雪災(zāi)對(duì)密度制約維持森林群落生物多樣性的影響.pdf

1、密度制約和生境過(guò)濾是森林群落維持生物多樣性和物種共存的重要機(jī)制。在全球變化的背景下，極端氣候事件發(fā)生的頻率越來(lái)越高并越來(lái)越受到公眾的關(guān)注，但是我們關(guān)于極端氣候事件對(duì)森林群落生物多樣性維持的影響還知之甚少。本研究利用古田山森林樣地2006-2013年的幼苗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究2008年發(fā)生的極端雪災(zāi)對(duì)幼苗群落動(dòng)態(tài)的影響以及雪災(zāi)前后密度制約和生境過(guò)濾在維持森林群落生物多樣性的相對(duì)貢獻(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)極端雪災(zāi)干擾后，幼苗樣方內(nèi)幼苗密度和物種多樣性

2、(Simpson多樣性)顯著增加，但幼苗死亡率和物種豐富度并沒(méi)有顯著變化。這說(shuō)明極端干擾沒(méi)有對(duì)幼苗群落造成災(zāi)難性的破壞，反而有利于幼苗群落內(nèi)幼苗的更新，并且增加了幼苗群落的均勻度。
　　現(xiàn)有研究表明負(fù)密度制約效應(yīng)的強(qiáng)度在不同的時(shí)間尺度上會(huì)有差別并且隨著時(shí)間變化可能有累積效應(yīng)。本研究對(duì)多個(gè)時(shí)間間隔下的密度制約效應(yīng)進(jìn)行分析以確認(rèn)密度制約的檢驗(yàn)是否受時(shí)間間隔的影響。研究結(jié)果表明不合適的時(shí)間尺度可能會(huì)掩蓋負(fù)密度制約效應(yīng)，所以在檢驗(yàn)密度制約

3、效應(yīng)時(shí)應(yīng)該分析多個(gè)時(shí)間間隔以確認(rèn)密度制約效應(yīng)是否在森林群落起顯著作用。本研究認(rèn)為在類(lèi)似古田山的亞熱帶森林中，1-2年的時(shí)間尺度用來(lái)檢驗(yàn)負(fù)密度制約效應(yīng)是比較合適的。同時(shí)，本研究還發(fā)現(xiàn)在較短時(shí)間尺度上，幼苗鄰居對(duì)目標(biāo)幼苗的存活影響較大，在較長(zhǎng)時(shí)間尺度上，大樹(shù)鄰居對(duì)目標(biāo)幼苗的影響較大。
　　密度制約和生境過(guò)濾是森林群落生物多樣性維持的重要生態(tài)學(xué)過(guò)程，本研究分析了雪災(zāi)前后密度制約和生境過(guò)濾在維持森林群落生物多樣性的相對(duì)貢獻(xiàn)。結(jié)果表明在雪災(zāi)

4、干擾前主要是生物變量驅(qū)動(dòng)幼苗存活，雪災(zāi)干擾后生物變量和非生物變量共同驅(qū)動(dòng)幼苗存活。這說(shuō)明在干擾發(fā)生前，負(fù)密度制約在維持幼苗群落生物多樣性的作用要強(qiáng)于生境過(guò)濾。本研究在雪災(zāi)干擾前后物種水平上分別檢驗(yàn)到了100％和97.06％的物種有負(fù)密度制約現(xiàn)象，支持密度制約在熱帶和亞熱帶森林中是普遍存在的觀點(diǎn)。雪災(zāi)前檢驗(yàn)到了由大樹(shù)鄰居驅(qū)動(dòng)的負(fù)密度制約現(xiàn)象，雪災(zāi)后在兩年內(nèi)的群組內(nèi)沒(méi)有檢驗(yàn)到負(fù)密度制約現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)兩年的恢復(fù)后重新檢驗(yàn)到了負(fù)密度制約現(xiàn)象，但是負(fù)

5、密度制約的驅(qū)動(dòng)因子由干擾前的大樹(shù)鄰居驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦蓴_后的幼苗鄰居驅(qū)動(dòng)。這說(shuō)明雪災(zāi)干擾顯著影響了負(fù)密度制約效應(yīng)對(duì)幼苗群落生物多樣性的維持，并且改變了負(fù)密度制約效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)因子。本研究在古田山森林樣地幼苗群落中沒(méi)有檢驗(yàn)到譜系密度制約，本研究的結(jié)果支持親緣關(guān)系近的物種在古田山森林幼苗群落中更容易共存。
　　物種耐蔭能力是林下層幼苗存活的關(guān)鍵性狀，尤其是在光資源變化較大的群落中。本研究將監(jiān)測(cè)到的幼苗物種按照耐蔭能力進(jìn)行劃分為三個(gè)等級(jí)，探討不同

6、耐蔭能力的物種對(duì)雪災(zāi)干擾的響應(yīng)是否一致。結(jié)果表明在雪災(zāi)干擾發(fā)生前，耐蔭物種、中度耐蔭物種和喜光物種三個(gè)類(lèi)群都檢驗(yàn)到了負(fù)密度制約現(xiàn)象。這說(shuō)明密度制約效應(yīng)調(diào)節(jié)種群的動(dòng)態(tài)，為其他物種提供了空間和資源，促進(jìn)了物種共存。但是經(jīng)過(guò)雪災(zāi)干擾后僅在中度耐蔭物種中檢驗(yàn)到了負(fù)密度制約現(xiàn)象，這說(shuō)明極端干擾主要影響了對(duì)光耐受性比較敏感的物種。這使得喜光物種在經(jīng)過(guò)雪災(zāi)干擾后能夠克服密度制約的死亡率，促進(jìn)喜光物種的幼苗更新，有利于森林群落中生物多樣性的維持。