秦岭太白山木本植物物种多样性的梯度格局及环境解释

物种多样性沿环境梯度的分布格局是生物多样性研究的重要议题,而海拔梯度包含了各种环境因子的综合影响,因此对于探讨物种多样性沿环境梯度的分布格局具有重要意义。秦岭山脉地处我国暖温带向亚热带的过渡带,其植被垂直带和物种多样性分布格局对于研究我国南北部植被分异特征具有重要意义。基于对秦岭山脉太白山南北坡海拔1200—3750m之间的垂直样带调查的83个样方,本文利用植被数量分析方法(DCA和TWINSPAN)和Shannon-Wiener多样性指数、Pielou指数以及Jaccard相异性系数对太白山木本植物物种多样性在南北坡沿海拔梯度分布格局进行了初步研究。结果表明：太白山的木本植物群落具有明显的环境梯度格局,海拔是决定太白山植物群落分布的主要因素,而坡向起到次要作用一植物群落类型与坡向的关系不大,当考虑群落的环境梯度格局时,DCA第一轴主要与年均温密切相关,而第二轴则取决于年平均相对湿度：乔木层和灌木层的物种具有相似的海拔梯度格局,植物群落中木本植物物种丰富度和多样性随着海拔的升高单调下降;群落均匀度随着海拔变化的规律不明显;灌木层的物种多样性比乔木层更为丰富,而南坡具有比北坡更多的物种数和更高的多样性。相邻海拔之问群落的相异性在南北坡具有不同的分布格局,在北坡2800m以下,群落相异性沿海拔梯度变化不大,而在2800m以上的高海拔地区,群落相异性随海拔的升高而降低;在南坡,随着海拔的升高,群落相异性不断减少。太白山南坡群落比北坡分布更连续。     

山西关帝山森林群落物种、谱系和功能多样性海拔格局

探索和揭示生物多样性的空间格局和维持机制是生态学和生物地理学研究的热点内容, 但综合物种、系统进化和功能属性等方面的多样性海拔格局研究很少。该文以关帝山森林群落为研究对象, 综合物种、谱系和功能α和β多样性指数, 旨在初步探讨关帝山森林群落多样性海拔格局及其维持机制。研究结果表明: 随着海拔的升高(1 409-2 150 m), 关帝山森林群落物种丰富度指数(S)、谱系多样性指数(PD)和功能丰富度指数(FRic)整体上表现出上升的趋势, 特别是海拔1 800 m以上区域。随着海拔的升高, 总β多样性(β_total)和更替(β_repl)上升趋势明显, 而丰富度差异(β_rich)则逐渐下降。不同生活型植物的物种、谱系和功能多样性海拔格局差异较大。随着海拔的升高, 草本植物S和物种多样性指数(H′)上升趋势高于木本植物。影响草本植物S分布的主要因素是地形因子, 而影响木本植物S分布的主要因素是历史过程。随着海拔的升高, 木本植物β_total上升趋势要比草本植物明显。随着海拔的升高, 木本植物β_repl和β_rich分别表现出单峰格局和“U”形格局, 而草本植物β_repl和β_rich则分别表现出单调递增和单调递减的格局。随着环境差异和地理距离的增加, 群落间物种、谱系和功能β多样性显著增加。环境差异(环境过滤)对木本植物的β多样性具有相对较强的作用; 而环境差异(环境过滤)和地理距离(扩散限制)共同作用于草本植物的β多样性。     

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。     

小秦岭森林群落数量分类、排序及多样性垂直格局

采用分层取样的方法,沿小秦岭林区海拔梯度设立56块20 m×20 m样地,用多元回归树(MRT)方法对小秦岭森林群落进行分类,采用除趋势对应分析(DCA)进行排序,用广义可加模型(GAM)研究不同生活型物种多样性沿海拔梯度分布格局。结果表明:(1)56个样地进行MRT分类,经交叉验证并依据植物群落分类和命名原则,本区植物群落可分为5类;(2)样方DCA排序明确地揭示各群落类型生境分布范围,较好地反映小秦岭自然保护区森林群落与环境因子的关系;(3)不同生活型物种多样性指数随海拔梯度变化发生一定的波动,且呈现不同的多样性格局:丰富度指数中,乔木层呈显著的单峰分布格局,灌木层在中海拔段呈明显下降趋势,草本层随着海拔的升高总体呈下降趋势;Shannon-Wiener多样性指数中,不同生活型物种随海拔变化趋势与物种丰富度变化趋势大体相同;不同生活型物种的均匀度指数随海拔变化趋势较平缓。     

