森林群落优势种和稀有种形成机制的实验研究

优势种和稀有种是植物群落结构的两类极端组成部分，明确优势种和稀有种形成的原理，是把握群落生物多样性维持机制的关键。本研究拟以广东黑石顶南亚热带常绿阔叶林为研究对象，采用室内控制实验、野外控制实验、野外观察相结合的方法，开展下列工作：（1）在群落环境下，比较优势种和稀有种种子产量、种子发芽率的差异，比较优势种和稀有种幼苗同龄群死亡率差异及其随时间的变化；（2）比较优势种和稀有种的种子和幼苗，受各自母树根系土壤负反馈作用强度的差异；（3）在区域尺度上，研究同一物种在不同群落内的多度格局形成的原因。如果上述工作能取得预期结果，不仅能将前人关于稀有种更新方面相互矛盾的结果有机地统一起来，还可形成一个完善的优势种、稀有种形成机制的理论体系，将为系统阐述植物群落物种共存机制奠定基础。

优势种和稀有种是植物群落结构的两类极端组成部分，明确优势种和稀有种的形成过程，是把握群落生物多样性维持机制的关键。本研究以广东黑石顶南亚热带常绿阔叶林为研究对象，开展了下列工作：（1）通过对幼苗样带的观察发现，幼苗死亡率的距离依赖关系不明显，盆栽试验则显示病原菌显著地抑制了幼苗的存活和生长，而AMF对幼苗的生长和存活有明显的促进作用，并且两种类群的土壤微生物对幼苗的作用都具有专一性，其作用都随着与母树距离的增加而减弱。表明这两类土壤微生物的作用会相互抵消，因此距离依赖机制不足以解释亚热带地区的多物种共存现象。（2）在野外设置幼苗样方开展观察及移栽试验，发现无论是优势种还是稀有种，不同树种母树下的土壤微生物，对同种幼苗的生长和存活都有专一性的抑制作用；距离对幼苗存活率的影响比密度显著，利用杀菌剂处理则表明是土壤微生物在调节幼苗的存活状况。（3）通过野外调查和盆栽试验还发现，种内差异也会影响植物-土壤微生物之间的相互作用，成树根系土壤微生物对种内差异大的幼苗的存活抑制作用小，反之则大。（4）对野外幼苗的动态监测数据进行分析，再结合控制试验，我们发现随着同种成树密度增加，土壤中专一性病原菌的密度也随之增加，由此会显著降低同种幼苗的存活率。（5）我们还发现物种多度与种子数量、种子发芽率、幼苗数量之间都没有相关性，说明优势种和稀有种单株成树的种子产量、幼苗数量没有显著差异。综上所述，我们认为森林群落内物种的多度可能是一个动态的循环变化过程。