ijecol 国际生态学杂志 1687 - 9716 1687 - 9708 Hindawi 10.1155 / 2020/1672306 1672306 研究文章 火灾频率对木本植物的影响湿草原生态系统组成和功能特点 https://orcid.org/0000 - 0002 - 5541 - 9533 马肯毕 彼得 1 Chikorowondo 礼物 1 Dzamara 骄傲Canisia 1 Ndaimani 亨利 2 Gandiwa 埃德森 3 鲁宾斯坦 丹尼尔我。 1 自然资源部 Bindura大学科学教育 私人包1020 Bindura 津巴布韦 buse.ac.zw 2 GIS和地球观测中心卓越 地理学系 津巴布韦大学 邮政信箱MP167 太愉快 哈拉雷 津巴布韦 uz.ac.zw 3 学校的野生动物 生态学和保护 切赫伊理工大学 私人包7724 庆祝活动 津巴布韦 cut.ac.zw 2020年 3 11 2020年 2020年 4 2 2020年 19 10 2020年 21 10 2020年 3 11 2020年 2020年 版权©2020年彼得·马肯毕et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

本研究的目的是评估火灾频率的影响在潮湿的热带稀树草原植被分类和功能多样性的生态系统,津巴布韦东部。研究区是分层分为三个火频率政权使用15年历史(2000 - 2014)在景观:高(高频电炉:烧每1 - 2年),中等(MFF:烧每3 - 4年)和低(低频滤波器:烧每5 - 6年)。数据收集的30块测量20 m×20 m每2018年3月至5月之间。在每一个情节,我们记录树最大高度( H马克斯),木本植物密度、基底直径、火灾的能力,和树皮厚度。我们计算物种均匀度、多样性、功能丰富(FRic),饶是二次熵(RaoQ)、功能冗余、树皮和相对厚度。我们记录了1031个人树属于跨三个火24种的政权。显著差异的三个火政权都记录了 H马克斯树皮、木本植物密度和相对厚度 P < 0.05 。 H马克斯在低频滤波器和木本植物密度高于高频电炉政权而相对高频电炉的树皮厚度高于低频滤波器政权。物种均匀度明显高于低频滤波器在高频电炉和MFF政权政权 P < 0.05 ,而FRic和功能冗余和减少火灾发生频率显著增加 P < 0.05 。但是,没有显著差异记录火灾的能力,物种丰富,分类多样性,RaoQ P > 0.05 。物种如 桂皮petersiana, Cussonia spicata, Vachelliaspp。, 采用lancea与低频滤波器,而物种呢 山龙眼gaguedi, Brachystegia utilis,和 Vangueria infausta显示一个强大的协会与MFF高频电炉。我们的研究表明,分类和功能多样性指标的组合足以评估稀树大草原植被火的反应。我们建议进一步评估植被组成使用其他元素火的政权。

 1。介绍

火是一种全球现象影响植被结构和组成与生态系统功能的影响( 23]。在热带稀树草原,火和食草性是重要的决定因素,促进共显性的树木和草 1, 25, 54],虽然火是公认的主要修改器结构、功能和动态的稀树大草原生物群落( 5, 6, 41]。不同的消防制度可以改变植被结构和多样性 4, 56]下降可能导致森林栖息地和森林的减少。

火是一个重要的环境过滤在湿和干草原林地( 10, 11, 52]。火对植物的影响结构、组成和功能特征取决于火政权的本质,包括频率、强度、类型和季节( 19, 26]。在津巴布韦的热带稀树草原,火是季节性大约从6月开始,当植被枯竭和10月峰值(最干燥的月份)。在津巴布韦东部高地,基于本研究的,记录了从1990年到2015年表明,火灾有3 - 5年回报率区间虽然地区具有良好的防火等机制防火员经常逃离火灾。研究表明,火灾频率影响植被两频率过高或过低时,倾向于消除更敏感的物种,从而支持更多的耐药的 14, 21]。例如,在他们的研究在津巴布韦南部低地草原东部,Gandiwa和Kativu 21)发现火灾频率高(返回一到两年的间隔)植被的结构改变 Colophospermum mopane和 Combretum apiculatum物种 。同样,迪瓦恩et al。 16)报道,火灾发生频率增加(年回报率区间)导致大比例的multistemmed树木在潮湿的草原上。虽然火有很强的影响草原林地动力学和功能( 52),火灾频率之间的关系,这些生态系统属性仍知之甚少的大多数湿草原生态系统。在潮湿的热带稀树草原,火灾往往限制木本种类多的生产力在干燥的热带稀树草原覆盖被水而不是抑制可用性( 8, 16]。这很重要,因为根据火灾频率物种与树皮厚度等具体特征( 31日, 43),epicormic火灾( 25,快速增长倾向于逃避防火区因此变得更加宽容的频繁的火灾。树皮厚,尤其是积极与火灾频率建议保护功能树茎死亡率( 31日, 58]。树皮厚度授予个人防火与粗的树树皮不管杆宽度或高度生存严重火灾( 43]。厚厚的树皮允许保护维管形成层和味蕾的横向分生组织从火 30.)从而使树后火灾的火灾。