新疆天山南坡中段种子植物区系垂直分布格局分析

对植物多样性垂直分布格局及其维持机制的研究可以有效揭示植物物种多样性分布特征及其环境影响因子。本文通过野外调查、查阅标本并结合相关文献资料,对天山南坡中段种子植物区系沿海拔梯度的分布格局进行了系统研究。结果显示,在大区域尺度上,科属种的物种丰富度随海拔升高均呈先增加后减少的趋势,且最高值出现在中低海拔1900~2000 m处;不同生活型植物沿海拔梯度的变化格局有所不同,其中,乔木、一年生草本、藤本及寄生植物表现出随海拔升高物种丰富度逐渐降低的趋势,灌木、多年生草本及二年生草本植物物种丰富度则呈先增加后减少的变化趋势;从植物区系地理成分来看,世界分布所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少的趋势;温带地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈缓慢上升趋势;古地中海地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少然后再增加的变化趋势;热带地理成分所占的比重沿海拔升高呈逐渐下降的趋势;东亚地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少然后再增加的变化趋势。对该分布格局与当地干旱的气候条件及海拔梯度上热量和水分条件的变化相适应。     

秦岭牛背梁植物物种多样性垂直分布格局

基于秦岭山脉中段牛背梁自然保护区南北坡垂直样带51个样方的调查资料,利用植被数量分析方法(TWINSPAN和DCA)对牛背梁植物群落进行了分类和排序,并分析了植物物种多样性沿海拔梯度的分布格局。结果表明,牛背梁的植被群落具有明显的海拔梯度格局,从低海拔到高海拔依次分布有：锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)林,桦木(Betula spp.)林．巴山冷杉(Abis Jargesii)林和亚高山灌丛。海拔梯度是牛背梁山区制约植物群落分布的主要因子,而坡向和坡度则起到次要作用。对物种多样性的分析表明,物种总数、木本植物物种多样性和草本植物物种多样性在南北坡具有不同的海拔梯度格局。物种总数在南坡呈现单峰分布格局,而在北坡分布趋势不明显;木本植物物种多样性在南北坡具有相似的分布格局：在低海拔沿海拔梯度变化不明显,而在高海拔则随海拔上升而急剧下降;草本植物物种多样性在南北坡沿海拔梯度变化的规律不明显。β多样性沿海拔梯度先减少后增加,形成两端高中间低的格局,说明中海拔地区生境条件较为均一,低海拔地区的人为活动增加了生境的异质性,而高海拔地区的生态过渡特性增加了物种的更替速率以及群落的相异性。     

澜沧江流域水生昆虫群落分类多样性和功能多样性海拔格局的空间尺度依赖性

群落分类多样性和功能多样性的海拔格局研究, 是了解生物多样性空间分布现状、揭示多样性维持和变化机制的重要途径。当前对水生昆虫分类多样性和功能多样性沿海拔梯度分布格局, 及其尺度依赖性依旧缺乏深入研究。本文基于2013-2018年在云南澜沧江流域500-3,900 m海拔梯度共149个溪流点位的水生昆虫群落调查数据, 利用线性或二次回归模型探索并比较了局部尺度(点位尺度)和不同区域尺度(100 m、150 m、200 m、250 m海拔段)的分类多样性指数(物种丰富度指数、Simpson多样性指数和物种均匀度指数)和功能多样性指数(树状图功能多样性指数(dbFD)、Rao二次熵指数(RaoQ)和功能均匀度指数(FEve))的海拔格局。结果表明, 在局部尺度, 物种丰富度指数和dbFD指数沿海拔梯度均无显著分布特征, Simpson多样性指数、RaoQ指数、物种均匀度指数和FEve指数沿海拔梯度呈现U型或者单调递减趋势。在区域尺度, 随着区域海拔带宽度的增加, 物种丰富度指数沿海拔呈不显著的单调递减格局, 但dbFD指数沿海拔分布由U型转变为单调递减趋势; Simpson多样性指数和RaoQ指数沿海拔梯度由显著U型趋势转变为无显著分布特征; 物种均匀度指数沿海拔梯度无显著分布特征, 但FEve指数呈显著增加的海拔格局。综上, 群落分类多样性指数和功能多样性指数沿海拔梯度分布存在局部和区域尺度的空间差异, 但区域尺度下二者海拔格局随海拔带宽度的增加存在一定程度的一致性。     

