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《中国林业科学研究院》 2010年
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海南尖峰岭热带天然林物种多样性时空变化规律研究

许涵  
【摘要】: 物种多样性是生物多样性研究的基础与核心。由于生态因子的时空异质性以及在一定的干扰体系作用下,物种多样性在异质性景观中随空间环境梯度和群落演替时间梯度而产生明显的时空分异现象。掌握物种多样性的时空动态不仅对于理解生物多样性的形成与维持机制具有重要的理论意义,而且对于实施生物多样性的保护与经营管理也具有重要的实践意义。热带天然林是物种丰富而结构复杂的生态系统,在区域乃至全球生物多样性保护和生态功能维持中具有非常重要的作用,是研究和分析生物多样性时空变化规律的理想场所。以往对物种多样性时空分异规律的研究大都是在全球或很大区域空间尺度上进行的,在小区域或局域尺度上开展的研究很少。本文以中国典型的热带天然林区—海南岛尖峰岭林区的热带天然林为对象,以164个625 m2公里网格样方和2个固定样地的植被调查、相对应的环境因子及干扰历史等数据为基础,系统研究了热带天然林物种多样性随垂直/水平空间距离、环境梯度以及干扰后自然恢复梯度的变化格局,分析了典型热带天然林物种多样性时空动态及维持的基本规律。通过研究得出主要结果如下: (一)热带天然林物种多样性的基本特征及其空间分异 (1)尖峰岭热带天然林具有丰富的物种组成,通过164个625 m2公里网格样方调查,共记录有65144个植株,分属83科256属617种。樟科和茜草科为最具优势的2个科,其植株数目占总株数的比例均超过了14%。少数种类具有明显的优势度,有41种重要值大于0.67,其中高山蒲葵(Livistona saribus)、黧蒴(Castanopsis fissa)和大叶白颜(Gironniera subaequalis)的重要值大于2.0。尖峰岭热带天然林稀有(低密度)种比例也较高,164个调查样方中统计到个体多度少于10的种有286个(占总种数比例的46.35%,但仅占总株数的1.44%)。个体数量最丰富的是九节(Psychotria asaitica),占总株数比例的4.43%。草本和更新层中共记录有842种植物(包含57种海南特有种)。物种最丰富同时个体多度最大的高度级在2.5-5.0 m。物种的个体多度随径级的分布总体上呈倒“J”形。 (2)尖峰岭热带天然林物种丰富度沿海拔(垂直空间)梯度呈现双峰型的分布格局,与其它地区已发现的物种多样性海拔梯度格局不同,双峰型格局的形成可能与尖峰岭林区独特的环境条件有关。尖峰岭热带天然林物种多样性沿水平距离的分异显示,两两样地间的S?rensen相似性在一定距离范围内随水平距离的增加而逐渐减少,同时随采伐后森林的逐渐恢复两两样地间的S?rensen相似性也逐渐降低,繁殖体的扩散限制可能是这种距离衰减格局形成的重要机制。在尖峰岭林区,被采伐破坏的热带天然林物种多样性的垂直及水平分异格局,将随森林群落的自然演替而逐渐恢复。 (3)环境因子的时空分异与物种多样性的时空格局是密切相关的。主成分分析和多元回归分析表明,海拔梯度和干扰方式是影响尖峰岭热带天然林物种多样性格局最重要的两个因素。不同干扰方式后恢复的热带天然林,其物种多样性与不同环境因子的相关性不同:原始林的物种多样性与海拔、坡位、土壤贮水能力和土壤毛细管持水能力显著相关,而径级择伐和皆伐后恢复热带天然林的物种多样性仅和海拔显著相关。 (二)不同干扰方式对热带天然林物种多样性的影响 (4)台风是维持海南岛热带天然林物种多样性的一种重要自然干扰方式。2005年达维台风造成了尖峰岭热带天然林内大量风倒木、断枝和落叶的产生,同时导致了群落郁闭度减少、透光性增强,并产生大量的林隙。台风后热带天然林的群落组成和结构发生了显著变化。台风产生的损害可以分为直接性损害和间接性损害两种:1)直接性损害主要作用于乔木层,造成大径级植株严重受损;2)间接性损害主要通过风倒木作用于幼树层和下木层,产生的倒木、断枝和落叶压倒其它植株,表现为小面积范围内的个体死亡,甚至有种类消失。此次台风造成10.42%的生物量归还到林地,对森林生态系统的C循环产生重要影响。 (5)许多关于森林采伐对物种多样性影响研究的结论并不一致,可能在很大程度上是由于不同的研究者在不同的空间或时间尺度上取样或是取样数量的不足所导致。本研究表明,在尖峰岭热带天然林中,不同的取样策略对研究结果有显著影响。不论是原始林还是采伐(径级择伐或皆伐)后的热带天然林,物种多样性在样地水平(625 m2)均有较大的变动范围,其变动幅度与森林采伐方式及恢复时间紧密相关。但是,在样地水平(625 m2),采伐后热带天然林的物种多样性高于原始林。 (三)热带天然林自然恢复过程的物种多样性变化规律 (6)尖峰岭的热带天然林,随采伐后自然恢复时间的增加或空间取样规模的增大,种面积曲线的斜率和物种的累积速率均表现出增加的趋势,显示出尖峰岭热带天然林具有良好的自然恢复能力。上述现象不仅支持生物松驰假说在单一空间格局上的成立,也证明了这种生物松驰现象对时间和空间尺度具有依赖性。 (7)尖峰岭林区生物群落受干扰后使得包括物种组成等特征变得更加相似,表现出明显的在该小区域或局域尺度的生物同质化现象。特别是胸径小于5 cm的植株的生物同质化效应较胸径大于5 cm的植株更加强烈,表现为整体上具有更高的两两样地间的S?rensen相似性。而且物种多度分布也揭示出采伐后(径级择伐和皆伐)具有较长恢复时间的森林均比较短恢复时间的森林的物种丰富度和均匀度高。 (四)区域物种丰富度的估算及海南特有种多样性特征 (8)区域物种多样性是局域物种多样性的来源,而局域的物种多样性是区域物种多样性的基础。本文尝试以大范围、高强度的公里网格样方调查数据为基础,应用最大熵方法对尖峰岭林区整体的物种丰富度进行估算。结果表明,物种多样性的时空异质性对于估计物种丰富度的最大熵方法有比较明显的影响。最大熵方法并不总是有效的,它倾向于给出一个地区物种丰富度的上限值。同时,在使用最大熵方法的时候必须注意一些影响其估计精度的限制性条件,包括锚定格局上的取样面积、调查的样方数目、历史干扰因素、物种分布的均匀程度及取样的异质性。利用我们的数据计算表明:锚定格局上取样面积越小,估计出来的物种丰富度越高;调查样方的异质性越高并且取样数目越充分,可以减少人为取样的影响,估计出来的精度越好;描述种面积曲线的逻辑斯蒂模型较幂函数模型可以更好的拟合最大熵方法估计的物种丰富度。另外,需要综合使用多种物种丰富度估计方法,将其相互比较以获得可信的和合理的物种丰富度估计值。 (9)尖峰岭林区是海南岛大区域中的一个典型的热带森林分布小区域,它具有丰富的海南特有物种,共计158种,占全岛397个特有种的39.8%。特有植物以樟科、壳斗科、茜草科等为主。海南特有种的物种多样性随着尖峰岭林区总物种多样性的增加而增加,但没有明显的海拔梯度分布规律。采伐后(特别是径级择伐后)海南特有种的物种多样性明显增加,符合特有植物的丰富度随孤立性增加而增加的假说。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S718.54

【参考文献】
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1 赵晓飞,牛丽君,陈庆红,张植,栾艳新;长白山自然保护区风灾干扰区生态系统的恢复与重建[J];东北林业大学学报;2004年04期
2 许向春,郑艳,刘丽君;登陆海南岛台风季节特征的对比分析[J];广西气象;2004年03期
3 陈坚;王银霞;钟琼芯;;海南岛特有种子植物的地理分布[J];贵州科学;2007年04期
4 梁李宏;梁林州;梅新;黄伟坚;张中润;;台风“达维”为害海南腰果生产情况调查[J];华南热带农业大学学报;2006年01期
5 王敏英;刘强;高静;;海南岛中部丘陵地区受台风侵袭影响的4种植物群落凋落物动态[J];海南师范学院学报(自然科学版);2007年02期
6 石海莹;李文欢;黄厚衡;;0518号台风“达维”(Damrey)特征分析[J];海洋预报;2006年04期
7 任海;李志安;申卫军;余作岳;彭少麟;廖崇惠;丁明懋;邬建国;;中国南方热带森林恢复过程中生物多样性与生态系统功能的变化[J];中国科学C辑:生命科学;2006年06期
8 许涵;李意德;骆土寿;林明献;陈德祥;莫锦华;罗文;洪小江;蒋忠亮;;尖峰岭热带山地雨林不同更新林的群落特征[J];林业科学;2009年01期
9 陈玉军,郑德璋,廖宝文,郑松发,昝启杰,宋湘豫;台风对红树林损害及预防的研究[J];林业科学研究;2000年05期
10 梁建萍,王爱民,梁胜发;干扰与森林更新[J];林业科学研究;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王瑞江;;广东和海南地区的中国种子特有属植物[A];面向21世纪的中国生物多样性保护——第三届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1998年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓毅;蔡凌;;生态可持续视角下城市景观的功能格局规划[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 刘勇;;黄土高原植被群落演替规律和演替中土壤理化特性变化研究进展[J];山东农业科学;2010年06期
3 林来仙;石雷;岳祥华;;干扰和森林可持续发展[J];安徽农学通报;2007年10期