开火的影响草原伍迪物种的生物多样性的反应被广泛使用的分类措施如物种丰富度和香农多样性指数的植物多样性而很少考虑特征,生态区位、历史和生活模式( 43, 52]。然而,环境干扰如火可以作为一个环境过滤,导致一些特征持续在特定条件下( 9, 14]。因此,只使用传统多样性措施可能提供不足的信息作为群落结构和动态的变化的指标,低估了真实程度后生物多样性丧失的干扰( 9, 36]。这是因为分类学多样性本身(例如,物种多样性)是一个可怜的生态系统功能的代理( 39]。根据迪亚兹和Cabido [ 17),包括数量和多样性物种组成和功能类型;然而许多研究只等同于多样性的物种丰富度而很少考虑功能的多样性。

一个解决方案,提出了桥之间的差距物种丰富度及其在社会中的作用是测量分类和功能多样性( 36)作为他们的结果可能是相辅相成的。功能多样性措施寻求量化功能特征空间的范围物种间在一个社区 36, 47),从而提供生态系统的信息流程,考虑植物的历史。研究强调,叫实验方法提供了洞察过程环境变化影响的生物群落,从而帮助预测未来的变化( 40, 50]。在环境干扰的情况下,如火不成比例地影响物种共享特征,细分过程成为推动社区功能多样性变化,导致亏损 35]。生态系统变化的一个重要方面是弹性的能力一个社区扰动后回到初始状态( 33]。韧性可以评估间接评估功能冗余或不同物种的存在在一个社区展示同样的对生态系统的影响过程,但不同的反应令人不安的因素 17, 18]。弹性措施产生的风险失去生态系统功能丧失所有物种的官能团( 42)通过功能冗余使这种风险评估很重要。因此,生态系统过程和功能可以更好地评估通过合并两个分类和功能多样性的研究往往是相辅相成的两个( 44]。

到目前为止,有有限的研究专注于功能多样性的现象在草原伍迪物种火干扰后,这限制了我们的理解的影响生态系统功能和叫开火木本植物的反应火灾频率( 52]。此外,热带稀树草原经历超过650毫米与目前的研究网站一样,Nyanga国家公园(NNP),津巴布韦,东部相对不稳定而干燥的热带稀树草原( 53]。因此,研究其弹性面对扰动是至关重要的。

在这里,我们评估了火灾频率对分类的影响和功能性的湿草原伍迪物种多样性NNP使用15年的火灾历史景观(2000 - 2014);高火频率(高频电炉:烧每1 - 2年),中火慢频率(MFF:烧每3 - 4年),火和低频率(每5 - 6年低频滤波器:烧)。我们提出,木本植物在高频电炉区域相对较厚的树皮和更高的比MFF和低频滤波器区火灾的能力。由于封顶,我们预测,木本植物在高频电炉区域将投资于茎增长而不是高度;因此预计较短的植物在高频电炉相比,低频滤波器。分类学多样性、物种丰富度和木本植物密度预测高低频滤波器区MFF相比和高频电炉区域。我们预期,火灾频率可以作为一个环境植物特性的滤波器研究导致低价值的功能多样性和冗余措施高频电炉区域。

