高黎贡山种子植物物种丰富度沿海拔梯度的变化

物种丰富度沿海拔梯度的分布格局成为生物多样性研究的热点。为探讨中尺度区域物种丰富度沿海拔梯度的分布,本文以高黎贡山为研究对象,利用该地区的地方植物志资料,结合通过GIS生成的区域数字高程模型(DEM)数据,分析了该区域全部种子植物和乔木、灌木、草本三种生活型种子植物物种丰富度的垂直分布格局以及物种密度沿海拔梯度的变化特征。结果表明：(1)全部种子植物和不同生活型植物物种丰富度随着海拔的升高呈现先增加后减小的趋势,最大值出现在海拔1500—2000m的范围;(2)物种密度与海拔也呈现单峰曲线关系;(3)物种丰富度和物种密度分布格局的形成主要受海拔所反映的水、热状况组合以及物种分布的边界影响。     

物种丰富度垂直分布格局及影响机制

物种丰富度分布格局是一定地域内物种丰富度沿三维空间的立体分布,包括物种丰富度在经度、纬度和垂直梯度(海拔高度和海水深度)三个维度上的空间分异。近年来物种多样性的垂直分布格局与机制研究得到了生物地理学家和生态学家的重视。物种丰富度的垂直分布格局存在多种类型,但随海拔增加而物种数减少的单调递减模型和中海拔物种丰富度最高的单峰模型较为常见。目前在机制研究中验证较多的是气候稳定性、生物因子(种间相互作用)、能量、生境异质性、干扰、进化时间、物种分化速率、面积、中域效应(mid-domain effect)、生态位保守性(niche conservatism)等假说和机制。物种丰富度的分布格局是多方面因素综合作用的结果;由于地理、地形、气候、地质演化历史、物种库和进化历史、物种分化速率、干扰等差异,在不同地区存在着特别的物种丰富度空间分布格局和机制;处于同一地区的不同类群的物种也因进化扩散历史和生态适应能力不同而呈现多样化的分布格局。因此,对不同地区和类群的物种丰富度格局和机制进行研究应具体分析后才能得到可信结论。     

神农架自然保护区非飞行哺乳动物的物种丰富度:沿海拔梯度的分布格局

于1999～2001年调查了神农架自然保护区6个地点不同栖息地的非飞行哺乳动物的物种丰富度。栖息地分为8类：原始林、择伐林（采伐枯立木）、次生林、灌木林、草地、常年性河流水溪、农田和人居住区。小型非飞行哺乳动物调查用捕鼠夹;大型非飞行哺乳动物调查主要根据皮张收购资料以及样线法和痕迹法;用10 m×10 m的样方调查林地树种丰富度。调查发现,神农架自然保护区有非飞行哺乳动物59种［不包括引进种梅花鹿（Cervus nippon）］。在同一海拔高度,原始林通常比择伐林和次生林的物种丰富度高,说明采伐严重降低了物种丰富度。对比同一栖息地不同海拔高度的物种丰富度,我们发现,在中海拔地段（800～1700 m）物种丰富度最高：如在原始林和次生林,海拔1700 m的东溪物种丰富度最高;在择伐林,海拔800 m的九冲物种丰富度最高。聚类分析显示,6个地点的哺乳动物物种组成可以分为两组：高海拔组（2100 m以上）和中低海拔组（1700 m以下）。各地点的哺乳动物物种组成与植被的垂直分布是一致的。各地点的物种丰富度与单位面积（100 m²）树种平均丰富度、栖息地类型数和海拔高度相关。3个环境变量间也是相关的：海拔高度对单位面积树种平均丰富度和栖息地类型数有重要影响。根据研究结果提出两点保护建议：第一,保护区的移民迁出和退耕还林工程应首先在物种丰富度最高的九冲进行,而后是东溪和下谷;第二,为了增加个体流和基因流,保护区东西两片相间的非保护区地带应划入保护区,建立栖息地廊道。     

