保护区热带云雾林为研究对象,调查群落物种组成,测定环境因子,分析种——面积和种——多度之间的关系及起测胸径与物种丰富度、多度、Simpson指数、Shannon-wiener指数的关系,探究物种多样性与环境因子之间的关系。结果表明:热带云雾林共调查到木本植物9 323株,分属40科、70属、109种。其中优势科为金缕梅科、桃金娘科、山矾科和壳斗科等;优势种为蚊母树(Distylium racemosum)、赤楠(Syzygium buxifolium)、九节(Psychotria rubra)和黄杞(Engelhardtia roxburghiana)等。热带云雾林种——面积及种——多度之间的关系均呈对数曲线,最小取样面积及最小多度分别为1 000 m2和1 000;物种丰富度、多度、Simpson指数及Shannon-wiener指数随起测胸径变化呈"倒J"型曲线;当群落包含95%物种多样性时,最大起测胸径约为3 cm。多度、物种丰富度观测值、bootstrap指数与土壤有效氮及有效磷密切相关。

海南岛3个林区热带云雾林植物多样性变化

以分布在海南岛西部(霸王岭国家级自然保护区,21个样方)、西南部(尖峰岭国家级自然保护区,12个样方)和中部(黎母山省级自然保护区,15个样方)的热带云雾林为研究对象,研究α及β物种多样性、功能多样性、谱系多样性的变化,为植物多样性的保护提供科学依据。结果表明:尖峰岭群落树木个体多度、物种丰富度最大,黎母山群落树木个体多度、物种丰富度最小;黎母山群落间物种组成差异最大,霸王岭群落间物种组成差异最小,海南岛霸王岭(西部)、尖峰岭(西南部)和黎母山(中部)3个林区热带云雾林物种多样性差异可能与空气温度和相对湿度有关。尖峰岭群落内功能丰富度、Rao’s二次熵最低,功能均匀度最高,群落间平均成对性状距离最小,反映群落构建主要受环境筛影响;霸王岭群落Rao’s二次熵最高,功能均匀度最低,群落间平均成对性状距离最大,反映群落构建主要受限制相似性影响;黎母山群落内功能丰富度最高,群落间平均最近性状距离最大,表明限制相似性在黎母山热带云雾林群落构建中的作用更重要。霸王岭群落内谱系多样性、物种间平均最近相邻谱系距离均较大,反映物种间谱系关系趋于发散;黎母山群落内谱系多样性、物种间平均成对谱系距离及群落间平均成对谱系距离均最小,反映物种间谱系关系趋于聚集;而尖峰岭群落内物种间平均成对谱系距离、群落间平均成对谱系距离最大,但物种间平均最近相邻谱系距离最小,反映物种间谱系关系既具有发散又具有聚集的共存格局。因此,海南岛热带云雾林群落植物多样性变化格局与环境及物种间相互作用有关。

金钟藤入侵群落的种间联结及生态位特征

金钟藤(Decalobanthus boisianus)是林业有害植物,其暴发生长和扩散对森林生态系统造成了严重破坏。本文以海南岛48个金钟藤典型分布群落为研究对象,用方差比率法和贡献定律法探究群落的稳定性;用χ2统计量、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数和Dice指数分析金钟藤与伴生物种的种间联结关系;用生态位宽度、生态位相似性系数和生态位重叠指数研究群落中各物种的生态位特征,以期为金钟藤生物防治的植物物种筛选提供借鉴。结果表明:(1)金钟藤所在48个群落共有156种伴生植物,其中大戟科、茜草科、桑科、无患子科和樟科植物占优势;(2)群落中优势物种呈正联结关系,植物种类累积倒数百分比与累积相对频度交点坐标为(44.53,55.47),远离稳定交点坐标(20,80),说明群落处于不稳定状态;(3)金钟藤与芳槁润楠(Machilus suaveolens)、黄椿木姜子(Litsea variabilis)、岭南山竹子(Garcinia oblongifolia)、显脉杜英(Elaeocarpus dubius)、鸭脚木(Schefflera octophylla)和银柴(Aporusadioica)都紧密关联,说明金钟藤与这些物种的资源利用方式较相似;(4)金钟藤的生态位宽度最大,与伴生物种间的生态位重叠度较高,但伴生物种间的生态位重叠度较低。金钟藤的入侵导致群落处于不稳定状态,并与伴生物种间存在激烈的竞争关系。因此,建议在金钟藤已入侵的群落中大量栽种芳槁润楠、黄椿木姜子、显脉杜英、鸭脚木和银柴,以遏制其蔓延;大量栽种翻白叶树(Pterospermum heterophyllum)、海南菜豆树(Radermachera hainanensis)、九节(Psychotria rubra)和肉实树(Sarcosperma laurinum)用于金钟藤入侵群落的植被恢复。

功能多样性和谱系多样性对热带云雾林群落构建的影响

近年来,功能多样性和谱系多样性为探究群落构建机制提供了新方法。为了更准确地了解海南岛高海拔热带云雾林群落构建机制,该研究以海南岛霸王岭热带云雾林为对象,测定7个环境因子和13个植物功能性状。利用主成分分析(PCA)筛选环境因子,以霸王岭、尖峰岭和黎母山热带云雾林分布物种建立区域物种库,结合模型,分析Rao二次熵(RaoQ)和平均成对谱系距离(MPD)变化对植物群落构建的影响。结果表明:林冠开阔度、土壤全磷含量和坡度是影响植物群落构建的关键环境因子。多数功能性状的系统发育信号很低且不显著,说明热带云雾林群落的系统发育关系与功能性状随历史进程变化不一致。RaoQ和MPD的实际观测值都显著低于期望值,且其标准效应值与土壤磷含量显著相关,说明生境过滤是驱动热带云雾林群落构建的关键因子,土壤磷含量是群落构建的关键环境筛。