台湾维管束植物物种丰富度和种域宽度的海拔格局及对Rapoport法则的检验

物种丰富度和种域(即物种分布范围)沿环境梯度的变化是生物地理学和生物多样性研究的核心问题.岛屿由于受到地理隔离的作用.其物种分布、多样性格局及其成因的特殊性对于发展和检验生物地理学的假说具有重要意义.Rapoport法则提出,生物种域存在着随海拔上升而增大的趋势.台湾地区具有显著的海拔梯度和典型的岛屿环境,其植物区系丰富而独特.我们首次对台湾维管束植物的海拔分布进行研究,包括不同类群植物的物种丰富度和种域的海拔梯度格局,并检验了Rapoport法则的适用性.综合相关信息得到台湾维管束植物区系包含241科1,466属4,751种(含种下单位),对其中具有海拔分布范围信息的3,330种植物进行统计,结果表明:(1)台湾维管束植物科、属、种的丰富度总体上随海拔上升而减小,入侵植物丰富度具有类似格局,而台湾特有植物呈现明显的单峰格局;按照分类群计,蕨类植物和裸子植物为单峰格局,被子植物的3个生态类群均为单调递减格局.(2)物种种域海拔宽度与海拔的关系随不同类群和分析方法而异.其中,入侵植物的种域宽度和中点海拔具有显著的正相关关系,支持Rapoport法则,而全部植物和特有植物不支持;蕨类植物的海拔分布支持Rapopott法则,裸子植物不支持,其他分类群因方法不同而结果之间不一致.我们还比较了台湾和周边大陆和岛屿山地的物种丰富度海拔格局,认为它们物种丰富度海拔梯度模式的不同可能与降水海拔格局的差异有关;而关于Rapoport法则的检验表明,即使在同一山体,不同类群植物分布范围的海拔模式也可能取决于不同的因素和作用机制.     

重庆大巴山国家级自然保护区森林植物多样性垂直格局

以重庆大巴山国家级自然保护区西南方向沿海拔梯度选择的20个样地为研究对象,通过等级聚类分析,结合物种重要值、物种丰富度、区系分化强度和α、β多样性指数等方面的分析,以揭示其森林植物多样性沿海拔梯度的分布特征。结果表明:(1)在20个样方中,共记录到维管植物97科226属335种;随着海拔上升,各样地植物科、属、种总数大体上呈先增加后降低的趋势。(2)植物群落在垂直梯度上差异显著;综合群落生长型和等级聚类分析结果,将群落沿海拔梯度划分为4个类型:海拔1 000m以下为常绿阔叶林和偏暖性针阔混交林,1 000~1 600m为常绿落叶阔叶混交林,1 600~2 100m为偏暖湿性针阔混交林,海拔2 100m以上为暗针叶林。(3)α多样性指数具有垂直变化规律;Simpson优势度和Pielou均匀度随海拔变化较小,乔木层Shannon-Wiener指数随海拔升高有明显降低的趋势,混交林类型的物种多样性和区系分化强度较高。(4)β多样性指数在低海拔区段起伏较大;随着海拔升高,乔木层Cody指数的变化格局总体上呈逐渐降低的趋势,相邻群落间物种异质性逐渐减小,物种的替代速率下降,最终达到相对稳定的状态。     

Patterns of grassland community composition and structure along an elevational gradient on the Qinghai–Tibet Plateau

青藏高原草地群落组成和结构的海拔梯度格局 青藏高原高寒草地是维持区域生态安全的天然屏障,也在一定程度上造就了该区域较高的生物多样性。然而,我们对青藏高原高寒草地植物群落组成和结构的海拔分布格局及其自身维持机制仍知之甚少。本研究在青藏高原东北部沿公路形成的海拔梯度设置了39个实验样地(海拔跨度为2800–5100m),每个样地设5个调查样方进行群落调查,包括物种组成、高度、盖度,评估青藏高原高寒草地植物群落的α和β多样性的海拔梯度格局及其影响因素。研究结果发现草地群落高度随着海拔的增加而显著降低,而群落盖度变化却不显著。随着海拔的增加,植物物种丰富度(α多样性)显著增加,而群落变异性(β多样性)显著降低。约束聚类分析表明,随海拔增加草地群落结构逐渐发生变化,基于此,在这种变化过程中,我们监测到3个渐变的海拔间断点,分别在海拔3640、4252和4333 m处。结构方程模型(SEM)表明,降水增加和温度降低对α多样性有显著的正向作用,但植物群落α多样性的变化显著改变群落变异性。以上结果表明,青藏高原的群落组成和结构沿海拔梯度发生了从量变到质变的过程。