为探讨中国南亚热带常绿阔叶林植物在科、属、种不同分类水平上空间分布格局、空间关联的共性规律及其成因,加深对中国南亚热带区域群落生态学特性的了解。选取中国南亚热带区域4个不同纬度样地中个体数量排名前3的优势科为研究对象(DBH,diameter at breast height≥1 cm),采用L(t)方程统计科、属、种空间分布格局,并以空间聚集程度指标L10比较各样地科、属、种水平的聚集程度,采用L12(t)方程分析各样地科、属、种间个体的空间关联。结果表明,(1)聚集分布是南亚热带常绿阔叶林群落植物在科、属、种3个分类水平上的最主要空间分布格局类型;各样地在不同分类水平上的聚集分布比例随纬度梯度变化未表现出明显规律,但均表现出分布格局的尺度依赖性,即随着空间尺度增大,聚集分布比例下降,随机分布比例上升这一共性规律。(2)各样地空间聚集程度L10均表现出随科→属→种分类水平细化而增大的规律。(3)独立不相关为各样地不同分类水平空间关联的最主要类型;独立不相关所占比例在科、属、种3个水平的变化规律不一致,但在物种水平,各样地3类亲缘远近的独立不相关占各类种间关联比例表现出同科同属占比>不同科不同属占比>同科不同属占比这一共性规律。(4)亲缘个体在种、属水平表现出独立不相关占比随纬度从高到低逐渐减小的趋势,而在科水平统计数据未能体现此规律。综上,植物分类水平的细化一定程度上可以加强空间聚集程度,亲缘关系越近的个体越趋向于聚集分布;不同分类水平上亲缘个体的空间分布格局及关联性,可以真实地反映不同亲缘关系远近群体对生境的适应性及资源利用特点,亲缘关系是影响群落中物种共存和分布的重要因素。
中国南亚热带地区人口稠密,经济发展迅速,环境破坏严重,区域生态系统退化加剧。种植人工林被认为是减少水土流失、实现植被快速恢复的有效措施之一。目前对生态恢复过程中的人工林土壤养分含量、蓄水量、土壤酶活性等已开展了较多研究,但基于实测数据对不同人工林生态系统服务功能进行评估的研究较为少见。以广东鹤山10树种混交林(10 species mixed plantation,10NS)、16树种混交林(16 species mixed plantation,16NS)2种人工混交林,尾叶桉纯林(Eucalypyus urophylla monoculture,EU)、红锥纯林(Castanopsis hystrix monoculture,CM)、厚荚相思纯林(Acacia crassicaipa monoculture,AC)3种人工纯林和自然恢复的灌草坡(Shrub and herb land,SH)为研究对象,对其涵养水源、保育土壤、积累营养物质、固碳释氧、生物多样性保护等主要生态系统服务功能进行了评估,为南亚热带地区人工林合理种植和管理提供科学依据。结果表明,13林龄时,土壤保育能力为10树种混交林最强,红锥纯林最弱,尾叶桉纯林、厚荚相思纯林和灌草坡之间无显著差异;植被固碳释氧能力为10树种混交林、16树种混交林和尾叶桉纯林较高且无显著差异,红锥纯林最弱;涵养水源能力为灌草坡最强,其次为10树种混交林,尾叶桉纯林最差。研究表明,人工林改造或退化生态系统恢复时要注意结合不同人工林的生态系统服务功能进行科学种植:尾叶桉纯林土壤固碳作用和积累营养物质能力较强,宜作为用材林和碳汇林种植;厚荚相思纯林生物量较高且具有固氮作用,但抗风能力较弱,不适宜于沿海或台风多发地带种植;红锥纯林在保肥和水源涵养方面的生态服务功能相对较弱,但经济价值较高,适宜以大径材近自然林经营;10树种混交林的土壤养分含量最高且地表径流最小,林分调节水量和保育土壤功能最强,最适于生态恢复,可用作水土保持林、水源涵养林等,也可用于特种用途中的风景林建设。
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