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滇中高原半湿润常绿阔叶林的岛屿化与物种多样性
左艳洁, 彭明春, 王崇云, 沈泽昊, 李永萍, 周新茂, 周杰, 周光信, 任佳昕, 刘忠安
生物多样性    2023, 31 (11): 23252-.   DOI: 10.17520/biods.2023252
摘要   (501 HTML22 PDF(pc) (2588KB)(518)  

森林破碎化(或岛屿化)是导致当前生物多样性丧失的重要成因之一。滇中地区地带性的半湿润常绿阔叶林(semi-humid evergreen broad-leaved forests, SEBFs)具有显著的岛屿化特征。当前村寨周边面积大小、形状不一的“岛状”森林为研究破碎化的半湿润常绿阔叶林及其物种多样性特征提供了理想对象。本文通过植被遥感制图和群落样方调查, 运用空间统计、物种多样性分析、群落排序及环境解释, 探讨了滇中高原半湿润常绿阔叶林的岛屿化特征及其对群落物种多样性的影响。结果表明: (1)滇中高原现存半湿润常绿阔叶林仅占其潜在分布范围的1.5%, 面积 ≥ 100 ha的林斑有92块, 而面积 < 10 ha的林斑占斑块总数的54.6%和总面积的7.8%; 该植被类型面积萎缩和破碎化严重; (2) 99%的林斑到村寨的距离 < 3 km, 距离村寨越远, 林斑平均面积越大, 但样方物种α多样性除均匀度外变化不显著; 不同面积等级斑块中样方物种α多样性也仅物种丰富度有显著变化, 面积超过100 ha的大斑块有更高的物种丰富度; 离村寨越近, 样方群落物种组成简单化和同质化现象加强; (3)样方群落β多样性主要由物种替换引起。森林岛屿化是导致半湿润常绿阔叶林群落物种组成变化的主要因子, 而人类干扰强度对群落物种组成的影响高于局部生境异质性(水分条件)和区域气候梯度(低温限制)的影响。滇中高原半湿润常绿阔叶林以破碎小斑块大量存在于村寨周边, 在人为干扰下群落退化明显, 亟待引起足够重视, 并采取必要措施加强保护。


解释变量 Interpretative variables NMDS 1 NMDS 2
斑块面积 Patch area 25.0% 1.8%
斑块形状指数 Patch shape Index 16. 5% -
人口密度 Population density 16. 1% 10.9%
国内生产总值 Gross domestic product (GDP) 12.9% 7.5%
地形湿度指数 Topographic wetness index 10.9% -
居民点密度 Village density 6.2% 10.1%
年均温 Annual mean temperature 5.1% 20.0%
土壤容重 Soil bulk density 3.9% -
斑块重心-最近居民点距离
Gravity center-nearest village distance
3.4% 7.0%
地形起伏度 Relief - 1.3%
最冷季平均温
Mean temperature of coldest quarter
- 18.1%
道路密度 Road density - 23.3%
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表2 基于逐步回归分析和方差分解对非度量多维尺度分析(NMDS)排序轴的环境解释
正文中引用本图/表的段落
分别针对两个排序轴进行逐步回归和等级方差分解分析(表2), 第一排序轴(NMDS 1)的R2 = 0.762 (P < 0.001)。对模型解释量贡献最大的是斑块面积, 为25.0%, 其次是斑块形状指数, 占16.5%, GDP和人口密度的解释率分别为16.1%和12.9%。沿第一轴方向, 森林斑块面积增大, 斑块形状趋于不规则, 地形湿度指数增加, 人口密度降低, 反映了生境异质性更强、人为干扰更低的大面积森林环境。模型第2轴R2 = 0.825 (P < 0.001), 对模型解释量贡献最大的是道路密度, 为23.3%, 其次是年均温和最冷季均温, 分别贡献20.0%和18.1%。沿第二排序轴, 半湿润常绿阔叶林群落分布首要受道路密度影响, 其次是海拔梯度上的气温尤其是低温限制。由此可见, 森林破碎化, 尤其是与人类活动强度有关的GDP、人口密度、道路密度等因素对半湿润常绿阔叶林群落β多样性有强烈影响。
一般认为, 正是以农业土地开发和森林砍伐、放牧等活动为主的长期干扰直接驱动了森林的退缩和破碎化(Sandel & Svenning, 2013; Ntshanga et al, 2021)。NMDS排序结合回归模型的环境解释表明(表2), 斑块大小和斑块形状复杂性指示的森林破碎化程度是影响滇中高原半湿润常绿阔叶林样方间物种组成差异的首要因子。而第一排序轴上的人口密度和GDP及第二排序轴上的道路密度都表明, 人为活动强度是森林破碎化的主要驱动力, 其影响明显强于生境异质性(地形湿度指数、年均温、土壤容重)对第一排序轴和环境梯度(年均温、最冷季平均温)对第二排序轴的影响。由此可见, 作为地带性植被类型, 滇中高原的半湿润常绿阔叶林极度萎缩且普遍面临人为干扰的风险。
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