白蚁堆对树种分布格局的影响

　　摘要：热带地区森林的砍伐对生物多样性及气候变化的影响是目前全球变化研究的热点。本研究结合补蚌20公顷大样地数据，研究了白蚁堆对树种分布的影响和在不同林型中温室气体的排放，得到的主要研究结果为在白蚁堆上的乔木的密度和多样性都显著高于白蚁堆周围区域和对照点。其中，白蚁堆对幼树的影响较大，对成年乔木的影响较小。

　　关键词：白蚁堆；树种分布；影响

　　中图分类号： S763.3 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.22.0019

　　1 研究背景

　　白蚁是一种社会性昆虫，在分类地位上隶属于等翅目。分布在北纬45°南纬45°之间，分布区约占地球总面积的2/3（Abensperg-Traun.，2006；Bartholomew et al.，1985；Bignell et al.，1997）。白蚁主要以植物枝叶、木头、土壤等为食。白蚁的种类估计有4000种，约10%的白蚁可能会导致建筑物结构损坏，论文答辩白蚁同时破坏农作物和人工林（Eggleton.，2000）。在亚热带和热带地区，它们以植物为食并消化为纤维素，具有很重要的生态意义（Abe et al.，2000）。对白蚁堆的研究表明，由于白蚁堆内部具有四通八达的管道，因此具有良好的保水能力，和周围土壤相比较含有较高的矿质元素，白蚁堆为树种的生长提供了一个微生境。与此同时白蚁堆为土壤动物创造了一个重要的环境，白蚁堆内土壤动物的量占稀树草原生态系统大型底栖动物生物量的40%～60%（Wood et al.，1978）。但是仍然没有对于白蚁堆能否造成树种生态位分化的研究。大量研究表明，种子的分布限制作用对于树种的分布影响不大，即使有影响也只是在小尺度上产生作用（Webb et al.，2001；Dalling et al.，2002）。地形变化产生的生境因素对树种分布有限制作用。（Gentry，1992）。白蚁堆是否与地形因子相互作用，从而改变树种的分布格局值得探讨。（Bignell et al.，2000）。

　　2 研究方法

　　随机选择20个白蚁堆做幼苗调查，设置的样方是离白蚁堆中心点任意角度5米的1×1米正方形样方。同时调查白蚁堆（A区）、白蚁堆周边区域（B区）、白蚁堆对照区（C区）树木的密度和多样性。距白蚁堆中心点3米之内的区域为白蚁堆；在3米之外5米之内，定义为白蚁堆周边区域；随机选择与白蚁堆配对的对照点，对照点距白蚁堆中心点10米。方向随机。以对照点为中心，3米半径内的圆面积作为白蚁堆对照区。将树木分为三个径级：胸径<10厘米的为幼树，10厘米<胸径<30厘米为中龄树，胸径>30厘米的为成年树。

　　3 数据分析

　　用辛普森多样性指数和香农指数，代表白蚁堆上的树种多样性。辛普森多样性指数（SI），可以应用到每个物种的个体和每个物种的横截面积密度。据公式计算的辛普森多样性指数对样本大小不敏感，因此不易受样本数影响。在计算白蚁堆（A区）和周围区域（B区）以及对照点（C区）的树种密度和多样性比较时应用配对T检验。

　　4 研究结果

　　4.1 幼苗密度的多样性

　　我们在白蚁堆和对照点上发现了646株幼苗，其中458株幼苗在白蚁堆上，有185株在1×1米的对照样方内。我们用配对T 检验来检测白蚁堆上和对照样方内幼苗的密度及多样性是否存在差异。结果表明幼苗的密度（每平方米幼苗的株数）在白蚁堆上和对照样方有显著性差异（t=-6.69，df=19，p<0.001）。香农指数、辛普森指数及丰富度的分析表明，的白蚁堆上幼苗的多样性显著高于对照样方（t=4.33，df=19，p<0.001；t=3.58，df=19，p=0.019；t=18.48，df=19，p<0.001）。（图1）。

　　4.2 乔木的密度和多样性

　　用所有的胸径>1厘米的植株计算平均密度，在白蚁堆上中龄树的平均密度是0.458 stem m-2 ，在白蚁堆周围的为0.213 stem m-2 ，两者之间有显著性的差异（t=9.14，df=117，p<0.001）。幼树在A区的平均密度是0.352 stem m-2，B区的平均密度为0.147 stem m-2（t=3.56，df=117，p<0.001）；中龄树在A区和B区的平均密度分别为0.0381 stem m-2和0.015 stem m-2（t=7.96，df=117，p<0.001）；成年树在A区和B区的的平均密度是0.0362 stem m-2和0.003 stem m-2（t=3.69，df=117，p=0.002）；乔木的三个径级在A区和B区的分布密度都存在显著差异。

　　5 讨论

　　研究结果表明，树种的分布密度在白蚁堆（A区）和周围区域（B区）及对照点（C区）之间存在显著差异。这一结果说明白蚁堆可以维持植株的多样性，这主要是由于白蚁堆能够涵养更多水分（Lèonard et al.，2001），并增加土壤中氮、磷及可交换离子的含量（Mando et al.，1999）。根据对样地内白蚁堆分布环境的观察，无论白蚁堆所在位置的坡度如何，白蚁堆本身的基面都可形成一个平台。平台可能会截留水分和凋落物，从而增加土壤水分及养分含量。这一可能的机制与热带雨林中大板根的功能有相似之处（Tang et al.， 2011）。在板根的研究中指出板根的根部具有的分隔形态为植株在地势较为陡峭的情况下保持水土，从而不至于使养分流失。板根同时具有涵养水源的功能，在研究中表明，位于坡上生长的板根树，上坡比下坡的土壤湿度大。而土壤水分是影响掉落物分解速率的重要因素之一。可以推测白蚁堆涵养水源，从而加快了掉落物的分解，为植株生长提供了更为良好的生境。

　　参考文献

　　[1] 房秋兰，沙丽清.西双版纳热带季节雨林与橡胶林土壤呼吸[J].植物生态学报，2006，30（1）：97-103.

　　[2] 任泳红，曹敏，唐建维等.西双版纳季节雨林与橡胶多层林凋落物动态的比较研究[J].植物生态学报，1999，23（5）： 418-

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