 2。材料和方法 2.1。研究区域

这项研究是在NNP在津巴布韦东部高地(图 1)。公园占地面积471公里2特点是凉爽和潮湿的气候,年平均降雨量1200毫米。年平均温度范围从最低的9 - 12°C到最多25 - 28°C。降雨期间从10月到4月。NNP包含最大的山地草原安静的区域在津巴布韦的大部分Afro-montane森林,特别是在Nyangani山。高湿度和低蒸发率全年连续植物生长提供良好的条件( 20.]。公园里有fynbos-like对高原植被峰会,miombo林地,潮湿的森林Afro-montane低空形成独特的一部分ecoregion从南非开普省延伸至埃塞俄比亚高地。

火和Nyanga国家公园植被图,津巴布韦东部。

历史数据基于1990年至2015年期间显示火返回间隔NNP范围3至5年尽管防火员好的地方可以去十年没有火。广泛的草地火灾发生在海拔较高的草原从8月到11月,导致广泛的生物多样性的丧失( 64年]。虽然在这草原生物多样性发展协会用火,有火灾发生频率的增加近年来由于偷猎者和NNP周围的村民。因此,草在这方面还没有足够的时间来重新生成导致食草动物层叠的损失。

 2.2。实验设计

这项研究是基于分层随机抽样的方法在三个不同的火灾频率高火灾频率(高频电炉),中火慢频率(MFF),火和低频率(低频滤波器)。分类是基于数量的年每个区域被烧:每1到2年(高频电炉),每3到4年(MFF),每5到6年(低频滤波器)后Kativu和Nyazika et al。 21, 45]。数据是基于一个15年的火灾历史涵盖了2000年到2014年时期。火在NNP历史数据记录获得。我们使用的数据规定和森林大火。大多数火灾(大约60%)记录在NNP野火和anthropogenically诱导而剩下的40%的大火燃烧控制作为管理工具和控制入侵物种 15]。

地理等方面降雨、土壤、方面,斜坡,和其它地貌特征会影响植被分布和消防制度从而塑造稀树大草原生态系统( 6, 55]。控制这些混杂变量,我们覆盖生成火映射到一个普遍的植被和土壤地图NNP样本地区的植被和土壤类型相同。然后使用数字高程模型,我们计算方面,公园的斜率。然后覆盖生成的地图上的火灾频率映射到样本相同地区相同的方面和梯度。最后,利用ARCGIS软件,我们随机生成的点在每个补丁,满足任何三个火政权(MFF,高频电炉和低频滤波器)以及有类似的植被类型、土壤、方面,和斜率。

 2.3。数据收集

三十块(10每火政权)采样的植被一段三个月高于2018(图 1)。每一个情节测量20 m×20 m翻译0.04公顷。在每一个情节,所有木本植物(乔木和灌木)计算,确定物种水平的协助下植物学家和指南, 12]。树木被定义为根,伍迪,自营工厂≥3米高和/或基底茎直径≥6厘米,而灌木被定义为根,自营< 3米高,< 6厘米在茎基部直径( 3]。所有木本植物扎根在情节和测量记录。木本植物发生的一起阴谋的利润包括如果至少一半的根植系统里面情节( 62年]。确定木本植物密度(茎/公顷),使用下面的公式: (1) 木本植物密度 茎 哈 = 大量工厂 × 10 000年 米 2 图形区 米 2 。

所有树木都增长采样特征使用以下方法。我们测量的最大高度( H马克斯)的树木将校准6米杆。 H马克斯是一个物种的最大一个成熟的个人声望达到在一个特定的栖息地( 46]。树> 6米,极是手动上升或高度视觉估计通过观察它在距离树。multistemmed植物上,只有最高的高度抑制被认为是。每个茎的基部直径测量的扶壁肿胀(精确到厘米)使用一个灵活的5米直径的磁带。

树皮厚度(精确到0.1毫米)是衡量健康的树木,被随机选择10日在每一个情节 46]。在每棵树,使用树皮树皮厚度测量仪(Suunto、芬兰)附近的基地40厘米高度,该地区大多数表面火灾发生的地方。因为树皮厚度与阀杆直径,迅速改变与锥( 22),我们计算了相对树皮厚度而不是使用绝对树皮厚度、基底直径分别: (2) 相对树皮厚度 毫米 厘米 = 树皮厚度 毫米 阀杆直径 厘米 。

