《Plant Ecology》:Dissimilarity, nestedness, and turnover patterns in vegetation at the edge and in the core of lowland forest habitats
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为探究森林碎片化对不同森林栖息地植被组成的影响,研究人员以斯洛伐克 49 个落叶林栖息地为对象,开展关于边缘与核心区域植被物种组成差异的研究。结果发现不同栖息地类型的森林核心与边缘区域在空间群落差异、物种周转和嵌套性上显著不同。该研究为森林管理提供了重要依据。
在全球生态环境问题中,栖息地碎片化对生物多样性的影响日益凸显。森林作为众多生物的栖息地,其碎片化引发了一系列问题。随着人类活动的扩张,森林被分割成大小不一的斑块,森林边缘与内部的生态环境差异逐渐增大。这不仅导致森林物种的生存空间被压缩,还改变了物种的组成和分布。例如,森林边缘的光照、温度、湿度等微环境与核心区域不同,使得一些适应特定环境的物种面临生存挑战。而且,目前对于中欧地区不同森林栖息地碎片化影响的 β- 多样性(包括周转和嵌套性)比较研究较少,这成为了生态学研究中的一个重要空白。
为了解决这些问题,斯洛伐克科学院植物学研究所、斯洛伐克技术大学以及波兰科学院树木学研究所的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Plant Ecology》上,为森林生态保护和管理提供了关键信息。
研究人员采用了多种技术方法。首先,通过实地调查,在斯洛伐克选取 49 个阔叶落叶林片段,在每个片段的核心和边缘区域设置 20m×20m 的样地,记录其中维管束植物物种及其丰度。其次,利用 ArcGis 10.4 和 NaturaSat 软件获取森林斑块的大小、周长和形状指数等数据。此外,从 WorldClim version 2 提取气候变量,从 Corine Land Cover 获取土地覆盖数据,运用 R 软件进行数据分析,包括方差分析、构建广义线性混合效应模型等。
研究结果如下:
- 植被特征:边缘样地物种总数为 257 种,核心样地为 242 种。不同栖息地类型的香农 - 维纳指数存在差异,硬木洪泛平原森林最高。非本土物种占 9%,不同栖息地类型中,新植物(neophytes)数量无差异,古植物(archaeophytes)数量有差异。核心样地主要以森林物种为主,边缘样地则多为森林边缘典型的类杂草植物(apophytes)。但在大多数情况下,核心和边缘样地的植被特征无显著差异。
- 植被类型对核心 - 边缘差异的影响:尽管统计上不显著,但边缘和核心的平均差异为 0.56±0.09,平均周转为 0.50±0.11,平均嵌套为 0.06±0.06。不同栖息地类型在整体差异、周转和嵌套性上存在不同程度的差异。
- 核心 - 边缘差异的驱动因素:整体差异取决于年降水量和 1km 缓冲区内的森林边缘长度;周转因栖息地类型和森林物种数量而异;嵌套性取决于栖息地类型、年平均温度和森林物种数量。
研究结论和讨论部分指出,该研究证实了不同栖息地类型的边缘效应存在差异。森林物种数量影响物种丰富度和组成的变异性,较多的森林物种有助于维持森林边缘和核心区域的相似性,对森林碎片化有一定的缓冲作用。同时,森林边缘长度、降水和温度等环境因素也会影响核心和边缘物种的差异。基于此,研究人员建议保持森林斑块低的周长与面积比,如管理边缘使其笔直、避免复杂形状、通过造林合并森林岛屿等,以减少栖息地碎片化的负面影响。这一研究为森林管理提供了科学依据,有助于保护森林生物多样性,维护生态平衡。