【摘 要】
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幼苗的存活与生长对于森林更新具有重要作用,而昆虫的取食会造成林内幼苗的叶片受损,甚至造成植株死亡。对幼苗的虫食强度进行研究,在植株、物种和群落等不同水平上探讨幼苗叶片虫食强度的差异及其影响因素,有利于更好的理解幼苗的存活与生长动态,以及整个群落的物种组成和多样性维持机制。本研究以云南省哀牢山亚热带森林的木本植物幼苗为研究对象,分别在2020年10月、2020年12月、2021年5月和2021年10
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(31971444,32171533);
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幼苗的存活与生长对于森林更新具有重要作用,而昆虫的取食会造成林内幼苗的叶片受损,甚至造成植株死亡。对幼苗的虫食强度进行研究,在植株、物种和群落等不同水平上探讨幼苗叶片虫食强度的差异及其影响因素,有利于更好的理解幼苗的存活与生长动态,以及整个群落的物种组成和多样性维持机制。本研究以云南省哀牢山亚热带森林的木本植物幼苗为研究对象,分别在2020年10月、2020年12月、2021年5月和2021年10月对幼苗叶片的虫食强度进行调查,共计42种,1117株木本植物幼苗,15074片叶片;并深入探讨了叶片水平上的叶片大小、个体和物种水平上的植株高度、叶片大小、叶片数和群落水平上的幼苗个体数、物种数、叶片数和物种多样性与幼苗遭受的虫食强度之间的相关性。主要结论如下:(1)叶片水平上,4次调查总体分析表明,53.32%的叶片遭受到昆虫取食,叶片大小的范围为0.02—105.20 cm~2,被昆虫取食的叶片面积比例范围为0—98%,随着叶片面积的增大,其被昆虫取食的可能性逐渐增大,但其被昆虫取食的面积比例呈现先增大后减小的单峰格局。在不同季节和年份间,幼苗叶片被昆虫取食的可能性均与叶片大小之间呈正相关;被昆虫取食的面积比例与叶片大小在2021年10月呈现显著负相关,其他3次调查呈现单峰格局。此外,幼苗叶片虫食强度与叶片大小间的相关性表现出显著种间特异性,在不同物种间呈现出多种格局,包括正相关、负相关、单峰格局、U型格局以及无显著相关性。(2)个体水平上,幼苗高度的平均值为41.67±39.94 cm,变异范围为4 cm—247 cm;叶片大小的平均值为10.76±8.95 cm~2,变异范围为0.21 cm~2—60.14 cm~2;叶片数量的平均值为36±97片,变异范围为1—938片;虫食频度的平均值为51.52±28.94%,变异范围为0—100%;算术平均虫食率的平均值为8.22±9.17%,变异范围为0—71.67%;加权平均虫食率的平均值为6.98±8.10%,变异范围为0—66.67%。幼苗的虫食强度指标(虫食频度、算术平均虫食率和加权平均虫食率)与植株高度和叶片大小呈显著正相关,且在不同季节和年份间格局基本一致;叶片数量对虫食强度的影响较为复杂,在不同的季节和年份间呈现出多种格局,包括正相关、单峰格局、U型格局以及无显著相关性。此外,幼苗的虫食强度和植株高度、叶片大小和叶片数量之间的相关性表现出显著种间特异性,并呈现出多种格局。(3)物种水平上,幼苗高度的平均值为45.78±40.03 cm,变异范围为5.90 cm—247cm;叶片大小的平均值为10.39±7.86 cm~2,变异范围为0.83—42.30 cm~2;叶片数量的平均值为16±9片,变异范围为1—938片;虫食频度的平均值为49.95±24.01%,变异范围为0—100%;算术平均虫食率的平均值为7.70±6.93%,变异范围为0—35.60%;加权平均虫食率的平均值为7.62±6.89%,变异范围为0—33.11%。4次调查总体分析表明,幼苗虫食强度与植株高度呈单峰型格局,与叶片大小呈显著正相关,与叶片数量无显著相关性。在不同的季节和年份间,幼苗的虫食强度与植株高度、叶片大小和叶片数量之间的关系均表现出差异化格局。(4)群落水平上,样方中幼苗个体数的平均值为6±4株,变异范围为1—24株;幼苗种类数的平均值为4±2种,变异范围为1—9种;叶片数量的平均值为209±281片,变异范围在4—1554片之间;香农—维纳多样性指数的平均值为1.06±0.46,变异范围为0—2.09;样方中幼苗群落虫食频度的平均值为54.27±17.63%,变异范围为0—97%;算术平均虫食率的平均值为7.02±4.57%,变异范围为0—24%;加权平均虫食率的平均值为6.14±4.26%,变异范围为0—25%。群落水平上4次调查总体分析表明,幼苗的虫食强度与群落内幼苗个体数、物种数和叶片数呈现显著单峰型格局,和物种多样性的关系在不同的虫食指标间具有差异化格局;在不同的季节和年份间,幼苗的虫食强度与群落内幼苗个体数、物种数、叶片数和物种多样性的关系均呈现出差异化格局。此外,群落水平的各个参数对单一物种虫食强度的影响表现出一定的物种特异性。(5)本研究结果表明,叶片大小、叶片数量和株高等因素对虫食强度的影响是一个复杂的生态过程,在不同研究水平上并不遵循一致格局,同时表现出显著的种间特异性和年际差异,甚至选取的虫食指标不同,也会对结果产生显著影响。聚焦少量种类、选取单一虫食指标的单次调查所得到的实验结果并不能很好的反应整体格局,因此,本研究建议在开展虫食强度影响因素等相关实验时,要充分考虑以上因素的影响。
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