火灾的能力(0 - 100,无单位)是基于树记录能力破坏后形成新的芽的地上生物量利用基底或植物地下部分的储备过程之后Perez-Harguindeguy et al。 46]。我们估计的平均百分比地上生物量破坏(破坏比例)和受损的核电站的人口比例,它们(resprouters百分比)的样本10相似物种从每个消防制度和resprouting能力计算如下: (3) 火灾的能力 = 摧毁了百分比 × resprouters百分比 One hundred. 。

3所示。数据分析 3.1。社区组成

使用社区群落结构的变化进行了评估指标( 13]。丰富测量随着不同植被类型的物种数量的礼物。物种多样性是衡量使用Shannon-Wiener多样性指数( H′),而股本测量使用Pielou的均匀度( J)。三个火频率使用的指标计算的相对频率确定木本植物在统计软件包估计年代( 13]。然后我们进行了广义线性模型(GLM)与泊松分布的影响树开火 H马克斯树皮、木本植物密度和相对厚度。社区指标(丰富性、多样性和均匀度)比较差异的火灾频率使用的漠视与负二项分布。差异发生时,一个图基的诚实的显著差异(HSD)事后测试被用来确定火灾频率之间的区别。的漠视,都使用了“nlme”包 48在统计软件包) R3.5.1版本( 51]在设定的显著水平 P < 0.05 。

我们进行一个典范对应分析(CCA) CANOCO 4.5版本Windows ( 59)来识别损伤的空间分类的火使用情节作为空间因素。结果triplot是基于重要的第一和第二轴。

 3.2。功能多样性和冗余

计算功能多样性指标,我们使用的特征数据表 1。除了最大高度,相对树皮厚度、和火灾的能力,我们三个分类变量包括:火灾响应集团生态组和固氮能力。火后响应组分为五类( 32)组。生态组,木本植物分为常绿、落叶,或者semideciduous如果他们承担全年树叶,摆脱了树叶在旱季,或者只有摆脱了树叶在极短的时间内迅速在冬末和振兴,分别。最后,木本植物被划分能力主机固氮细菌(固氮细菌)。然后,使用物种的相对含量,我们计算两个互补的多维功能多样性的措施:(1)功能丰富性(FRic),量化功能空间的体积,一组物种占据了( 60),(2)拉奥的二次熵(RaoQ),衡量功能多样性通过合并两个物种的相对丰度和成对的测量功能物种之间的差异( 7]。因为我们的功能特征是一个连续的混合物,二进制,和离散变量,我们计算一个距离矩阵使用高尔半岛距离测量,允许个人特征加权不同( 49),在运行一个主坐标分析(PCoA) FD包来计算一个新的特征矩阵转换坐标( 60]。合成PCoA轴被用来计算功能措施使用多维凸包位置物种功能特征空间( 63年]。所有功能多样性指数计算使用FD包[ 29日在 R统计计算。

草原林地的功能性特征来源于测量列表的Nyanga国家公园和文学。

特征 变量 源
最大高度( H马克斯) 连续(m) 测量
相对树皮厚度 连续(毫米/厘米) 测量
火灾的能力 连续(指数:1 - 100) 测量
火反应组 分类:组1组5 ( 32];文学
生态组 分类:常绿、落叶semideciduous ( 12];文学
固氮作用 二进制:是的/不 ( 12];文学

功能冗余计算基于贝洛et al。 2)方法定义了功能冗余的部分物种多样性在社区并没有解释功能的多样性。因此,功能冗余(FR)的区别是功能多样化(FD)和物种多样性(SD)给出的 (4) FR = SD − FD, SD Shannon-Wiener多样性所代表的是( H′)指数和FD由RaoQ表示 7]。

 4所示。结果 4.1。植被组成和结构

整个三火频率,我们记录了1031种木本植物属于24在30抽样阴谋(表 2)。这些物种, 黑荆和 松果体patula外来物种。 H马克斯明显不同的火灾频率之间的阴谋 P < 0.05 与最高的树发现低频滤波器高频电炉政权政权和最短树。相对与厚树皮厚度随火灾频率的增加而显著增加叫比MFF高频电炉和低频滤波器政权 P < 0.05 。火灾的能力没有跨三个火灾频率不同的政权(表 3)。