4 麦生纯;吴志祥;王令霞;;海南棕榈植物资源特点及应用[J];安徽农学通报;2007年19期
5 李军红;;安徽天堂寨针叶林群落结构特征的初步研究[J];安徽农学通报;2007年20期
6 段仁燕;;干扰对生态系统中生物多样性的影响[J];安徽农学通报;2008年09期
7 吴银兴;;不同抚育方式对降香黄檀生长的影响[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年15期
8 孟小华;姜卫兵;;我国特有树种喜树及其在园林中的应用[J];安徽农业科学;2006年20期
9 王坚;李雪枫;刘国道;郇树乾;;海南省天然草地禾本科植物资源与利用研究[J];安徽农业科学;2007年02期
10 董强;李凯荣;崔宏安;;淳化县不同植被类型群落特征和物种多样性研究[J];安徽农业科学;2007年17期
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1 胡姝;李英;魏娜;;台风Nari(0116)登陆台湾过程中结构强度变化的诊断分析[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
2 王锐萍;刘强;林开豪;薛宁;文艳;;尖峰岭凋落物分解过程微生物动态变化[A];廿一世纪微生物学发展前沿与应用新技术研讨会论文摘要集[C];2003年
3 李小宝;陈光英;宋小平;姚立成;邵泰明;周道;;海南暗罗根化学成分及药理活性研究[A];2011年全国药物化学学术会议——药物的源头创新论文摘要集[C];2011年
4 孙立英;郭胤仕;王怡玮;何海娟;乔秉善;王良录;;上海中心城区气传花粉的研究[A];中华医学会2011年全国变态反应学术会议论文集[C];2011年
5 王小玲;吴立广;任福民;王咏梅;李维京;;Influences of Tropical Cyclones on China During 1965-2004[A];2008年北京气象学会科技优秀论文集[C];2008年
6 彭少麟;周婷;;边缘效应的空间尺度与测度[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
7 孙一荣;朱教君;于立忠;;森林干扰对更新幼苗生理生态的影响综述[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
8 奚为民;陶建平;李旭光;;强风干扰对森林生态系统的复杂影响:研究进展和未来展望[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
9 康文;;王朗自然保护区岷江冷杉林种间关联分析及对气候变化的响应预测[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
10 刘妍妍;金光泽;黎如;;小兴安岭阔叶红松林粗木质残体的贮量特征[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
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1 张凯;园林绿地生态系统养分动态及其利用效率研究[D];安徽农业大学;2010年
2 朱先德;登陆后不同路径再入海台风的观测分析与数值研究[D];中国海洋大学;2010年
3 李文金;亚高寒草甸弃耕地恢复演替过程及其生态学机制研究[D];兰州大学;2010年
4 张忠华;喀斯特森林植被种群生态学与群落稳定性分析[D];华东师范大学;2011年
5 廖芳;重要植物疫害的检测鉴定及分子系统学研究[D];南开大学;2010年
6 胡文英;元阳哈尼梯田景观格局及其稳定性研究[D];昆明理工大学;2009年
7 方江平;西藏原始林芝云杉林群落结构与功能研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 柏方敏;洞庭湖区不同防护林的生态功能及生态影响评价[D];中南林业科技大学;2010年
9 文东新;林火生态管理信息系统研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 李建军;广东湛江红树林生态系统空间结构优化研究[D];中南林业科技大学;2010年
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1 车磊;景观斑块在城市道路绿化中的应用[D];华中农业大学;2010年
2 吴炜;枞阳大山不同演替阶段群落结构及其植物多样性研究[D];安徽农业大学;2010年
3 仝磊;西双版纳地区鼠类食物贮藏行为研究[D];郑州大学;2010年
