不同碳酸鹽巖地球化學背景下的植物物種多樣性和物種組成研究.pdf

1、中國西南巖溶區(qū)是中國生物多樣性分布中心之一。該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)不斷退化，生物多樣性大量喪失，不同巖溶地球化學背景下植被恢復的速度與成林性質(zhì)存在明顯差異。本研究選取純灰?guī)r、純白云巖和不純碳酸鹽巖三種巖性的巖溶環(huán)境，對其元素地球化學特征及其中植物群落的種類組成與物種多樣性進行了對比研究。全文分為概述、不同巖溶環(huán)境的地球化學特點、不同巖溶地球化學背景的物種多樣性、不同巖溶地球化學背景的植物群落種類組成特征，以及結(jié)論和討論五個部分。文章初步闡明了貴州

2、茂蘭喀斯特森林自然保護區(qū)和廣西馬山縣弄拉屯兩個典型巖溶環(huán)境的元素地球化學特征，植物群落物種多樣性和物種組成差異。主要研究要點如下：　　1.采用典型樣方法，在海拔，坡度、坡向等環(huán)境因子相近似，巖性類型不同的條件下，在貴州茂蘭喀斯特森林自然保護區(qū)和廣西馬山縣弄拉屯有代表性的地段做樣地調(diào)查，以重要值為依據(jù)計算各樣地的多樣性指數(shù)。多樣性指數(shù)選用如下幾種：Patrick和Ggleason物種豐富度指數(shù)，Simpson和Shannon-Wiene

3、r物種多樣性指數(shù)，Pielou和Alatalo均勻度指數(shù)，Jaccard和Sφransen群落相似性系數(shù)。多樣性比較有如下結(jié)果：(1)在800m2范圍內(nèi)，茂蘭原生林區(qū)喬木層多樣性為純白云巖區(qū)＞純灰?guī)r區(qū)＞不純碳酸鹽巖區(qū)，灌木層和草本層為純灰?guī)r區(qū)＞純白云巖區(qū)＞不純碳酸鹽巖區(qū)。當取樣面積達1600m2時，石灰?guī)r區(qū)喬木層和灌木層的多樣性均最大，只有草本層為白云巖區(qū)最大。三種巖性類型中，以不純碳酸鹽巖區(qū)的生物多樣性最低。在同面積條件下，茂蘭喬木層

4、多樣性比弄拉高，灌木層和草本層則都不如弄拉的高，總的物種數(shù)也以弄拉的更高。(2)在群落的不同層次，茂蘭巖溶原生林區(qū)都是喬木層＞灌木層＞草本層，弄拉次生林則表現(xiàn)出灌木層＞喬木層＞草本層。(3)在巖溶峰叢的不同坡向生物多樣性也存在差異，在石灰?guī)r區(qū)群落的喬木層和灌木層物種豐富度、多樣性指數(shù)均以南坡最高，草本層則沒有隨坡向的變化規(guī)律。在白云巖區(qū)，喬木層多樣性以東坡最高，灌木層仍以南坡最高，草本層則以北坡最高。(4)各樣地間的相似性系數(shù)都很低。相

5、同巖性類型內(nèi)的樣地相似度要高于不同巖性類型之間的相似度。面積對相似性系數(shù)影響不明顯。不同樣地間物種周轉(zhuǎn)率相當高。在不同巖性類型區(qū)，物種變化速率表現(xiàn)為白云巖區(qū)高于石灰?guī)r區(qū)?！　?.茂蘭調(diào)查區(qū)，不同巖溶地球化學背景富有特有科、屬和種?？?、屬和種的組成都表現(xiàn)為純灰?guī)r區(qū)＞純白云巖區(qū)＞不純碳酸鹽巖區(qū)。在樣地中，僅見于一種巖性類型的科有15科，其中純灰?guī)r區(qū)和純白云巖區(qū)各有七科，不純碳酸鹽巖區(qū)只有1科。僅見于一種巖性類型的屬有85屬，其中純灰?guī)r區(qū)3

6、8屬，純白云巖區(qū)35屬，不純碳酸鹽巖區(qū)12屬，僅為前二者的約1/3。僅見于一種巖性類型的種有254種，占總種數(shù)的73.84％，其中有105種僅分布于石灰?guī)r區(qū)，110種只分布于純白云巖區(qū)，只有29種只分布于不純碳酸鹽巖區(qū)?！　?.在各樣地采集巖石、土壤和巖溶泉水樣品，分析其元素地球化學特征。(1)盡管茂蘭樣方的碳酸鹽巖多為純灰?guī)r和純白云巖，但是純灰?guī)r含有更高的Si、Al和Fe，其含量在純白云巖區(qū)的10倍以上。(2)純灰?guī)r區(qū)的土壤pH值在