树种(%)发生在三个火灾频率地层Nyanga国家公园。

树种 家庭 高频电炉 MFF 低频滤波器
黑荆 蝶形花科 25 9 21
Brachystegia glaucescens 蝶形花科 23 6 20.
Brachystegia spiciformis 蝶形花科 79年 63年 89年
Brachystegia utilis 蝶形花科 16 17 19
Burkea africana 苏木科 - - - - - - 26 30.
桂皮petersiana 苏木科 16 - - - - - - 10
Combretum molle是的 使君子科 30. 15 29日
Combretum zeyheri 使君子科 10 - - - - - - - - - - - -
Cussonia spicata 五茄科 3 15 9
Dichrostachys灰质 蝶形花科 5 - - - - - - - - - - - -
Diplorhynchus condylocarpon 夹竹桃科 - - - - - - 16 - - - - - -
Julbernardia globiflora 蝶形花科 45 45 37
Lannea变色 Anacardiaceae - - - - - - 16 7
Parinari curatellifolia 可可李科 - - - - - - 14 - - - - - -
松果体patula 松科 4 9 - - - - - -
山龙眼gaguedi Proteaceae 31日 7 21
李属非洲" 蔷薇科 - - - - - - 8 11
采用lancea Anacardiaceae - - - - - - 21 6
气味清香cordatum 桃金娘科 - - - - - - 6 4
气味清香guineense 桃金娘科 - - - - - - - - - - - - 8
Vachellia amythethophylla 蝶形花科 - - - - - - 8 8
Vachellia台地高原 蝶形花科 15 4 16
Vachellia tortilis 蝶形花科 20. 14 - - - - - -
Vangueria infausta 茜草科 18 11 16

高频电炉:高火灾频率;MFF:中等火灾频率;低频滤波器:低火灾频率,而不是记录。

站结构、多样性指标和功能多样性指数以高火频率(高频电炉),中火慢频率(MFF),火和低频率(低频滤波器)(平均值±标准错误)。

公制/测量 火的政权 F2、27 P
高频电炉 MFF 低频滤波器
站结构
H马克斯(m) 5.67±0.11一个 6.02±0.17a、b 8.22±0.19b 22.49 0.0001
木本植物密度(物种/公顷) 492.76±67.23a、b 476.92±23.22一个 542.44±74.89b 16.72 0.004
火灾的能力 48±4.26一个 52±5.73一个 53.07±3.28一个 1.69 0.41
相对树皮厚度(毫米/厘米) 18.84±0.63一个 9.87±0.68b 6.28±0.76c 87.17 0.02
树多样性指标
物种丰富度 4.40±0.45一个 4.3±0.47一个 5.80±0.44一个 3.39 0.051
Shannon-Wiener H′ 1.31±0.15一个 1.32±0.11一个 1.57±0.08一个 1.55 0.232
Pielou的均匀度 J 0.92±0.02一个 0.92±0.01一个 0.76±0.02b 4.34 0.023
功能多样性
FRic 1.1±0.001一个 0.09±0.03一个 0.15±0.03b 7.24 0.003
RaoQ 0.05±0.01一个 0.03±0.01一个 0.05±0.001一个 2.44 0.107
功能冗余 1.26±0.15一个 1.28±0.11一个 1.52±0.08一个 4.62 0.021

意味着不同的上标在同一行(图基HSD事后明显不同 P < 0.05 )。

木本植物密度显著不同的火灾频率三个国家之一 P < 0.05 物种密度最高的542.44茎/公顷低频滤波器政权和最低的476.92茎/公顷MFF政权。物种均匀度在三个火灾频率政权明显不同 P < 0.05 ,而多样性和丰富性都不重要( P > 0.05 、表 3)。

 4.2。社区多变量分析

CCA 1(特征值= 0.46)解释方差的49.21%,而CCA 2(特征值= 0.15)解释方差的16.92% taxa-environment关系(图 2)。两轴都是重要的(蒙特卡罗试验, F= 1.38; P = 0.024 )。任命分离块低频滤波器的高频电炉。物种如 桂皮petersiana, Cussonia spicata, Vachellia tortilis, 诉amythethophylla,和 采用lancea与低频火有关,而物种呢 山龙眼gaguedi, Brachystegia utilis, Vangueria infausta,和 Combretum仕达屋优先计划 。显示一个强大的协会与MFF高频电炉。物种如 答:黑, Vangueria infausta,和 气味清香cordatum在低频滤波器更高的丰富的情节。较高的物种包括发芽能力 山龙眼gaguedi, Combretum zeyheri, c . molle是的和 桂皮petersiana(图 2)。