中国芦苇沼泽植物物种丰富度分布格局及其驱动因素

明确大尺度物种丰富度的分布格局及其影响因素一直是生态学及生物地理学领域的核心议题之一,其对于预测全球环境变化背景下生物多样性的响应和制定减少生物多样性丧失的保护方案有着重要意义。本文基于全国芦苇(Phragmites australis)沼泽野外调查数据,结合气候、地理、土壤等环境因子,探讨了中国芦苇沼泽植物物种丰富度的分布格局及其驱动机制。结果表明:(1)中国的芦苇沼泽植物物种丰富度总体表现为亚热带湿润区和温带湿润半湿润区较高,青藏高原区、温带干旱半干旱区和滨海区较低的特点;(2)芦苇沼泽植物物种丰富度与年降水、土壤有机碳、土壤总氮、纬度均呈显著正相关,而与年均温、最冷月最低温、土壤pH值、海拔之间表现为显著负相关;(3)土壤因子特别是土壤pH值是影响芦苇沼泽植物物种丰富度的最主要因素,其次分别为淹水状况、气候因子和地理因子;(4)结构方程模型结果表明土壤因子、淹水状况和气候因子直接影响植物物种丰富度,而地理因子通过调控土壤因子、淹水状况与气候因子间接影响植物物种丰富度。总体而言,中国芦苇沼泽植物物种丰富度具有空间异质性,其分布格局受到多种因素的共同影响,土壤因子是影响植物物种丰富度...     

运用稀疏法分析物种丰富度的海拔梯度分布格局:以样方实测乔木种数据为例

植物物种丰富度随山地海拔梯度的变化格局是生物多样性研究的热点之一.基于种-面积关系的任何模型对群落物种数目所作估计,其精度都依赖于样本的代表性、抽样尺度以及所涉及的分类群.作者以秦岭南坡森林群落样方实测的乔木种数据为例,借鉴群落最小面积(minimum area,MA)的概念及其确定方式,利用稀疏法(rarefacti...     

白水江自然保护区两栖爬行动物物种丰富度和种域海拔梯度格局及对Rapoport法则的验证

物种丰富度和种域宽度沿海拔梯度分布格局及其形成机制一直是生物地理学和生物多样性讨论的重要议题之一。海拔Rapoport法则认为,物种丰富度随海拔升高而逐渐变低,种域宽度逐渐变宽。本文基于白水江保护区两栖爬行动物物种的海拔分布数据,分析了白水江保护区两栖爬行动物物种丰富度及其种域宽度的海拔梯度格局;采用常用的4种验证方法,验证了不同类群、不同区系物种丰富度和不同阶元丰富度与其分布中点间的关系,并检验了Rapoport法则的适应性。结果表明:(1)白水江保护区两栖爬行动物物种丰富度随海拔升高呈逐渐下降趋势,大体符合单调递减模式,水分可能是决定两栖动物物种分布格局的主要环境因子,而决定爬行动物物种分布的环境因子主要是温度,这可能由这两种类群动物不同的生理需求所致。(2)两栖爬行动物物种(特别是狭域种)主要分布在低海拔,因此保护两栖爬行动物应该把重点放在低海拔段。(3)Stevens方法、Pagel法和逐中法验证结果支持海拔Rapoport法则,中点法由于受中域效应的影响,物种种域与海拔梯度呈先升后降的单峰分布模型。因此,验证方法对Rapoport法则的验证结果具有重要的影响。Rapoport法则验证的研究方法亟待改进,物种丰富度和种域的海拔梯度格局及其形成机理需要更多的案例比较研究,以形成普遍性的认识。     

华北平原及黄土高原啮齿动物物种丰富度的空间格局及其分异

在采用网格法对华北平原及黄土高原啮齿动物调查的基础上,分析了啮齿动物物种丰富度空间格局。华北平原物种丰富度最低,其次为晋、翼山地和汾、渭谷地,而南蒙高原和黄土高原的丰富度较高;物种丰富度纬向变化不明显,而经向变化显著,由东向西,物种丰富度呈递增趋势;丰富度在海拔上的变化并不存在相关的地理模式;丰富度与山地面积呈正相关,与平原面积呈负相关,而与丘陵面积相关不显著,丰富度与各地地貌类型面积的总和呈明显的正相关;丰富度与温度相关不明显,而与降雨量呈负相关。在华北平原及黄土高原,生境结构类型愈复杂的地区,啮齿动物物种丰富度愈高。     

