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本文通过研究干扰强度、土壤因子和光因子对不同森林群落结构、物种组成和多样性的影响以及植物的响应来揭示亚热带石灰岩生态脆弱区植物群落和环境的指示作用,探讨环境因子和森林群落的相互作用机制,为我国亚热带石灰岩地区现有植被的保护和生态恢复提供科学依据。 在广东石门台自然保护区的石灰岩区域,依照森林干扰起始时间不同,选择常绿阔叶林和针阔混交林共五种群落设置1 hm2的样地5个。采用多响应置换过程分析(Multi-response Permutation Procedures,MRPP)、典范对应分析(CanonicalCorrespondence Analysis,CCA)、指示种分析(Indicator Species Analysis,ISA)等多元统计分析方法,并运用了非参数多重回归(Nonparametric Multiplicative Regression,NPMR)进行生境建模。研究环境因子与森林群落结构、物种组成和多样性的相互关系,揭示植物多样性分布对生境异质性的响应。主要研究结果如下: (1)调查样地共记录维管植物102科219属304种。种子植物区系属的地理分布以泛热带为主,其次是热带亚洲分布,再次是旧世界热带分布和热带亚洲至热带大洋洲分布,其中中国特有分布3属,占野生总属数的1.49%;蕨类植物属的地理成分以泛热带和热带亚洲分布型属为主,温带性属也有分布,且以北温带和东亚分布为主。不同植被类型的物种组成和优势种的重要值明显不同;山地矮林在科、属、种的水平上皆最高,风水林在科、属的水平上表现最低,而针阔混交林在种的水平上表现最低;冠层和林下植被,都表现出多度较大的物种较少,而多度较小、甚至是稀有种或罕见种的物种较多的趋势。 (2)随着群落的演替,土壤有机质、全氮、全钾的含量以及自然含水量增加,土壤pH更加适宜,表明石灰岩地区的土壤条件得到显著改善;P胁迫可能是导致老龄常绿阔叶林土壤肥力状况较差的根本原因。 (3)冠层树种的多度与pH值呈显著的负相关,但却随自然含水量和TK的增加而增大;丰富度也随自然含水量和TK的增加而增大;均匀度和Shannon-Wiener指数均与土壤pH、自然含水量、TN、TK呈正相关;可认为土壤肥力状况是决定冠层树种多样性分布的主导因子。林下植物的多度随自然含水量、OM、TN、TK的增加而减小;其丰富度随自然含水量和TK的增加而减小;均匀度与所有土壤因子均呈正相关;Shannon-Wiener指数与土壤pH、自然含水量、OM、TN、TK也呈正相关;pH和TK较其他土壤因子对林下植物的多样性分布有着更强的影响作用。 (4)林冠开度与叶面积指数高度相关(r=0.89);相对于常绿阔叶林,混交林冠层结构异质性更高、林冠开度更大,叶面积指数更低;群落林隙直射光、散射光和总光照均随林冠开度的增加而增加;林隙光环境各指标中,林隙散射光与立木组成和结构相关性最强;立木的丰富度、均匀度及多样性指数是预测林下总光照最好的指标,胸高断面积可以很好地预测林分生长状况及林下光照条件。 (5)随着林冠开度的增大,林下植物多度和丰富度逐渐增加,均匀度则逐渐减小;林下植物均匀度及Shannon-Wiener指数与林隙光环境各指标均呈极显著负相关(p<0.001);不同水平的林冠开度和林隙光照因子与土壤因子的组合对植物多样性影响显著,但光因子是影响林下植物多样性分布的主导因子。 (6)不同干扰梯度下共有潜在指示种36种;干扰最强的群落中,草本指示种居多;而干扰较弱的群落中,木本植物较多;土壤酸度共有13种指示种;强酸性及碱性土壤均有明显指示种;土壤质地指示种共有13种;pH及质地适中的土壤中,植物多样性更高,一定程度的干扰有利于群落多样性的增加。相对于林隙直射光,林隙散射光对林下耐阴植物的分布影响较大;中等林冠开度和光照强度下,几乎无指示种存在,表明光因子条件适中的环境下,适宜更多的物种生存。