Triplot基于CCA(第一两个轴解释总变异的66.13%)说明火灾频率三个国家的位置(高频电炉),中火慢频率(MFF),火和低频率(低频滤波器),环境变量(Fric =功能丰富;RaoQ =饶的二次熵;它们 C=火灾的能力;Spp。=物种)和多元空间内的树种。关键物种: 答:是= 黑荆; B.gla= Brachystegia glaucescens; B.spi= Brachystegia spiciformis; B.uti= Brachystegia utilis; B.afr= Burkea africana; C.mol= Combretum摩尔; C.zey= Combretum zeyheri;C.pet= 桂皮petersiana; D.cin= Dichrostachys灰质; D.con= Diplorhynchus condylocarpon; J.glo= Julbernardia globiflora; L.dis= Lannea变色; P.cur= Parinari curatellifolia; P.pat= 松果体patula; P.gag= 山龙眼gaguedi; P.afr= 李属非洲"; R.lan= 采用lancea; S.cor= 气味清香cordatum; S.gui= 气味清香guineense; V.Amy= Vachellia amythethophylla; V.kar= Vachellia台地高原; V.tor= Vachellia tortilis; V.infa= Vangueria infausta。

 4.3。树功能多样性

在低频滤波器政权FRic显著高于其他两个政权 P < 0.05 ,而RaoQ跨三个火灾频率保持不变的制度。功能冗余性就会大大降低低频滤波器政权从1.52到1.26在高频电炉政权 P < 0.05 。从低频滤波器和高频电炉网站的平均36%的功能冗余物种失去了。功能空间被树种NNP显示收缩,表明失去某些功能特征(图 3)。特别是,固氮细菌的比例低13%比低频滤波器在高频电炉网站网站。

功能丰富的草原树社区表示为最小凸包封闭所有物种在一个社区(这里表示灰色多边形的面积),在(a)高火灾频率(高频电炉),(b)中火慢频率(MFF)和(c)低火灾频率(低频滤波器) 24]。

 5。讨论

火是一个重要的司机在草原生态系统的植被结构和多样性尽管极端火政权威胁生态系统功能( 6, 52]。在这项研究中,我们探讨了火灾频率对草原群落组成和结构的影响通过量化分类和功能多样性的社区。我们的研究结果显示,最大的树高随火灾频率增加而降低。增加地区的树高减少高火灾频率可能归因于植物组织灭顶法在大树 21这可以防止它们越来越高。当树木无法逃脱防火区,他们将无法获得足够的高度之间的火干扰体制导致他们被“困”在防火区很长一段时间( 61年]。这可以解释为什么短树是高频电炉中发现的。当树木无法逃脱防火区,然后发展战略生存严重的火灾发生。例如,燃烧之后,许多树投入能源日益广泛的阀杆的高度和经常开发厚树皮避免封顶的火( 31日]。研究已经证明,树皮厚度相对而非绝对的树皮厚度是一个更好的指标fire-tolerance或阻力在一些物种 27更好的预测他们的生存。在本研究中我们使用相对而非绝对树皮树皮厚度厚度。Charles-Dominique et al。 11)发现,高火频率与厚树皮树皮和高增长率。这个观察是一致的与我们的结果树相对高频电炉的树皮厚度高于低频滤波器火政权。厚皮树可以减少或逃离火灾损失由绝缘分生组织和芽原基( 46尤其是维管形成层和木质部组织[ 31日, 37]。因此,个人的生存概率较厚皮大( 31日]。

我们的研究结果表明,木本植物密度比低频滤波器低高频电炉政权。减少木质密度与火返回间隔证实了草原生态系统与其他研究[ 45, 57]。多次火灾,例如,两年一次火灾,可能导致树死亡不管fire-tolerance伍迪物种的能力因为有限的恢复时间 52]。同时,高火频率可以杀死,防止建立树苗和幼苗的生长导致可怜的招聘时间 3]。然而,在其他的研究中,用火木本植物密度可以增加频率的木本植物,建立弹性火根股票(通过它们自己的适应能力 25, 43, 57)和multistemming从基底矮林 21]。因此,火灾频率对伍迪物种密度的影响可能不同用火的弹性伍迪物种,本地站点影响植被生产力的因素,和竞争相互作用[ 57]。

