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CHENYu,XUJinshi,ZHANGLixia,GUOYaoxin,CHAIYongfu,WANGMao,
ZHANGChenguang,YUEMing
(ColegeofLifeSciences,NorthwestUniversity,Xi’an710069,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Ourstudyaimedtodeterminetherelationshipbetweentheenvironmentfactorsandthesevaria
tionpatterns.Also,weexaminedthedifferenceofvariationpatternsbetweenforestcommunityandunder
storyherblayeronly.Thecanonicalcorrespondenceanalysis(CCA)wasusedfortestingtherelationship
between9environmentfactorsandspeciescompositiondata.Acorrelationtestwasdeterminedtherela
tionshipbetweenenvironmentfactorsandspeciesαdiversity.Redundancyanalysis(RDA)wasusedtoana
lyzetheimportanceofenvironmentfactorsonplantfunctionaltraits.WealsotestedthePearsoncorrelation
coefficientofcommunityαdiversityandfunctionaltraitsbetweenforestcommunityandunderstoryherb
layer.Wefoundthat:1)9environmentfactorshadapoorpowertoexplainthechangeofbothforestcom
munityandunderstoryherblayer.However,theaxis1ofCCAcoulddistinguishthealtituderangeofeach
plotinbothmodes.2)Alongtheelevation,theShannonWienerindexofforestcommunityatfirstin
creasedandthendecreasedwhiletheShannonWienerindexofunderstoryherblayerdecreasedmonoton
ously.3)TheShannonWienerindexofbothcommunityandherblayerwasindependencetoslopeand
woodyspecieslayercoverdegree(WCD).Theaxis1ofRDAwhichrelatedtoaltitudecouldexplain71.2%
oftotaltraitvariationforforestcommunityand54.7%forunderstoryherblayer.Thevariationpatternof
plantmaxheightvalue(Hmax)offorestcommunityandherblayerwasdifferent.
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spondenceanalysis(CCA);redundancyanalysis(RDA)
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TBS03 1344 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 º犆犻犿犻犮犻犳狌犵犪犳狅犲狋犻犱犪 0.2367 +Ranunculaceae
TBS04 1420 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 犘犺犾狅犿犻狊狌犿犫狉狅狊犪 0.1114 ¶m+Lamiaceae
TBS05 1440 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 Ë犆犪狉犲狓狊犻犱犲狉狅狊狋犻犮狋犪 0.1287 +Cyperaceae
TBS06 1494 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 º犆犻犿犻犮犻犳狌犵犪犳狅犲狋犻犱犪 0.2781 +Ranunculaceae
