海南热带云雾林植物功能性状的关联及分异规律

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热带云雾林指分布在潮湿热带地区较高海拔经常被云雾掩盖的森林。相对于低海拔植被,热带云雾林有独特的环境和植物多样性。植物如何适应热带云雾林环境,是非常有趣的生态学问题。植物功能性状能客观表达植物对外部环境的适应性,认识植物功能性状间分异及权衡关系,有助于理解植物适应环境的方式和策略,也能作为预测物种分布和环境变化的依据。以海南霸王岭自然保护区热带云雾林为对象,通过调查固定样地内的物种组成,测定胸径在5cm以上所有木本植物个体的主要功能性状(比叶重LMA、叶绿素含量Chl、叶厚度LTh、植株高度H、木材密度WD)和土壤养分含量,分析物种多样性与土壤养分关系;探究种内、种间、群落水平以及5m×5m、10m×10m、20m×201n样方水平上植物功能性状间的关联性;探索植物功能性状在种内、种间、群落水平的分异规律,分析土壤养分含量对功能性状的分异的影响。主要研究结果如下:1)热带云雾林共调查到9323个木本植物个体,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、碎叶蒲桃、九节和黄杞等。热带云雾林种一面积及种一多度关系呈对数图形,最小取样面积及最小多度分别为1,000m2和1,000;物种丰富度、多度、Simpson旨数及Shannon-wiener旨数随起测胸径变化呈“倒J”型图形。当群落物种多样性占95%时,木本植物最大起测胸径为4cm。线性逐步回归分析表明,土壤有效氮及有效磷是影响多度、物种丰富度观测值、bootstrap指数的重要土壤因子。2) H、LA、LMA、Chi、LTh和WD间都显著正相关,type II回归斜率与1或-1有显著差异,表现为异速生长关系。LMA-Chl和LMA-LTh的回归斜率不随着种内、种间、群落水平及三个样方水平的变化而变化,表现为无尺度依赖特征;相反,其它8对功能性状组合的回归斜率随种内、种间、群落水平及三个样方水平的变化而变化,表现为尺度依赖特征。3) LA、LDW、LMA、Chl、LTh、WD在个体、种内、种间、群落水平变化的解释方差范围分别为0.06-0.47、0.09-0.35、0.35-0.72、0一0.07,功能性状在群落水平的分异最小。在个体、种内、种间水平的分异较大。线性逐步回归分析表明,功能性状变化与土壤有机质、氮磷都有关系。
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