中国蔷薇属植物物种丰富度分布格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学及生物地理学的中心议题之一。蔷薇属(Rosa L.)植物具有很高的经济价值和生态价值,探讨中国蔷薇属植物的丰富度分布格局及其影响因素可为该属植物资源的保护和合理开发利用乃至其系统进化研究提供重要依据。基于蔷薇属植物在中国的15451条分布数据和11种地理、气候等环境因子进行了物种丰富度分析和相关性分析,研究结果显示:(1)蔷薇属植物在中国分布不均匀。在水平方向上,蔷薇属植物于26.19°—34.29°N带内有较高的物种丰富度,之后随着纬度的增加而降低,且随着经度的增加表现为先增加后减少,于99.10°—108.47°E间存在明显的峰值;在垂直方向上,蔷薇属植物的物种丰富度随海拔的增加表现为先增加后减少,956.46—3518.60m范围内的丰富度最高。西南横断山区为蔷薇属物种分布的中心地区,新疆北部及东北长白山周边地区为局部聚集区。(2)蔷薇属物种丰富度与各能量、水分和生境异质性因子均呈正相关关系,与气候稳定性因子呈负相关关系。表明中国蔷薇属植物在水分和热量条件好、气候季节性变化小且生境异质性程度高的地方,有着更高的物种丰富度。(3)蔷薇属...     

海南长臂猿食源植物的潜在物种丰富度分布格局

海南长臂猿(Nomascushainanus)是全球最濒危的灵长类动物之一,是唯一一种中国特有的长臂猿。该研究利用最大熵(MaxEnt)模型,基于海南长臂猿食源植物的分布数据和影响其分布的环境数据,模拟了海南长臂猿食源植物在海南岛的潜在分布。结果表明:(1)海拔、坡度和气温年较差是影响海南长臂猿食源植物潜在分布的重要环境因子,所有类别食源植物的潜在物种丰富度均与海拔和坡度呈正相关关系,与气温年较差呈负相关关系。(2)在海南岛,南部的10个县(市)是海南长臂猿食源植物的潜在集中分布区,海南长臂猿取食的果实类和叶类植物、旱/雨季取食和喜食植物的潜在物种丰富度南高北低,但取食的花类植物的潜在物种丰富度中间高四周低。(3)海南长臂猿食源植物的潜在丰富度热点区域最多占海南岛面积的25.50%,但在霸王岭片区,除爱取食的果实类、喜食的桑科和樟科植物外,其他类别食源植物的潜在丰富度热点区域面积均占霸王岭片区面积的40.00%以上。该研究提供了不同类别食源植物的潜在集中分布区和潜在丰富度热点区域,对海南长臂猿的保护和恢复具有一定的指导意义。     

不同植物类群物种丰富度垂直格局分形特征的比较

格局和过程一直是生态学的核心问题,该文应用“非布朗运动随机分形”模型,在北京东灵山远离人为干扰地区的阴坡设置了两条宽2 m的样带,描述和比较了暖温带落叶阔叶林区乔木、灌木、草本以及总的植物物种丰富度在不同尺度上沿海拔梯度变异特征,以及相关的生态过程。研究结果表明:1)直接梯度法刻画了植物物种丰富度在海拔梯度上的总体变化趋势,并不能从中获得更多的信息。“非布朗运动随机分形”模型揭示了不同尺度上物种丰富度的空间变化并能和生态过程相联系,研究表明该模型适合对乔木、灌木和草本植物物种丰富度的垂直梯度格局特征进行描述,但对总的植物物种丰富度有一定的局限性。2)乔木物种丰富度在海拔梯度上的变化主要受两种生态过程的控制,小尺度上分形维数接近于2,主要受独立的不具有长程相关的生态过程控制,呈近随机分布;大尺度上分形维数接近于1,主要受自相关范围大、具有长程关联特性的生态过程控制,随海拔上升呈近似单调下降的趋势。灌木和草本物种丰富度在海拔梯度上的变化主要受3种生态过程的控制,小尺度和大尺度上的特征与乔木相似;但在中等尺度上,分形维数接近于1.5,它们以近似布朗运动的形式变化。虽然乔木和灌木物种丰富度在海拔梯度上变化的尺度范围相似,但决定它们的主要生态过程完全不同,或相同的生态过程以截然不同的方式作用于两种不同的植物类群。总的植物物种丰富度在整个尺度范围内呈现标度不变性,这可能是由于决定其变化的生态过程作用尺度紧密相关,也可能因为该文研究范围的局限性。     