TBS07 1617 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 犇犻狅狊犮狅狉犲犪狀犻狆狆狅狀犻犮犪 0.1466 +Dioscoreaceae
TBS08 1654 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 犘犺犾狅犿犻狊狌犿犫狉狅狊犪 0.0572 ¶m+Lamiaceae
TBS09 1665 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 犆狅狀狏犪犾犾犪狉犻犪犿犪犼犪犫狊 0.1986 ³~+Liliaceae
TBS10 1751 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 犇犻狅狊犮狅狉犲犪狀犻狆狆狅狀犻犮犪 0.0792 +Dioscoreaceae
TBS11 1767 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 Ë犆犪狉犲狓狊犻犱犲狉狅狊狋犻犮狋犪 0.1397 +Cyperaceae
TBS12 1773 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 Ë犆犪狉犲狓狊犻犱犲狉狅狊狋犻犮狋犪 0.3804 +Cyperaceae
TBS13 1950 犙狌犲狉犮狌狊狑狌狋犪犻狊犺犪狀犻犮犪 犈狆犻犿犲犱犻狌犿犫狉犲狏犻犮狅狉狀狌 0.2417 *+Berberidaceae
TBS14 1968 犙狌犲狉犮狌狊狑狌狋犪犻狊犺犪狀犻犮犪 犇犻狅狊犮狅狉犲犪狀犻狆狆狅狀犻犮犪 0.1534 +Dioscoreaceae
TBS15 1911 犙狌犲狉犮狌狊狑狌狋犪犻狊犺犪狀犻犮犪 犈狆犻犿犲犱犻狌犿犫狉犲狏犻犮狅狉狀狌 0.1655 *+Berberidaceae
TBS16 2097 犙狌犲狉犮狌狊狑狌狋犪犻狊犺犪狀犻犮犪 4{犆犪狉犲狓犺犪狀犮狅犮犽犻犪狀犪 0.2160 +Cyperaceae
TBS17 2101 犙狌犲狉犮狌狊狑狌狋犪犻狊犺犪狀犻犮犪 犈狆犻犿犲犱犻狌犿犫狉犲狏犻犮狅狉狀狌 0.1620 *+Berberidaceae
TBS18 2129 犙狌犲狉犮狌狊狑狌狋犪犻狊犺犪狀犻犮犪 4{犆犪狉犲狓犺犪狀犮狅犮犽犻犪狀犪 0.3895 +Cyperaceae
TBS19 2277 犅犲狋狌犾犪犪犾犫狅狊犻狀犲狀狊犻狊 §"º»¼犃狇狌犻犾犲犵犻犪狔犪犫犲犪狀犪 0.0734 +Ranunculaceae
TBS20 2265 ;§½犛犪犾犻狓犮犪狋犺犪狔犪狀犪 ¾犕犻犾犻狌犿犲犳犳狌狊狌犿 0.2856 +Gramineae
TBS21 2255 ;§½犛犪犾犻狓犮犪狋犺犪狔犪狀犪 ¿Àâ犃狉狋犲犿犻狊犻犪犱狌犫犻犪 0.2534 +Asteraceae
TBS22 2452 犅犲狋狌犾犪犪犾犫狅狊犻狀犲狀狊犻狊 ÁÂÃ犚狅犱犵犲狉狊犻犪犪犲狊犮狌犾犻犳狅犾犻犪 0.3116
ÄÅ+Saxifragace
ae
TBS23 2415 xy犚犺狅犱狅犱犲狀犱狉狅狀狆狌狉犱狅犿犻犻 4{犆犪狉犲狓犺犪狀犮狅犮犽犻犪狀犪 0.2975 +Cyperaceae
TBS24 2477 ÆÇ犆狅狉狔犾狌狊犳犲狉狅狓 4{犆犪狉犲狓犺犪狀犮狅犮犽犻犪狀犪 0.3247 +Cyperaceae
TBS25 2503 xy犚犺狅犱狅犱犲狀犱狉狅狀狆狌狉犱狅犿犻犻 4{犆犪狉犲狓犺犪狀犮狅犮犽犻犪狀犪 0.4210 +Cyperaceae
TBS26 2528 犅犲狋狌犾犪犪犾犫狅狊犻狀犲狀狊犻狊 4{犆犪狉犲狓犺犪狀犮狅犮犽犻犪狀犪 0.4513 +Cyperaceae
TBS27 2559 犅犲狋狌犾犪犪犾犫狅狊犻狀犲狀狊犻狊 4{犆犪狉犲狓犺犪狀犮狅犮犽犻犪狀犪 0.4239 +Cyperaceae
TBS28 2770 犅犲狋狌犾犪犪犾犫狅狊犻狀犲狀狊犻狊
¦Øõ 犎犲狉犪犮犾犲狌犿犿狅犲犾犾犲狀犱狅狉
犳犳犻犻
0.1356 ²m+Umbeliferae
TBS29 2800 þ犅犲狋狌犾犪狌狋犻犾犻狊 ÈÉÊ犉狉犪犵犪狉犻犪犵狉犪犮犻犾犻狊 0.1888 ´µ+Rosaceae
TBS30 2804 þ犅犲狋狌犾犪狌狋犻犾犻狊 Ë&Û犆狅狉狋狌狊犪犿犪狋狋犺犻狅犾犻 0.1197 &Ûß+Primulaceae
TBS31 1113 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 犃狉狋犺狉犪狓狅狀犺犻狊狆犻犱狌狊 0.1704 +Gramineae
