九连山不同林层β多样性尺度效应及其影响因素

摘要

【目的】南方雪灾后亚热带原始常绿阔叶林群落长期恢复动态研究相对匮乏。本研究旨在揭示雪灾干扰后，亚热带常绿阔叶林的时间β多样性特征、组分格局及其影响因素，为森林生态系统灾后恢复与管理提供科学依据。【方法】基于2008年雪灾后在江西省龙南市九连山建立的4 hm²固定样地，于2022年对样地内的树种名称、胸径、树高等进行复查，分别计算不同林层（主林层、次林层和林下层）和空间尺度（20 m×20 m和40 m×40 m）在两次调查期间的时间β多样性及其物种周转和嵌套组分。结合样方地形数据和土壤理化性质数据，采用双因素方差分析（ANOVA）和基于混合效应的层次分割方法，解析非生物因素（地形因子、土壤物理因子和化学因子）对不同林层和尺度的时间β多样性的影响机制。【结果】（1）林层对所有β多样性指标均具有显著影响，尺度对物种周转和嵌套组分影响显著，二者交互作用仅对物种周转组分具有显著影响。在20 m和40 m尺度下，物种周转对所有林层的时间β多样性的贡献均占主导地位，嵌套组分贡献较小。在20 m尺度下，主林层、次林层和林下层的时间β多样性和物种周转组分依次升高，嵌套组分依次降低。（2）在地形因子中，海拔对40 m尺度主林层时间β多样性影响显著；在土壤物理因子中，土壤容重对20 m尺度下各林层时间β多样性影响显著；在土壤化学因子中，磷、钾对20 m尺度主林层时间β多样性影响显著。（3）在20 m尺度下，土壤化学因子对主林层时间β多样性的贡献较大，土壤物理因子对次林层的时间β多样性贡献较大；在40 m尺度下，地形因子对各林层时间β多样性和物种周转的贡献均高于20 m尺度；土壤物理因子在两个尺度下对林下层时间β多样性的贡献均较大。【结论】重大雪灾干扰后，九连山原始常绿阔叶林各林层群落的物种组成变化主要源于次林层和林下层在时间上的物种替换，而非物种嵌套过程。土壤化学和物理因子分别对小尺度主林层和次林层时间β多样性影响较大，地形因子对大尺度下植物群落时间β多样性的影响更显著，而土壤物理因子对林下层时间β多样性具有持续性的重要影响。本研究可为亚热带原始常绿阔叶林灾后恢复与生态系统管理提供科学依据。

关键词

时间β多样性 / 林层 / 尺度效应 / 原始常绿阔叶林 / 雪灾

基金资助

国家自然科学基金项目（32360382）; 江西省教育厅项目（GJJ2500308）