西藏地衣物种多样性的海拔梯度分析

根据西藏地衣分类和区系的文献资料,对西藏地衣物种多样性的海拔梯度进行了分析。267个分类群按照生长型或者基物被分为六组。每一组地衣的物种丰度随海拔增加呈现单峰曲线形式的变化。多数组物种丰度的峰值出现在海拔3400~3900m之间,对应于山地寒温带针叶林带的上半部分,比尼泊尔对应类群出现极值的海拔要高。此植物带谱内复杂的生态系统可能是物种多样性高的主要原因。壳状地衣物种丰度的峰值出现在5100~5400m区间则可能是因为该区内高大的树木的消失以及具有充裕的阳光。西藏的地衣物种多样性远低于尼泊尔,两地共有的物种数量很少。对西藏地衣物种多样性的调查不充分应当是其主要原因,因此今后中国地衣学工作者应当加强西藏地衣多样性的研究。     

Species diversity in relation to ultramafic substrate and to altitude in southwestern New Zealand

Altitudinal trends in species diversity were examined on a New Zealand ultramafic mountain, and on nearby normal (schist) substrate. At lower altitudes, diversity is similar on the two substrates. On the ultramafic substrate, species diversity decreased with increasing altitude; on schist substrate the opposite trend was found. This difference was demonstrable in species richness, based on species presence/absence, and in indices of species diversity based on cover data (the ShannonH and the Simpson/Yule — InD). It is suggested that on ultramafics, altitudinal stress and soil conditions lead to a decrease in diversity with altitude. On schist, in contrast, the opening of the canopy with altitude is suggested to be the predominant influence, leading to an increase in diversity with altitude. Nomenclature: Allan, H. H. 1961. Flora of New Zealand, Vol I, Government Printer, Wellington; Mark, A. F. & Adams, N. M. 1986. New Zealand alpine plants. 2nd rev. Reed Methuen, Wellington; Connor, H. E. & Edgar, E. 1987. Name changes in the indigenous New Zealand Flora, 1960–1986 and Nomina Nova IV, 1983–1986, N.Z. Jl Bot. 25: 115–170; except where indicated.     

Biogeographical gradients in galling species richness

Summary Five hypotheses were invoked to account for variation in galling species number per location on plants of different structural complexity, namely herbs, shrubs, and trees, both in Brazil and USA. The hypotheses were: 1) the altitudinal/latitudinal gradient hypothesis; 2) the harsh environment hypothesis; 3) the plant species richness hypothesis; 4) the host plant area hypothesis; 5) the plant structural complexity hypothesis. The altitudinal and the harsh environment hypotheses were correlated and supported with sample data in both localities, with increasing gall species number as altitude/latitude declined and as sites became hotter and drier. The two hypotheses were separated by studying riparian sites and dry hillside sites at the same elevation in Arizona. Galling species frequency was higher in dry sites than in riparian sites, supporting the harsh environment hypothesis. Of the five hypotheses tested only the harsh environment hypothesis predicted that galling insect species number should vary in response to environmental variables such as moisture and temperature. Temperate shrubs supported more galling species than did other plant types, both in dry and mesic sites. The overall difference between galling species richness for tropical and temperate latitudes was not statistically significant. Free-feeding insect herbivore species exhibited the opposite pattern of species richness to gallers, being more speciose in riparian sites. The present study corroborates the hypothesis that the gall forming habit is an adaptation to harsh or stressful environments, and we describe for the first time broad scale geographical patterns in galling insect species richness.     

Plant diversity patterns and their relationships with soil and climatic factors along an altitudinal gradient in the middle Tianshan Mountain area, Xinjiang, China

