小兴安岭凉水国家级自然保护区植物beta多样性及其影响因素

自然保护区如何设置才能够最大程度保护生物多样性,是保护生物学的研究热点;阐明beta多样性特征、组分格局及其影响因素是保护生物学的重要基础.本研究选取小兴安岭凉水国家级自然保护区不同功能区(核心区、缓冲区、实验区)及毗邻地区(保护区外)共80块样方作为研究对象,调查每块样方的保护位置(经纬度、海拔、坡位、坡度、坡向)和群落结构(郁闭度、林龄、乔木树高、胸径、灌木树高、地径),并采集0-20 cm土壤样品,测定土壤理化性质(有机碳、全氮、pH值、电导率、含水量、容重).将样方间的beta多样性分解为物种周转和物种多度差异两种组分,通过Mantel分析、冗余分析和方差分解分析解析非生物因子(地理地形、保护强度、土壤因子)和生物因子(群落结构)对beta多样性及其组分的影响.结果表明:(1)乔、灌、草3层中,物种周转组分对于beta多样性的贡献均占主导地位(65％-73％),物种多度差异贡献较小.(2)Mantel检验结果表明,乔、灌、草3层beta多样性及其组分与地理地形指标显著相关的因子最多;土壤因子只对乔木层和灌木层beta多样性及组分有影响,对草本层影响不大.其中坡位、坡度、乔木树高和保护强度均与保护区乔、灌、草3层beta多样性显著正相关(P＜0.05).(3)植物整体beta多样性受地理地形影响最大,但存在乔、灌、草差异.乔木层beta多样性受生物因子影响最大;灌木层的土壤因子解释力分别为地理地形和生物因子的2倍;而草本层主要受地理地形的影响,其解释力分别是土壤和生物因子的26倍和3倍.乔木胸径对植物beta多样性差异具有最大的解释作用.本研究结果表明,未来保护区设置需要根据保护植物的类型,选择适当的林分结构、土壤和地理地形等,以增强保护区植物多样性保护的效果.