TBS32 1130 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 犃狉狋犺狉犪狓狅狀犺犻狊狆犻犱狌狊 0.1554 +Gramineae
TBS33 1147 }~犙狌犲狉犮狌狊犪犾犻犲狀犪var.犪犮狌狋犻狊犲狉狉犪狋犪 *̼犞犻犮犻犪犺犻狉狊狌狋犪 0.2939 Í+Leguminosae
TBS34 3191 xy
犔犪狉犻狓犮犺犻狀犲狀狊犻狊 `¹?犆犪狉犲狓犾犪狀犮犲狅犾犪狋犪 0.3629 +Cyperaceae
TBS35 3200 xy
犔犪狉犻狓犮犺犻狀犲狀狊犻狊
&~ß犎犲狋犲狉狅狆犪狆狆狌狊犮狉犲狀犪狋
犻犳狅犾犻狌狊
0.0664 +Asteraceae
TBS36 3163 xy
犔犪狉犻狓犮犺犻狀犲狀狊犻狊 Î犔犻狋犺狅狊狆犲狉犿狌犿犲狉狔狋犺狉狅狉犺犻狕狅狀 0.1304 Î+Boraginaceae
TBS37 3053 zÀ
犃犫犻犲狊犳犪狉犵犲狊犻犻 Ï{Ï犚犺狅犱犻狅犾犪犽犻狉犻犾狅狑犻犻 0.1431 Ï+Crassulaceae
TBS38 3000 zÀ
犃犫犻犲狊犳犪狉犵犲狊犻犻
&~ß犎犲狋犲狉狅狆犪狆狆狌狊犮狉犲狀犪狋
犻犳狅犾犻狌狊
0.1440 +Asteraceae
TBS39 2948 zÀ
犃犫犻犲狊犳犪狉犵犲狊犻犻 ÐÑ犆犪狉犲狓犳犻犾犪犿犲狀狋狅狊犪 0.2244 +Cyperaceae
TBS40 3511 ¥ß犚犺狅犱狅犱犲狀犱狉狅狀犮犪狆犻狋犪狋狌犿 {Ò犓狅犫狉犲狊犻犪犵狉犪犿犻狀犻犳狅犾犻犪 0.4000 +Cyperaceae
TBS41 3420 ¥ß犚犺狅犱狅犱犲狀犱狉狅狀犮犪狆犻狋犪狋狌犿 Ð{犆犪狉犲狓犮犪狆犻犾犾犻犳狅狉犿犻狊 0.2470 +Cyperaceae
887 ! " # $ % & 36t
¡
、
+P¡
、
OQP¡
、
úOR¡»ÓÆjÔlmmÛ
,
pH
»ÆjÔlmmÛ
。
¦ª«¼Î¥ Îtu
rsKLvé
,
ÝEÅfÞvw?_
2
,
v6ÐCÕ
,
ª«¼Î¥vw^_
v
,
ÖBÐCwpq$
xm
Û
。
EÅfhOP¨©$[¹$α
(
CShannonWienereàX)·、¸ ¹º
¸Pearsonjk>¼,OPα
[¹#
$α
·、¸ ¹º´»WÆlmmÛ
m3 9:u?@vwxyOz(CCA){|q}~
Table3 Resultsbycanonicalcorrespondenceanalysis(CCA)ordinationandMonteCarlopermutationtestincommunity
^¡
Variable
fg¤lm
CorrelationwithCCAordinationaxes
²1¤
Axis1
²2¤
Axis2
²3¤
Axis3
²4¤
Axis4
×ðØÙÚ_6
MonteCarlopermutationtest
犉¿
犉value
犘¿
犘value
Altitude 0.9202 0.3247 0.1513 0.0124 2.54 0.001
pH¿pH2 0.314 0.5603 -0.1423 0.0356 1 0.478
¡SWC2 0.9765 -0.0965 -0.0889 -0.0654 3.7 0.001
QQP NN2 -0.1822 0.5679 0.2378 -0.0177 1.03 0.419
OQP AN2 0.6255 -0.4857 -0.0081 0.4223 0.99 0.513
+P TN2 0.6788 -0.3289 0.0062 0.5043 1.61 0.006
úOR RAP2 0.6159 -0.2296 -0.2348 0.0564 1.17 0.148
·Slope -0.2807 -0.0962 0.7162 -0.2749 2.1 0.001
¸¹º WCD -0.2432 0.0978 -0.7965 0.0145 1.64 0.007
ð®¿Eigenvalue 0.879 0.616 0.539 0.326
$tulm Correlationsofspe
ciesenvironment
0.991 0.952 0.911 0.884
h$à$|Û³jØ Percent
ageexplainableofspeciesdata
8.9 15.1 20.6 23.9
htu$mÛ|Û³jØ Cu
mulativeproportionofspeciesenviron
mentrelationships
25.7 43.6 59.4 68.9
Ü:犘<0.01;0.01<犘<0.05;;vw´10~20cm²µ¹ef¿;~s。
Note:Inthetable,thevalueofsoilmeansthesecondlayersoilwhichtookfrom10-20cmdepthsoil;Thesameasbelow.