缺乏显著差异之间的物种丰富度和多样性火灾频率区域显示火灾频率没有显著影响伍迪物种组成也记录在其他研究(例如, 21, 45])。伍迪的反应物种的火是林地和物种特定[ 38]。伍迪物种应对火是依赖于物种敏感性,发育和生理状态,和火灾的持续时间和强度 52]。然而,高均匀度指数在高频电炉和MFF表明,物种间的丰度分布的均匀性(平衡)是重要的在构建生物群落相比,伍迪树种的多样性。虽然Shannon-Wiener相对丰度和多样性指数敏感的物种数量,Pielou分布的均匀度指数对同质性敏感物种的丰度( 28]。因此,在这项研究中,物种分布的均匀性是更重要的在解释差异的网站比类群的多样性。

人口学特征与火的影响是最好的解释物种是否fire-tolerant fire-sensitive [ 38]。分类结果表明, Julbernardia globiflora, Brachystegiaspp。, Vangueria infausta与高火灾频率有关。这些结果与先前的结果是一致的,表明miombo伍迪物种fire-tolerant物种( 10]。火宽容也显示了 山龙眼gaguedi和 Combretum zeyheri与一个强大的协会与高频火灾指着他们的解剖和形态自适应策略。例如, 山龙眼仕达屋优先计划 。有很高的epicormic有着潜在的火灾和刺激 Combretum仕达屋优先计划 。拥有一本厚厚的树皮( 12它可以降低热导率( 30.]。

已经观察到分类功能丰富的物种丰富度并不总是代孕虽然他们(通常是一个正面的关系 17]。功能丰富(FRic)在高频电炉显著降低。这是进一步支持的凸包显示收缩在利基空间被树种MFF和低频滤波器区。这些发现表明,功能冗余性低,增加了火灾频率会导致整个官能团的损失,这可能导致生态系统功能障碍。

功能冗余计算的风险失去生态系统功能产生的所有物种的损失从官能团( 42]。因此,功能冗余可以被用来预测社区弹性面对扰动。在目前的研究中,功能冗余与增加火灾频率显著下降。这意味着失去整个生态系统功能的风险会增加随着火灾频率增加。例如,平均36%的功能冗余物种失去了超高频的阴谋。同时,固氮细菌的比例要低得多(13%),高火比低频滤波器频率区域地块(50%),表明这种功能将丢失和fire-intolerant物种生存的概率是随着火灾频率增加(减少 52]。固氮细菌的损失意味着进一步扰动会导致进一步的损失结果在其他物种依赖树主机固氮细菌的存在。根据保险假说( 34),维护生态群落功能冗余的重要干扰后生态系统稳定和韧性更多物种执行类似的功能将提供保险系统通过补偿性增长。

总之,我们的结果支持我们的假设,选择植物特征将在不同火灾频率不同机制。特别是,最大高度和物种密度高低频滤波器,而相对树皮厚度在高火灾频率更高的制度。此外,尽管增加火灾频率没有改变物种多样性和丰富性,并减少由于损失功能丰富性和功能冗余的功能特征。因此,这项研究表明,功能多样性而不是分类学多样性才可以更好地反映生态系统模式和流程已影响湿草原保护尤其是面对频繁的火灾。结果还表明,某些特征如固氮部分高火灾中失去了频率区域可能会减少社会的适应力。虽然我们的结论是基于历史火灾数据可能不准确,它提供了有价值的洞察开火的稀树大草原生态系统功能的影响。研究还有助于更广泛的文学在草原生态系统的决定因素,尤其是如何由消防制度。我们建议(i) NNP员工应继续保持一个可靠的和最新的消防火灾研究数据库,作为基线和(2)的影响进一步研究其他消防制度(如强度)影响功能多样性长期实验。

 数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

 的利益冲突

作者声明没有利益冲突的相关研究内容和论文的出版。

 确认

作者感谢援助津巴布韦公园和野生动物管理局和Nyanga国家公园的员工。

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