Patterns of plant diversity along the altitudinal gradient of Tianshan in central Xinjiang, China were examined. Plant and environment characteristics were surveyed from higher, south of Bogeda peak, to lower, north of Guerbantonggute desert. There were a total of 341 vascular plant, 295 herbage, 41 shrub, and seven tree species in the sampled plots. The plant richness of vegetation types generally showed a unimodal pattern along altitude, with a bimodal change of plant species number at 100-m intervals of altitudinal samples. The two belts of higher plant richness were in transient areas between vegetation types, the first in areas from dry grass to forest, and the second from forest to sub-alpine grass and bush. The beta diversity varied with altitudinal changes, with herbaceous species accounting for most species, and thus had similar species turnover patterns to total species. Matching the change of richness of plant species to environmental factors along altitude and correlating these by redundancy analysis revealed that the environmental factors controlling species richness and its pattern were the combined effects of temperature, precipitation, soil water, and nutrition. Water was more important at low altitude, and temperature at high altitude, and soil chemical and physical characters at middle altitudes. This study provides insights into plant diversity conservation of Bogeda Natural Reserve Areas in Tianshan Mountain. Nomenclatures: the scientific name for plants follows Flora of China (Compiling Committee of Flora of China).     

喀斯特山区植物物种丰富度的空间变异分析

应用地统计学对地处滇黔桂连片喀斯特腹地的贵州省毕节地区植物物种丰富度的海拔空间变异进行分析。结果表明,乔木物种丰富度的半变异函数最佳理论模型为球状模型,灌木、草本为线性有基台模型。乔木物种丰富度的空间异质比为0．0052,具有强烈的海拔空间相关性,主要受随海拔梯度变化的自然性控制因素的影响;灌木、草本物种丰富度的空间异质比分别为3．15、34．55,海拔梯度的空间相关性很弱,受随机因素作用较大。乔木物种丰富度的变程为177．37m受因素影响的海拔范围较宽;灌木和草本物种丰富度的变程分别为73．02m和49．97m,受因素影响的海拔范围较窄。灌木、草本物种丰富度的Moran’s I系数随海拔梯度变化的趋势相类似,但乔木的差别较大。     

伊犁河谷北坡垂直分布格局及其与环境的关系——一种特殊的双峰分布格局

针对伊犁河谷北坡山地的植物多样性和土壤因子沿海拔的分布方式进行研究。对研究地海拔1000-2200m植物和环境特征进行调查,选取群落样地总数为44个,共调查到植物种155种,其中乔木7种、灌木18种、草本130种,调查到的群落类型完全涵盖了研究区所有沿海拔上升的群落类型。通过NLFS高级模拟显示总的物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数都与海拔呈现先升高后降低,再升高的一个特殊分布格局。出现了两个较高的物种丰富度地带,其中一个是低山荒漠到落叶阔叶林,另一个是山地草原到针叶林带。土壤养分和盐分也表现出了类似多样性的分布格局。通过PCA和相关分析表明,环境因子控制着物种丰富度和它的分布方式。水分在低海拔比较重要,在高海拔温度比较重要,而由于逆温层的作用,在较高海拔的针叶林带物种多样性出现了上升。物种丰富度与土壤总盐呈现显著负相关关系(r=-0.343),与土壤全盐也呈现显著负相关关系(r=-0.341)。Simpson指数与土壤pH值呈现显著负相关关系(r=-0.465)。Shannon-Wiener指数与土壤电导率呈现显著负相关关系(r=-0.367)。Pielou均匀度指数与土壤电导率呈现极显著负相关关系(r=-0.477),总之,多样性指数和土样盐分表现出了强相关性。这个研究为伊犁河谷植被与植物资源的保护和利用提供重要的科学依据,为河谷区山地植被与环境关系提供基础科学理论,为山地退化植被的修复提供参考案例和可借鉴的基础性数据。     

中国壳斗科的地理分布及其与气候条件的关系

壳斗科是温带、亚热带最重要的森林树种之一,在我国有7属350多种和变种,呈北东东—南西西向分布,几乎遍及全国,在亚热带和温带森林中,常成为重要的建群种。壳斗科在我国总体上是北温带—亚热带分布类型。本文对壳斗科的物种丰富度分布、特有性分布及其与气候地理条件的关系进行了研究,并提出种类特有性的指数(EI,Endemic Index)：EI=(N/∑Ki)×10 研究发现,分布的物种丰富度中心在滇、桂、黔一带,而特有性中心则在滇、藏、琼等地。另外,通过逐步回归及比较分析,发现水热状况往往成为限制壳斗科物种丰富度分布格局的主导因子。而海峡等生态、地理隔离因子及空间异质性等对特有性指数的增加有明显的促进作用。影响物种丰富度与特有性指数分布的生态因子往往有较大的差异。