4 周继磊;胶东沙质海岸防护林树种抗风评价及选择[D];山东农业大学;2010年
5 万云;枞阳大山不同演替阶段林下植被生物量分配格局研究[D];安徽农业大学;2010年
6 叶耿平;集约经营毛竹林土壤温室气体排放特征及其与施肥的关系[D];浙江农林大学;2010年
7 李传磊;浙江省丹霞地貌岩生植被群落特征研究[D];浙江农林大学;2010年
8 张冲;南海北部浮游生态系统对台风过程响应的模拟研究及影响因子的探讨[D];中国海洋大学;2010年
9 张程明;一次秋季台风暴雨的机制研究[D];兰州大学;2010年
10 许善财;马尾松天然次生林林分结构动态及生物量研究[D];福建农林大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王勤,徐小牛,平田永二;日本冲绳岛琉球松林台风干扰后的群落特点[J];安徽农业大学学报;2003年04期
2 楼炉焕,金水虎;浙江古田山自然保护区种子植物区系分析[J];北京林业大学学报;2000年05期
3 周光益;台风暴雨对热带林生态系统地球化学循环的影响[J];北京林业大学学报;1998年06期
4 张桂萍,袁小凤,何平,马文辉;野生植物保护中的一些基本概念[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2000年S1期
5 赵晓飞,牛丽君,陈庆红,张植,栾艳新;长白山自然保护区风灾干扰区生态系统的恢复与重建[J];东北林业大学学报;2004年04期
6 任美锷;曾昭璇;;论中国热带的范围[J];地理科学;1991年02期
7 许朝斋,林之光,汪奕琮;贺兰山区气候若干问题[J];地理学报;1993年02期
8 朱源;康慕谊;刘全儒;苏云;江源;;贺兰山针叶林结构特征与种类组成的比较[J];地理研究;2007年02期
9 朱洪岩,陈联寿,徐祥德;中低纬度环流系统的相互作用及其暴雨特征的模拟研究[J];大气科学;2000年05期
10 陈绶柱,岑奋,吴泽鹏;沿海沙岸防风固沙木麻黄试验示范林抗御台风分析[J];广东林业科技;1999年01期
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1 常学向,赵文智,赵爱芬;祁连山区不同海拔草地群落的物种多样性[J];应用生态学报;2004年09期
2 魏长顺;吴军霞;;芜湖市公园绿地植物群落基本类型及其物种多样性研究[J];安徽农业科学;2008年09期
3 李密;周红春;谭济才;王鹏;刘国华;;乌云界国家级自然保护区蝴蝶物种多样性及其保护[J];应用生态学报;2011年06期
4 王世昌;卢爱英;王世裕;张先平;;晋西北退耕地物种多样性研究[J];水土保持通报;2007年03期
5 郝兴明;陈亚宁;李卫红;;新疆塔里木河下游物种多样性与地下水位的关系[J];生态学报;2007年10期
6 邓送求;闫家锋;王宇;关庆伟;郭雪艳;;间伐强度对不同林分类型下层物种多样性的短期影响[J];东北林业大学学报;2010年03期
7 朱锦懋,姜志林,蒋伟,郑群瑞,江训强;人为干扰对闽北森林群落物种多样性的影响[J];生物多样性;1997年04期
8 金则新;浙江天台山落叶阔叶林物种多样性研究[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2001年04期
9 刘洪来;朱进忠;靳瑰丽;吴咏梅;范艳敏;郑伟;;伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地植物多样性分析[J];新疆农业科学;2007年05期
10 马涛;童云峰;刘锦霞;武高林;刘振恒;;不同施肥处理高寒草甸植物群落物种多样性与生产力的关系[J];草原与草坪;2008年04期
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1 贺学礼;;陕西农田杂草物种多样性及生态学研究[A];西部地区第二届植物科学与开发学术讨论会论文摘要集[C];2001年
2 杨淑萍;阎平;;中国帕米尔高原种子植物物种多样性的初步研究[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
3 洪思思;缪崇崇;方本基;胡仁勇;丁炳扬;;浙江省阔叶丰花草入侵群落物种多样性、生态位及种间联结研究[A];中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编(1933-2008)[C];2008年
4 许再富;朱华;杨岚;刘宏茂;杨大同;王应祥;杨大荣;李朝达;;片断热带雨林的“岛屿效应”与物种多样性消长规律研究[A];生物多样性与人类未来——第二届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1996年
