中国木本植物物种丰富度格局的统计学机制研究

论文摘要

植物物种丰富度（SR）的分布格局及其机制解释,是气候变化背景下生态学的重要研究课题之一,也是全球生物多样性保护工作的关键依据。中国是世界上物种多样性最丰富的国家之一,拥有1万余种木本植物,是研究木本植物多样性格局的理想实验室。本文以木本植物专著资料中的11405种中国木本植物为研究对象,结合Worldclim全球气候数据集,利用回归拟合和方差分离等统计分析方法,揭示了 50 km × 50 km到300 km × 300 km的六个尺度下（每50 km为间隔）中国木本植物物种丰富度的水平分布格局,探讨了该格局的水热气候影响机制。主要结论如下:（1）不同尺度下,中国木本植物物种丰富度均随纬度的上升呈现减少的格局,二次函数均是描述中国木本植物物种丰富度与纬度关系的最优模型,可解释中国木本植物物种丰富度格局55.6-73.7%的变化。随着尺度的增大,二次函数对中国木本植物物种丰富度水平分布格局的解释力度呈上升趋势。300 km × 300 km是研究中国木本植物物种丰富度水平分布格局的最优尺度。（2）位于中国西南部横断山区的四川、云南、贵州、广西和中国南部海南地区的木本植物物种丰富度最高,是中国木本植物的分布中心,需要合理保护;位于中国西部的新疆、西藏、青海、内蒙古、甘肃北部地区,中国北部的黑龙江、吉林、辽宁地区以及中国东部的山东、江苏北部地区的木本植物物种丰富度最低,亟需优先保护。（3）水热气候显著影响中国木本植物物种丰富度的水平分布格局,中国木本植物物种丰富度随着每种水热气候因素的增加均呈现增加趋势。其中二次函数是描述中国木本植物物种丰富度分别与实际蒸腾蒸散量（AET）、年均温（MAT）和最冷月最低温关系（MTCMM）的最优模型,可分别解释中国木本植物物种丰富度格局76.7%、58.1%和75.1%的变化;一次函数是描述中国木本植物物种丰富度与年降水量（MAP）关系的最优模型,可解释中国木本植物物种丰富度69.4%的变化。回归模型SR 0.0014AET2+0.88EET-1.49MAPM1.27MAT2+4.35MTCM2+262.70MTCM+4118是描述中国木本植物物种丰富度与水热气候关系的最优模型,它可以解释中国木本植物物种丰富度格局89.6%的变化。（4）中国木本植物物种丰富度的水平分布格局支持生产力假说、水分—能量动态假说和寒冷忍耐假说,但不支持生态学代谢假说。水分-能量动态假说中,水分和热量对中国木本植物物种丰富度水平格局的共同作用解释度最高,二者可共同解释中国木本植物物种丰富度水平格局56.8%的变化;水分和热量对中国木本植物物种丰富度水平格局的相对解释度低,仅可以分别解释中国木本植物物种丰富度水平格局12.5%和1.3%的变化。本研究系统阐明了中国木本植物物种丰富度的水平分布格局及其统计学影响机制,为中国范围内木本植物的生物多样性保护和可持续发展工作提供理论依据,为世界范围内预测相似地理或气候环境下的植物物种丰富度格局提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外研究动态
•     1.2.1 物种丰富度的水平格局
•     1.2.2 水热气候影响机制
•   1.3 主要研究内容
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 创新点
•     1.3.3 研究技术路线图
• 第2章 材料与方法
•   2.1 研究区域概况
•   2.2 数据来源
•     2.2.1 水分和热量
•     2.2.2 木本植物物种丰富度
•   2.3 数据处理
•     2.3.1 自然断点分类法
•     2.3.2 Pearson相关系数
•     2.3.3 F检验显著性
• c）'>    2.3.4 校正后赤池信息准则（AIC_c）
• 第3章 中国木本植物物种丰富度水平格局
•   3.1 50 km × 50 km尺度下的物种丰富度格局
•   3.2 100 km × 100 km尺度下的物种丰富度格局
•   3.3 150 km × 150 km尺度下的物种丰富度格局
•   3.4 200 km × 200 km尺度下的物种丰富度格局
•   3.5 250 km × 250 km尺度下的物种丰富度格局
•   3.6 300 km × 300 km尺度下的物种丰富度格局
•   3.7 讨论
•   3.8 小结
• 第4章 木本植物物种丰富度格局的统计学影响机制
•   4.1 物种丰富度与生产力假说
•   4.2 物种丰富度与生态学代谢假说
•   4.3 物种丰富度与水分-能量动态假说
•   4.4 物种丰富度与寒冷忍耐假说
•   4.5 水热气候对物种丰富度格局的综合影响
•   4.6 讨论
•     4.6.1 生产力假说
•     4.6.2 生态学代谢假说
•     4.6.3 水分-能量动态假说
•     4.6.4 寒冷忍耐假说
•     4.6.5 木本植物物种丰富度格局的最优水热模型
•   4.7 小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 谢婷

导师: 张化永

关键词: 木本植物,物种丰富度,水平格局,水热气候,能量假说

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华北电力大学(北京)

分类号: Q948

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.001412

总页数: 73

文件大小: 5157K

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