m4 =>d?@vwxyOz(CCA){|q}~
Table4 Resultsbycanonicalcorrespondenceanalysis(CCA)ordinationandMonteCarlopermutationtestinherblayer
^¡
Variable
fg¤lm
CorrelationwithCCAOrdinationAxes
²1¤
Axis1
²2¤
Axis2
²3¤
Axis3
²4¤
Axis4
×ðØÙÚ_6
Montecarlopermutationtest
犉¿
犉value
犘¿
犘value
Altitude 0.8449 0.5015 0.1225 0.0458 2.09 0.001
pH¿pH2 0.2099 0.561 -0.1297 -0.2273 0.93 0.634
¡SWC2 0.9754 0.1014 -0.0831 -0.1131 2.95 0.001
QQP NN2 -0.3002 0.5882 0.258 0.0069 0.99 0.495
OQP AN2 0.7037 -0.3564 -0.1452 0.4503 0.94 0.595
+P TN2 0.7401 -0.1694 -0.1578 0.5474 1.63 0.002
úOR RAP2 0.5903 -0.1141 -0.2924 -0.0964 1.23 0.103
·Slope -0.2431 -0.145 0.6859 0.1624 1.44 0.021
¸¹º WCD -0.2658 0.0476 -0.8182 0.0604 1.92 0.001
ð®¿Eigenvalue 0.859 0.626 0.604 0.425
$tulm Correlationsofspe
ciesenvironment
0.987 0.975 0.935 0.922
h$à$|Û³jØ
(%)Per
centageexplainableofspeciesdata
7.2 12.5 17.5 21.1
htu$mÛ|Û³jØ(%)
Cumulativeproportionofspeciesenvi
ronmentrelationships
22.5 39 54.8 66
9874ô B C,:xyz{|OP[|~$^_tu
(
\$
· Pearson= -0.115,犘=
0.473;\ $
¸ ¹ º Pearson=
-0.001,犘=0.995;¹$
·Pear
son=0.265,犘=0.094;¹$
¸¹
¨ÝÞfjpÒ^¡ECCA¤1[¤2="j,1~41
¢£
。
Òtu^¡
:Alt,Slope·,WCD¸¹
º
,pH2²2¹ßà,SWC2²2¹ ¡,AN
2²2¹OQP¡,NN2²2¹QQP¡,TN2
²2¹+P¡,RAP2²2¹úOR¡;2s。
1 rstuvwOP$CCA`a
AbscissarepresentsCCA1axisandordinaterepresentsCCA2
axis,thenumberoftheaxisisthescore.Number1-41representthe
plot1-41.Altequalsaltitude,Slopeequalsslopeofeveryplot,WCD
equalsthecoverofwoodyplantlayer,pH2equalsthesecondlayer
soil'spHvalue,SWC2equalsthesecondlayersoil'swatercontent,
AN2equalsthesecondlayersoil'sammoniumnitrogencontent,NN
2equalsthesecondlayersoil'snitratenitrogencontent,TN2equals
thesecondlayersoil'stotalnitrogencontentandRAP2equalsthe
secondlayersoil'srapidlyavailablephosphoruscontent;Thesameas
Fig.2.
