雪災對密度制約維持森林群落生物多樣性的影響.pdf

1、密度制約和生境過濾是森林群落維持生物多樣性和物種共存的重要機制。在全球變化的背景下，極端氣候事件發(fā)生的頻率越來越高并越來越受到公眾的關(guān)注，但是我們關(guān)于極端氣候事件對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年的幼苗動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究2008年發(fā)生的極端雪災對幼苗群落動態(tài)的影響以及雪災前后密度制約和生境過濾在維持森林群落生物多樣性的相對貢獻。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過極端雪災干擾后，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有顯著變化。這說明極端干擾沒有對幼苗群落造成災難性的破壞，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)有研究表明負密度制約效應的強度在不同的時間尺度上會有差別并且隨著時間變化可能有累積效應。本研究對多個時間間隔下的密度制約效應進行分析以確認密度制約的檢驗是否受時間間隔的影響。研究結(jié)果表明不合適的時間尺度可能會掩蓋負密度制約效應，所以在檢驗密度制約

3、效應時應該分析多個時間間隔以確認密度制約效應是否在森林群落起顯著作用。本研究認為在類似古田山的亞熱帶森林中，1-2年的時間尺度用來檢驗負密度制約效應是比較合適的。同時，本研究還發(fā)現(xiàn)在較短時間尺度上，幼苗鄰居對目標幼苗的存活影響較大，在較長時間尺度上，大樹鄰居對目標幼苗的影響較大。
　　密度制約和生境過濾是森林群落生物多樣性維持的重要生態(tài)學過程，本研究分析了雪災前后密度制約和生境過濾在維持森林群落生物多樣性的相對貢獻。結(jié)果表明在雪災

4、干擾前主要是生物變量驅(qū)動幼苗存活，雪災干擾后生物變量和非生物變量共同驅(qū)動幼苗存活。這說明在干擾發(fā)生前，負密度制約在維持幼苗群落生物多樣性的作用要強于生境過濾。本研究在雪災干擾前后物種水平上分別檢驗到了100％和97.06％的物種有負密度制約現(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。雪災前檢驗到了由大樹鄰居驅(qū)動的負密度制約現(xiàn)象，雪災后在兩年內(nèi)的群組內(nèi)沒有檢驗到負密度制約現(xiàn)象，經(jīng)過兩年的恢復后重新檢驗到了負密度制約現(xiàn)象，但是負

5、密度制約的驅(qū)動因子由干擾前的大樹鄰居驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)楦蓴_后的幼苗鄰居驅(qū)動。這說明雪災干擾顯著影響了負密度制約效應對幼苗群落生物多樣性的維持，并且改變了負密度制約效應的驅(qū)動因子。本研究在古田山森林樣地幼苗群落中沒有檢驗到譜系密度制約，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)測到的幼苗物種按照耐蔭能力進行劃分為三個等級，探討不同

6、耐蔭能力的物種對雪災干擾的響應是否一致。結(jié)果表明在雪災干擾發(fā)生前，耐蔭物種、中度耐蔭物種和喜光物種三個類群都檢驗到了負密度制約現(xiàn)象。這說明密度制約效應調(diào)節(jié)種群的動態(tài)，為其他物種提供了空間和資源，促進了物種共存。但是經(jīng)過雪災干擾后僅在中度耐蔭物種中檢驗到了負密度制約現(xiàn)象，這說明極端干擾主要影響了對光耐受性比較敏感的物種。這使得喜光物種在經(jīng)過雪災干擾后能夠克服密度制約的死亡率，促進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。