井冈山鹿角杜鹃群落灌木层的物种多样性和叶功能性状

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研究植物群落物种多样性、功能多样性和叶功能性状沿环境梯度的变化可以较好的揭示物种多样性及叶功能性状与生态系统功能间的关系及维持机制。本文选取井冈山地区鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)群落为研究对象,通过野外样方调查,对井冈山鹿角杜鹃群落灌木层植物资源及物种组成进行分类鉴定,计算出不同海拔梯度群落的丰富度指数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数四种多样性指数,多维功能丰富度指数FRic、多维功能均匀度指数FEve、二次熵指数Rao、功能分散指数FDis、功能离散指数FDiv五个功能多样性指数。并通过实验测量出不同海拔梯度群落叶干物质含量LDMC、比叶面积SLA、叶厚LT、叶大小LS、叶氮含量LNC、叶磷含量LPC和叶氮磷比N/P七种叶功能性状,对不同海拔梯度物种多样性、功能多样性以及叶功能性状与环境因子间的变化趋势、物种多样性与功能多样性的相关关系,叶功能性状间的内在联系进行了研究讨论,以揭示该群落灌木层生物多样性及叶功能性状对环境变化的响应趋势,为井冈山鹿角杜鹃群落资源和生物多样性的保护和管理提供科学依据。结果表明:(1)井冈山鹿角杜鹃群落灌木层共有植物68种,隶属于30科47属。其中裸子植物有3科4属5种,其余均为被子植物。除薯蓣科外均为双子叶植物。(2)物种多样性指数沿海拔梯度呈现出一致的变化趋势。丰富度指数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均随着海拔的升高呈减小趋势。丰富度指数、Shannon多样性指数、Simpson优势度指数主要受到海拔因素的影响,丰富度指数、Shannon多样性指数还受到土壤N的影响,而Simpson优势度指数则还受到土壤P的影响。(3)功能多样性指数沿海拔梯度呈现出复杂的变化趋势。FRic、FEve和FDis随着海拔的升高显著减小,FDiv和Rao却随海拔的升高而增加。功能多样性指数FRic、FEve、Rao、FDis、FDiv都受到海拔的显著影响,坡位对FEve也有影响。土壤P对FRic、Rao、FDiv也有显著影响,FDis也受到土壤N的显著影响。(4)群落中物种多样性和功能多样性往往具有复杂的相关性。FRic与丰富度指数和Simpson优势度指数具有较强的相关性,与丰富度指数具有最优拟合对数方程;FEve与丰富度指数存在较强的对数函数关系;Rao与Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均存在线性负相关关系;FDis与Shannon多样性指数和Simpson优势度指数存在较强的线性关系,与丰富度指数存在最强的对数函数关系;FDiv与Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数均具有显著负相关关系。鹿角杜鹃群落灌木层植物的物种多样性和功能多样性的相互关系及其对环境变化的响应共同决定了群落的生态系统功能。(5)随着海拔的升高,叶干物质含量(LDMC)、叶片厚度(LT)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)呈显著上升趋势,比叶面积(SLA)和氮磷比(N/P)呈显著下降趋势,而叶大小(LS)呈先上升后下降的变化趋势。除海拔外,坡位分别对SLA、LPC和N/P,坡向和坡度分别对LS、LNC也有影响。土壤P对LDMC和LNC,土壤N对SLA、LT、LPC、N/P均有显著影响。(6)植物群落中灌木植物叶功能性状间存在普遍的相关关系。其中LDMC与SLA、LS呈负相关,与LT、LNC、LPC呈正相关;SLA与LT、LNC、LPC呈负相关;LS与LT呈负相关;LNC与LPC呈正相关;N/P与LPC呈负相关。因此,井冈山地区鹿角杜鹃群落灌木层植物通过改变叶功能性状来适应海拔和其它环境因子的变化。
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