Fig.1 ThegraphofCCAwithvariablesandplots
incommunity
ºPearson=0.137,犘=0.394),v68Iwh
=OP¨©$}¹$
E
jk
,
{3、4。
¦3Ð,0OP¨©$OPShan
nonWienereàmÛ»DÃÄ,,¹
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。
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(
4)。hOPα
|~#$α
PearsonlmjkW,µU^_Ã
Ä m ^ ä Æ j
(Pearson=0.458,犘=
0.003)。
$ßàϼJ$
Å¡
。
Ò
OP$ßà
、
¹$ßà}¹
$ßàÕØÜ) 6¨í。
2 rstuvw|~$CCA`a
Fig.2 ThegraphofCCAwithvariablesandplots
inherblayer
m5 DEgh
Jr
Table5 TheSemimatrixofcorrelationsamongvariables
^¡
Variable
Altitude
¡
SWC2
+P
TN2
OQP
AN2
QQP
NN2
úOR
RAP2
pH
pH2
·
Slope
¡SWC2 0.895
+P TN2 0.470 0.576
OQP AN2 0.456 0.582 .996
QQP NN2 -0.005 -0.238 -0.261 -0.351
úOR RAP2 0.492 0.548 0.564 0.562 -0.155
pH¿pH2 0.349 0.249 -0.126 -0.17 0.484 0.056
·Slope -0.131 -0.279 -0.192 -0.198 0.127 -0.310 -0.169
¸¹º WCD -0.211 -0.063 0.128 0.137 -0.127 0.229 0.036 -0.26
097 ! " # $ % & 36t
ÐC>¼,EÒ×
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ÕjOP$ßà37.5%~87.5%,Øsä
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(TBS40、
TBS41)¨ ÕØsø`。
2.4 DEghirCJl
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5、6;ࡤ¥X<1、2l
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,RDA!4
¤´tumÛ100%,ÖBëVÓ`aSz
。
EOP¨©$;
,RDA1¤
^_71.2%(犘=0.001),B!4¤Ð
79.5%(犘=0.001),v6,RDA1¤,Ð`¥ë
VJu^_½¾
:RDA1¤»Ó
ÆjÔlm
(
lmÛà0.9526,犘<0.001)Ï
¡
、
+P¡»ÆjÔlm
。
E|~#$
;
,RDA1¤h^_54.7%
(犘=0.01),!4¤Ðm^_58.8%
(犘=0.012),ÖBRDA1¤V¼ëV|~
^_½¾Áè¡
。
|~#$ RDA1¤
VmÛÁ¢£
(
lmÛà0.8735,犘<0.01)
Ï ¡
、
+P¡
、
OQP¡
、
úOR
¡Æjlm
。
3 OPα
mÛ
Fig.3 TherelationshipofaltitudeandShannonWiener
incommunity
4 ¹α
mÛ
Fig.4 TherelationshipofaltitudeandShannonWiener
inherblayer
m6 \]9:q=>d?@
Table6 Therichnessofplotsincommunityandherblayer
£
Plot
/#$+à
Numberof
species
$à
Numberof
herbspecies
|~ßàØ3
Proportionofherb
speciesRichness
toalspecies/%
£
Plot
/#$+à
Numberof
species
$à
Numberof
herbspecies
|~ßàØ3
Proportionofherb
speciesRichness
toalspecies/%
TBS01 42 18 42.8571 TBS22 36 11 30.5556
TBS02 33 21 63.6363 TBS23 33 15 45.4546
TBS03 23 10 43.4780 TBS24 29 16 55.1724
TBS04 31 17 54.8387 TBS25 31 12 38.7097
TBS05 38 19 50.0000 TBS26 33 12 36.3636
TBS06 23 8 34.7826 TBS27 33 13 39.3939
TBS07 40 17 42.5000 TBS28 26 15 57.6923
TBS08 40 22 55.0000 TBS29 27 12 44.4444
TBS09 31 19 61.2903 TBS30 31 17 54.8387
TBS10 29 15 51.7241 TBS31 30 15 50.0000
TBS11 36 18 50.1000 TBS32 27 14 51.8519
TBS12 30 14 46.6667 TBS33 24 9 37.5000
TBS13 31 12 38.7097 TBS34 25 16 64.0000
TBS14 31 15 48.3871 TBS35 25 18 72.0000
TBS15 38 17 44.7368 TBS36 22 15 68.1818
TBS16 45 21 46.6667 TBS37 19 14 73.6842
TBS17 38 15 39.4737 TBS38 18 9 50.0000
TBS18 27 14 51.8519 TBS39 29 18 62.0689
TBS19 33 15 45.4546 TBS40 8 7 87.5000
TBS20 23 14 60.8696 TBS41 21 17 80.9523
TBS21 32 21 65.6250
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axis,thenumberoftheaxisisthescore.Number1-41representthe
plot1-41.Altequalsaltitude,Slopeequalsslopeofeveryplot,WCD
equalsthecoverofwoodyplantlayer,pH1/pH2equaltwolayers
soil'spHvalue,SWC1/SWC2equaltwolayerssoil'swatercontent,
AN1/AN2equaltwolayerssoil'sammoniumnitrogencontent,NN
1/NN2equaltwolayerssoil'snitratenitrogencontent,TN1/TN2
equaltwolayersoil'stotalnitrogencontentandRAP1/RAP2equal
twolayerssoil'srapidlyavailablephosphoruscontent;Thesameas
Fig.6.
Fig.5 ThegraphofRDAwithvariablesand
communitytraitvalue
6 rstuvw¹¿RDA`a
Fig.6 ThegraphofRDAwithvariablesand
herblayertraitvalue
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