植物群落物种功能多样性分析方法与应用研究

生物多样性研究是目前生态学最活跃的研究领域，物种功能多样性与群落结构和生态系统功能密切相关，是生物多样性的重要方面，但该方面的研究较为薄弱，主要是缺少有效的分析方法。本项目从生态学和数学理论出发，针对物种功能多样性研究存在的问题，改进和设计新的物种功能多样性指数；发展新的物种功能多样性聚类方法，将最小生成树理论、模糊数学和SOFM神经网络理论引入物种功能多样性研究；对这些方法在Matlab中编写程序进行分析；在分析过程中比较和筛选能够准确反映植物种功能特征的指标；分析物种功能多样性研究中的抽样效应问题，选择最佳取样方法；对五台山、秦岭和神农架山地植物群落物种功能多样性及其影响机制进行实际应用研究。从理论和实际应用效果上与已有的方法进行比较，评价其优缺点。研究将丰富生物多样性与数量生态学的理论和方法，具有重要的理论和实际意义。

植物功能多样性与群落结构和生态系统功能过程密切相关，是生物多样性研究与保护的重要方面，受到越来越多学者的关注。对功能多样性理论与方法的研究逐渐成为生态学的热点之一。本项目结合生态学和数学理论，研究功能多样性分析方法及其应用，具有重要的理论意义和实际价值。主要结果：将重要值、系统发育和区系亲缘关系作为权重引入了功能多样性指数，对已有的功能多样性的方法有明显的改进；应用新的数学理论，发展了模糊数学功能多样性分析方法、自组织神经网络功能多样性分析方法和主分量功能多样性指数三个新的物种功能多样性研究方法，在理论上和应用上比较分析了这些方法与已有方法的优缺点，证明了它们的有效性；对多个山地森林、灌丛、草地等群落进行了功能多样性实际应用研究，发现功能多样性的变化受环境梯度的显著影响，新方法在研究功能多样性变化格局方面有优势；植物种功能特征的选取应结合生理、形态、生殖、生态等功能特征，以全面反映植物种的功能差异；在取样面积一致的情况下，抽样效应对功能多样性没有显著影响。下一步研究的重点应转到功能多样性的时空变化格局及其机制的研究上。