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浙江西天目山苔藓植物多样性海拔梯度分布模式及影响机制

花匠小妙招
2025-02-04 13:43

浙江西天目山苔藓植物多样性海拔梯度分布模式及影响机制

【摘要】： 生物多样性是地球生命的基础,提供对当前及未来人类福祉至关重要的多种生态系统服务。全球性生物多样性破坏和生态环境恶化正在威胁生态系统的稳定及全人类的生存和发展。生物多样性分布格局及成因的解释是生物多样性保护研究的基础,而海拔梯度由于在较短的距离内产生巨大的环境变化,因此能够为研究生物多样性保护提供重要的平台。但由于采样梯度所涵盖的海拔范围、采样数据的分辨率存在差异,造成了物种多样性多样化的海拔分布模式。苔藓植物对环境变化极其敏感且在海拔上分布范围更广,极有可能成为物种多样性海拔梯度分布格局及成因分析的最理想类群。但由于苔藓植物种类繁多、个体细小、野外采集成本高及分类鉴定困难,导致苔藓植物多样性格局的研究与保护成为生物多样性保护中举足轻重却又最为薄弱的一环。本文选择位于我国亚热带东部的浙江西天目山自然保护区为研究区域,于不同海拔设置梯度样地展开调查,采取区系生境采样法以及微样方采样法两种调查方法相结合的方式,探讨该调查方法对该地区苔藓植物多样性的贡献,分析不同取样方式对苔藓植物多样性分布格局的影响,了解苔藓植物在树干上垂直分布规律;以微气候监测数据为基础,分析该地区苔藓植物多样性海拔分布模式的成因,主要研究结果如下:1.本研究共获得苔藓植物56科146属408种,其中苔类植物112种,隶属于16科32属;藓类植物296种,隶属于40科114属。苔类植物优势科有5科,分别占苔类属数及种数的46.88%和73.21%;藓类植物优势科有11科,占藓类属数及种数的53.51%和67.23%,其优势科属的区系成分与其所处的地理区域相吻合。发现濒危种苔类1种(白绿细鳞苔Lejeunea pallide-virens),濒危藓类4种(翠平藓Neckera perpinnata、平齿平藓N.laevidens、滇西高领藓Glyphomitrium minutissimum及长肋异齿藓Regmatodon longinervis);中国新纪录种1个:Spruceanthus planifolius。2.本研究获得的苔藓植物多样性对浙江西天目山苔藓植物的总多样性的贡献率达到了68.11%,高于历史上几次采集对总多样性的贡献率。通过对采集到的苔藓植物标本数及种类的采集充分性分析,不同类群及不同采集方法获得的样本覆盖率均接近1。计算物种累积曲线标本数达到90%～100%时的平均斜率值均小于0.1,表明本研究的采样充分性较高。在对37个样地中的12个样地树附生苔藓植物再次充分取样,新发现苔藓植物22种,平均每个样地新增加2种左右,表明随着采样强度的增加多样性将进一步提高。3.通过对不同采样方式及结果进行比较,发现将微样方采样法(SPS)和区系生境采样法(FHS)相结合能够获得更高的苔藓植物多样性。其中,FHS调查的苔藓植物多样性高于SPS,但SPS方法能够发现更多个体细小类群。通过对不同海拔覆盖范围、取样间隔及平行样地设置密度分析,发现取样覆盖范围不完整对苔藓植物多样性分布格局有明显影响。相对于藓类植物,苔类植物的分布格局更受海拔取样间隔的影响。平行样地维持在2～3个时即可反映出一个海拔段的苔藓植物多样性。4.通过对17个样地苔藓植物多样性与海拔之间关系分析,发现苔藓植物多样性海拔梯度分布模式整体呈非典型的“驼峰型”模式,多样性随海拔的升高而递增,并在中海拔段(约700～1000 m)出现峰值,随后又逐渐下降,而在高海拔处又出现一个上升趋势。藓类植物多样性海拔分布模式与苔藓植物整体模式相似,但苔类植物呈现典型的“驼峰型”分布模式,多样性峰值出现在1000～1300 m海拔段。树附生苔藓植物多样性海拔分布模式为“驼峰型”模式,峰值出现在1100～1300 m中高海拔段,树附生藓类植物的分布模式与苔藓植物整体分布模式相似,但树附生苔类植物的分布模式呈随海拔逐渐递增并在高海拔处呈轻微下降趋势。通过对苔藓植物物种海拔分布范围的分析,发现有78.01%物种为狭域分布,其中有37.23%的类群仅分布在海拔中值以下,29.79%的类群仅分布在海拔中值以上。苔类植物中狭域类群偏向于分布在较高的海拔段,其中有34.72%的苔类植物只分布于海拔中值以上,藓类植物中的狭域类群则偏向于分布在较低的海拔段,有40.48%的藓类植物只分布于海拔中值以下。表明藓类植物在低海拔带占优势,苔类植物在中高海拔带占优势。另外,苔藓植物的海拔分布范围区间大于1000 m的只有22种(7.80%),海拔分布范围小于100 m的苔藓植物较多,达142种(50.35%),表明西天目山地区的苔藓植物广域种较少而狭域种较多。基于存在和丰度的物种组成相异度测量显示出相似的沿海拔梯度模式,即苔藓植物总体、苔类植物和藓类植物都随着海拔距离的增加β多样性增加。但是,无论是基于存在还是丰度的物种组成,其β多样性值均大于0.5,表明即使在海拔毗邻的两个样地之间其物种组成差异也较大。5.Pearson相关性及空间线性模型结果均表明林分胸高断面积、坡度、生长期的平均气温、生长期的平均空气相对湿度、坡向及木本植物多样性等因子对苔藓植物多样性模式有一定程度的影响,反映苔藓植物多样性及分布对微生境的依赖性。但是,苔类植物和藓类植物受影响的因素有所不同,其中,生长期的平均气温、生长期的平均空气相对湿度和坡向对苔类植物物种丰富度影响显著,而林分胸高断面积、坡度和坡向对藓类植物丰富度有显著影响。Mantel检验及db RDA结果均表明苔藓植物β多样性与海拔距离显著相关,进一步说明了海拔变化是一明显的生态梯度,同时相对温度和相对湿度对苔藓植物群落组成差异的影响较大,这与苔藓植植物对温、湿度敏感的生理特征紧密相关。6.通过对树附生苔藓植物的树干分布特征的分析,发现树附生苔藓植物整体及藓类植物多样性在0.3 m的树基处最丰富,而苔类植物多样性则在1.1 m处最丰富。另外,分布于0.3 m树基处的苔藓植物盖度也最高,分布于北面的苔藓植物物种多样性及盖度均高于向阳的南面。这些均表明树附生苔藓植物偏向于阴凉、湿润的树基部与背阴面生长。

【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2021