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物种多样性地理分布格局及其成因是生物地理学和宏观生态学研究的核心问题之一，为了解释群落水平或生物地理尺度的多样性格局和时间动态变化，提出了大量的假说和理论，也分别强调了不同的生态过程作用。综合理解物种多样性的形成和维持机制需要考虑不同尺度过程的作用。在全球气候变化的条件下，理解物种多样性的时空变化及其后果尤为必要。 本文以中国13个具有典型代表性的森林生态系统乔木层群落为研究对象。选用种-多度关系的生态位模型、生物统计模型和中性理论模型对大尺度的典型森林群落物种多度分布进行拟合。同时，利用物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数3类和两种倍性分配的beta多样性测度森林群落乔木层的物种多样性的变化规律，并结合气候因子和植物特性数据进行统计分析，主要研究结果如下: 1)从南到北稀有物种逐渐减少，而常见种逐渐增多。其中，在热带稀有物种最多，亚热带的常见种和伴生种分布较均匀，在温带地区稀有物种较少，整体是单个个体仍然占最大比例，常见种的比例较大。热带和亚热带是纯统计模型和中性模型拟合效果较好，拒绝生态位模型;其中，西双版纳群落结构复杂，物种分布模型难以准确的拟合，拒绝所有拟合模型。贡嘎山、茂县和秦岭这三个森林生态站均是复合群落零和多项式模型拟合效果最好，在中温带的北京、长白山和帽儿山的分布模型拟合最好是对数级数模型，生态位模型拟合相对较好。 2)中性模型的基本多样性数和迁移率参数均随着纬度的上升逐渐下降，基本多样性数主要呈显著的指数和幂关系(P＜0.001)。迁移率在茂县和秦岭最高，其次是鼎湖山，在这三个森林生态系统的常见物种的比例较大。迁移率和基本多样性指数呈显著的二次方变化(P＜0.05)，说明群落多样性与迁移率也有明显的相关性。 3)13个典型森林生态系统的4个alpha多样性指数均随经纬度上升而下降，其中物种丰富度变化更为显著，而Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数随经度上升变化不显著。相关性分析结果显示，物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数与年均温、最冷月均温、温度年较差和潜在蒸散量的相关性最显著(P＜0.01)，Pielou指数与年均温、最冷月均温、实际蒸散量、潜在蒸散量和郁闭度有显著相关关系(P＜0.05)。 4)方差分解结果表明，能量和水分的共同作用对alpha多样性指数空间分布格局的解释率最高，达到15％-42％;植物特性、能量和水分因子三者共同作用对物种多样性指数空间分布格局解释率次之，为14％-27％;其中能量因子对物种多样性指数空间分布格局的单独解释率高于植物特性或水分因子。植物特性与能量因子或水分因子两者之间的共同作用以及植物特性和水分因子独立作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率较小，甚至无影响。 5)在热带和亚热带森林生态系统的物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈上升趋势。其中，在会同常绿阔叶林先上升趋势后，逐渐趋于稳定，在鼎湖山、哀牢山和神农架变化较小;茂县和贡嘎山呈明显上升，北京和长白山几乎没有明显的变化，甚至有下降趋势。发现在热带和亚热带地区位于顶级群落的Pielou指数下降趋势，成熟林逐渐趋于稳定;在北方的森林的Pielou指数均呈逐渐上升的趋势。 6) alpha、beta和gamma多样性均随着经纬呈显著下降趋势，随纬度变化的斜率和相关性明显高于随着经度的变化。gamma与beta多样性呈极显著的对数关系，gamma多样性的地理分布是alpha和beta多样性格局的主要驱动力。Beta与能量因子的相关性较强，与水分因子的相关性较小。方差分解结果表明能量和水分因子的共同作用对beta多样性的空间变异解释率最大，对betaA和betaB多样性解释率分别为41％和42％。 在中国典型森林生态系统的乔木层多样性随着经纬度呈下降趋势，且随着纬度变化更加明显，稀有物种逐渐减少，常见物种逐渐增多;物种多样性主要受能量和水分的共同影响，但其它因素对乔木层多样性的影响也不可忽视。