西双版纳热带林物种多样性与功能多样性的关系

Disturbance, species diversity, functional traits and functional diversity were the basic concept of ecosystem management and protection. With the succession of tropical forest, their species composition and forest structure often changed much, which then caused the change of species diversity, functional diversity and ecosystem. Some studies have showed that functional diversity than traditional species diversity can reflect the change of ecosystem, but the related studies on the change of functional diversity with environmental factors and succession were still very little. Baseing on the field investigations of the typical plant communities and their environmental factors of the ravine tropical monsoon forest, montane rain forest and their secondary succession in Xishuangbanna tropical forest, we measured the key functional traits, which can reflect the changeof environment and ecosystem, and computered the functional diversity by the different combinations of plant functional traits. We then analyzed the change of species diversity and functional diversity with the typical plant community types and their secondary succession; and evaluated whether species diversity was a good proxy for functional diversity;then analyzed whether the tropical forest had the highest functiona diversity after a moderate ditrbance; and finally evaluated the maintenance mechanism of tropical forest biodiversity basing on the functional diversity.

干扰、物种多样性、植物功能性状和功能多样性是生态系统资源经营和保护中的基本概念。随着植物群落演替，物种组成与森林结构的变化往往引起物种多样性、功能多样性与生态系统的功能的变化。一些研究表明功能多样性比传统的物种多样性更能响应生态系统的变化，但功能多样性随植物群落的不同环境因子和次生演替变化的研究仍较少。本项目以西双版纳典型的热带季雨林、沟谷雨林、山地雨林植物群落及其次生演替系列为研究对象，样方调查植物群落和测定环境特征，筛选对环境响应起关键作用的主要功能性状因子，并根据植物功能性状的不同组合来确定功能多样性,分析物种多样性和功能多样性随热带林典型的植物群落类型及其次生演替的变化规律，评价物种多样性是否可以预测功能多样性，分析热带天然林受到中度干扰后是否具有最高的功能多样性，最后以植物功能多样性为基础综合评价热带林生物多样性的维持机制。

本项目以西双版纳热带沟谷雨林、山地雨林和季雨林植物群落及其刀耕火种后处于不同演替阶段的次生演替系列作为研究对象，对80个样地进行了群落学调查以及主要植物功能性状（共12个功能性状，包括叶片特性——大树和小苗的比叶面积、叶片干物质含量、叶片的落叶性、叶片氮、磷、钾、碳等叶片营养；立木性状——最大潜在高度和木材密度；更新特性——果实和种子的大小等）和环境因子（共11个环境因子，包括海拔高度、林冠开阔度、土壤pH值、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾）的测定，研究了各种植物群落类型的物种组成及其所指示的生态学意义；筛选出了起关键调控作用的功能性状；比较分析物种多样性、植物功能性状、物种多样性、功能多样性和谱系多样性等综合多样性之间的关系，及其随不同植被类型及次生演替系列和环境因子的变化；并以功能性状、功能多样性和谱系多样性为基础，应用零模型重建植物群落的变化，分析其驱动机制。主要研究结果表明：.① 影响不同植物类型空间分布差异的主要环境因子，包括土壤pH值、全磷、全钾、速效钾、海拔和林冠开阔度。.② 影响植物群落空间分布的功能性状主要为最大潜在高度和叶片特性（主要包括比叶面积、叶片干物质含量、叶片氮、磷、钾、碳含量），其次是植物更新特性（主要包括种子重量、种子大小和果实大小），而木材密度和落叶性的贡献较小。.③物种丰富度不能充分表达生态系统过程的变化，无法预测功能多样性及谱系多样性的变化；物种均匀度及分离度对功能多样性则有一定的指示作用。.④ 以植物功能性状、功能多样性和谱系多样性为基础，应且零模型重建不同植物群落类型的变化，表明功能丰富度均受到生境过滤的驱动作用，功能均匀度受到随机作用的驱动，功能分散度和谱系多样性受到竞争抑制的驱动作用。.本研究说明了，功能性状、功能多样性和谱系多样性比物种丰富度，更能解释生物多样性、生态系统过程及功能等的变化。