霍山植物物种多样性沿海拔梯度格局及环境解释

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:lzxldf2003
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在霍山七里峪海拔950m-2200m之间选择植被样地,用样方法调查了群落样方118个,采用数量生态学中分类排序、物种多样性计算、探索性因子分析等相关统计学方法,利用R语言对相关数据进行运算,分析了调查区物种组成、植物区系、物种多样性随海拔梯度格局变化、多样性指数、多样性聚类分类、以及多样性环境的相关信息,探索多样性沿海拔梯度格局变化规律及环境解释,旨在为七里峪景区的生态物种多样性保护和可持续发展提供依据,结果表明:(1)调查区域群落整体、乔木层、灌木层、草本层的丰富度指数(S)、多样性指数(H)、均匀度指教(J)、生态优势度(λ)分别表现出不同的特征:S、H、λ3个指数值上均为草本层>灌木木层>乔木层:J多样性指数值上为乔木层>灌木层>草本层。群落整体、乔木层、灌木层的S、H、λ指数拟台曲线均呈“双峰”式格局,两个高峰值均出现在海拔1400m和1990m左右,群落整体和灌木层第一个高峰值大于第二个高峰位。灌木层尤为明显,但乔木层第二个高峰值大于第一个;,个低峰值均出现在海拔1650m处:趋势均为下降。草本层S、H、λ指数拟台曲线呈现出“浪潮”式波动格局,出现了两个高峰值均在海拔1400m和1990m处.同时也出现¨了两个低峰值均在海拔1170m和1650m处;趋势成平稳状态。J指数整体与灌木层拟台曲线呈波动变化趋势.但趋于线性与趋势线变化相同成上升状态;乔木层呈现“~”型格局,一个高峰值和个低峰值,分别出现在海拔1650m和1900mm:草本层呈现出“单峰”格局,峰值出现在海拔1400米处。(2)从核密度估计曲线可以看出,乔木层S、H、λ、J物种多样性的4条核密度曲线与灌木层相对应的核密度曲线重叠度高,表明乔木层与灌木层在物种多样性变化一致,但乔木层与灌木层4种多样性指数值分布较草本层窄:群落整体与草本层重叠度较高,表明从整体上看4种多样性指数受草本层S指数值影响较大。由4种指数相关分析可知,S、H、λ多样性指数两两之间成正相关(P<0.05),J指数与S、H、λ指数之间成负相关(P<0.05)。经探索性因子分析后,提取出物种种类和物种数量两个公共因子,对4种物种多样性指数的解释量为82%,因子综合得分结果呈“双峰”格局,第一个高峰值在海拔1400m左右处出现,第二个高峰值大致在海拔1900左右出现,且第一个高峰值大于第二高峰值,有一个低峰值出现在海拔1650m处;因子综合得分与海拔呈负相关-0.57(P<0.05)。(3)对物种多样性进行K-均值聚类分类,将118个样方分为了9个群丛,分类结果随海拔变化尤为明显。结合沿海拔乔木层优势种,将七里峪森林群落分为6个植被垂直带。沿着海拔梯度9种群丛S、H、λ指数变化呈现出:低海拔和高海拔群丛多样性指数值高,中海拔群丛多样性指数低的“双峰”格局,这种变化与沿海拔梯度物种多样性变化结果一致;高峰值出现在群落群丛Ⅱ、Ⅶ,这两种类型的群落在调查森林群落中处于稳定优势状态;低峰值出现在群落群丛Ⅴ,其种内、种间竞争激烈。(4)通过物种多样性与13个环境因子进行相关分析可知,S、H、λ指数与海拔、坡向、枯枝落叶层厚度、郁闭度4中环境因子呈显著负相关(P<0.05),与pH成显著正相关(P<0.05),此外λ指数还与全K和枝下高呈显著负相关(P<0.05)。七里峪海拔梯度成显著相关的土壤理化因子有pH、全N、全K、水解N、和速效P(P<0.05),其中与海拔成正相关的为全K,其余与海拔呈负相关,相关程度由大到小依次为速效P>水解N>全N>pH;全N和速效K、pH和全P成显著正相关(P<0.05),全K分别与全N、水解N、速效P成显著负相关(P<0.05)。(5)选择海拔、坡度、坡向、全K、pH、枯枝落叶层厚度、郁闭度以及枝下高8个环境因子,对物种多样性分布RDA排序,结果表明:8个环境对物种多样性分布的解释量为45.03%,第一轴从左到右,S、H、λ物种多样性指数值逐渐减少,所处环境由阴坡半阴坡向阳坡过渡,突出的反映了郁闭度、pH梯度,第二轴枝下高显著相关,调查区物种多样性变化分布沿海拔梯度具有明显变化,但其变化分布也受到坡度、坡向、枝下高、枯枝落叶层厚度、pH、全K、郁闭度的影响。生物因子和生境因子解释了物种多样性分布格局的45.03%,其中生物因子单独解释占5.23%,生境因子单独解释量占31.36%,两组因子共同的解释的部分占8.44%,良好的环境解释反映出数据采样和环境因子选取的合理性,生境因子远大于生物因子,表明生境因子在决定七里峪物种多样性格局变化起着不可用忽视的地位。对于54.97%未能解释的部分,可能归因与未调查选取的环境因子如砍伐程度,群落发育历史等。
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