古田山亚热带常绿阔叶林密度制约普遍性研究

	古田山亚热带常绿阔叶林密度制约普遍性研究
其他题名	The Prevalence of Density Dependence in Gutianshan Subtropical Evergreen Broadleaved Forest, China
	祝燕
学位类型	博士
导师	马克平 ; 米湘成
	2009
学位授予单位	中国科学院植物研究所
学位专业	生态学
关键词	常绿阔叶林普遍性稀疏机制距离制约谱系多样性物种共存
摘要	密度制约是否为自然森林维持物种共存的普遍性机制，生态学家对此一直就有争议。目前密度制约的普遍性研究主要集中于热带森林，而针对亚热带森林的研究还比较少见。本文以浙江古田山24 公顷亚热带常绿阔叶林固定监测样地第一次调查数据为基础，主要采用点格局分析的双变量函数g(r)，研究了密度制约是否作用于样地内大部分木本植物，目的在于探讨密度制约在亚热带常绿阔叶林内物种多样性维持中的作用。检验密度制约效应的常用方法是: 假定在种内竞争、种内个体之间的病虫害传播等条件下，种群的聚集程度是否随年龄的增加而下降。但是生境的异质性也可能导致种群聚集程度的下降。所以在密度制约的普遍性检验之前，首先分析了生境异质性是否影响树木的分布，然后分析种群分布格局，探讨除了生境异质性以外其它影响种群分布的驱动因子，同时为分析密度制约的发生做解释。结果发现生境异质性影响古田山树木的分布。用完全随机零模型不排除异质性，被检验的64个物种几乎在0-30m所有的尺度上都表现聚集。用异质性泊松分布零模型排除异质性，59个被检验物种中58个表现聚集。排不排除异质性，同种聚集都在整个样地中占主要地位，而且随着远离目标个体同种个体的密度逐渐下降，植株主要聚集在同种邻体的周围。结合下面的关联性分析，更新植株主要集中在成年个体周围，说明除了生境异质性效应促进树木聚集分布以外，以繁殖体为中心的局部扩散是大部分物种同种聚集的主要原因。环境异质性影响树木分布，干扰密度制约的检验。然而，排除生境异质性的影响，也不能肯定密度制约是否是群落物种多样性普遍性的维持机制。用随机标签零模型案例-对照设计，小径级生长阶段的树木格局作为案例，成年树作为对照代表生境异质性的作用，通过小径级树木格局与成年树格局相比，排除生境异质性的干扰，64个被检验物种中50种(78.1%)表现了密度制约稀疏效应。结果表明密度制约稀疏机制调节了样地大部分物种，是古田山亚热带森林群落物种多样性维持的重要机制。同时，密度制约稀疏效应主要发生在局部尺度上，与同种短距离聚集结果一致。另外，密度制约稀疏效应更易于影响丰富种(24公顷样地内个体数>1000)的种群结构。 Janzen-Connell假说的距离制约模型认为繁殖体制约后代更新成功，导致成年树个体间距增大，并得到众多的野外观察证明。然而，在大尺度的森林样地研究中，没有发现这个效应广泛存在。本研究采用独立性零模型分析了不同生活史阶段在空间上的关联性，特别是成年树和幼树、小树的关联性，反过来推演是否成年树对后代的距离制约驱动了种群分布的空间动态。综合分析古田山64个物种的不同径级阶段的空间关联性，同时参照Condit 等(1992，1994)的研究结果：成年树对后代的距离制约效应在小于5m的尺度上发生强烈。有20个物种（31.3%）的更新体聚集密度最高点在离成年树≥5m的距离上，加上21个物种的更新体与成年树的关联性成相互排斥和随机分布，64个被检验的物种中有41(64.1%)个物种表现了Janzen-Connell 假说的繁殖体对后代的距离制约效应。同时，54(84.4%)个物种的小树成为新的成年树，出现在成年体周围小于5m的距离内的比例最高。结果表明这个效应提高成年树的间距是有限的，然而，它仍然调节了样地内大部分物种的分布格局，促进了物种共存。同种密度制约调节建成树木（胸径≥1cm）的空间结构得到很好的研究。然而最近的研究表明：病菌不仅在同种个体之间传播，同时也在近缘物种之间传播。因此，只包括同种个体的密度制约模型可能大大低估了密度制约效应的作用。本研究分析了古田山24 公顷内159 个物种。运用平均谱系多样性指数(APd) 和最近分类谱系多样性指数(NTPd)检验随着目标个体径级的增加系统发育结构变化的趋势。研究发现，在15、20、30m 的尺度上，APd 指数都随着生长阶段的增加而显著提高，在10、15、20、30m 的尺度上，NTPd 随着生长阶段的增加而显著提高；在5m 的尺度上，谱系多样性与生长阶段不存在显著关联性，这些结果表明谱系多样性制约与取样尺度相关。在DBH >30 cm 生长阶段， APd 下降，NTPd 上升，说明谱系多样性制约加大老树之间的谱系距离，但是由于类似的生境偏好，又倾向于聚集在类似的生境。本研究的结果表明同种和近缘种的密度制约是亚热带常绿阔叶林生物多样性群落水平上重要的维持机制，为Janzen-Connell 假说提供了支持；同时，生境异质性和局部扩散能在维持森林物种多样性中发挥重要作用。
页数	97
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/14557
专题	植被与环境变化国家重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	祝燕. 古田山亚热带常绿阔叶林密度制约普遍性研究[D]. 中国科学院植物研究所,2009.

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