5 上官铁梁;刘欣;吴东丽;;山西北部地区沙棘群落物种多样性[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
6 朱华;许再富;王洪;李保贵;;滇南热带雨林片断化与生态及物种多样性变化[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
7 温远光;刘世荣;陈放;和太平;梁宏温;陈婷;;桉树工业人工林植物物种多样性退化机制研究[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
8 王凯博;上官周平;;子午岭植被自然演替过程中物种多样性与土壤理化特征的关系[A];中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编(1933-2008)[C];2008年
9 马文章;;微生境尺度上苔藓植物的物种多样性指示信息[A];2011年全国系统与进化植物学暨第十届青年学术研讨会论文集[C];2011年
10 刘春霞;韩烈保;;高速公路边坡植被不同生态恢复阶段物种多样性的调查研究[A];中国草学会草坪专业委员会第六届全国会员代表大会及第九次学术研讨会论文汇编[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄蓉芳;广州致力物种多样性保护[N];中国花卉报;2011年
2 ;我国是物种多样性最丰富国家之一[N];云南科技报;2001年
3 中国科学院院士 刘瑞玉;中国海洋生物物种多样性现状[N];中国渔业报;2009年
4 嘉 兴;因滥伐森林东南亚物种多样性严重受损[N];大众科技报;2003年
5 策划 赵洁 撰文 刘幸 通讯员 李涛 黎明 吴志华;高山深峡有猿啼“广东含笑”首露脸[N];广州日报;2009年
6 综合;什么是遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性?[N];友报;2008年
7 熊燕;中国—喜马拉雅白珠树属植物的物种多样性成因[N];云南日报;2011年
8 记者 姜澎;“类闭尾水虱”现身长江河口[N];文汇报;2009年
9 本报记者 夏俊;一路走来一路景[N];抚州日报;2010年
10 李跃辉;我省传统知识面临商业化挑战[N];云南科技报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许涵;海南尖峰岭热带天然林物种多样性时空变化规律研究[D];中国林业科学研究院;2010年
2 赵陆强;甘南草地物种多样性与生产力的关系以及物种多样性维持机制研究[D];兰州大学;2011年
3 任正炜;资源添加对青藏高原高寒草甸物种多样性的影响[D];兰州大学;2010年
4 张巧明;秦岭南坡中段主要植物群落及物种多样性研究[D];西北农林科技大学;2012年
5 李伟;施肥导致高寒草甸物种多样性丧失机制研究[D];兰州大学;2011年
6 金红喜;生态恢复建植林(FPER)中植物物种多样性和生产力研究[D];兰州大学;2012年
7 张志东;景观水平上的海南岛热带天然林功能群的研究[D];中国林业科学研究院;2007年
8 王梅;陕北黄土高原油松人工林生物学特性与天然化发育评价[D];西北农林科技大学;2010年
9 曾胜兰;道路建设对路边植物群落的影响[D];复旦大学;2011年
10 杜喜春;佛坪和长青国家级自然保护区种子植物群落和物种多样性[D];陕西师范大学;2010年
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1 钟志林;南平林分物种多样性分析评价研究[D];福建农林大学;2006年
2 张悦;浙江省森林乔木层物种多样性的空间分布格局[D];南京林业大学;2012年
3 白芝兵;重庆四面山森林植物群落数量分类及其物种多样性[D];北京林业大学;2010年
4 魏丽萍;黄土高原子午岭森林群落物种多样性的多尺度研究[D];陕西师范大学;2011年
5 岳静;物种多样性对豆科牧草功能特征的影响[D];兰州大学;2011年
6 何彪;云南地区乔木物种多样性初步研究[D];云南大学;2012年
7 寻明华;兴凯湖主要经济鱼类年龄结构与物种多样性研究[D];东北林业大学;2009年
8 刘茂奇;扎龙湿地自然保护区大型底栖动物群落结构和多样性研究[D];东北林业大学;2009年
9 陈宏铭;拟建福建泰宁—建宁高速公路评价区植被及物种多样性分析与评价[D];福建师范大学;2010年
10 邱爱军;中国帕米尔高原豆科植物研究[D];石河子大学;2005年
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