应用中性理论分析局域群落中的物种多样性及稳定性

如何解释群落中物种的丰富与稀少,并对物种多样性和群落稳定性进行合理的量化评价是群落生态学研究中的一个热点问题。20世纪中期,MacArthur将影响自然群落稳定性的因素归结为物种数量多少以及物种间相互作用的大小,20世纪末Doak等学者提出群落的容纳能力和物种间的维持机制是决定群落稳定性的关键因素。同时对群落结构及物种间维持机制的研究也有了新的突破,Hubbell提出\"生物多样性与生物地理学统一的中性理论(Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography)\"为群落生态学研究提供了新的思路和方法。从群落中性理论的基本假设出发,对Hubbell中性理论中局域群落的物种多度动态模型进行分析,归纳得出群落中性理论中物种多样性与群落稳定性之间的量化关系。封闭的局域群落中,出现物种灭绝或单物种独占的时间与群落大小及物种相对多度成正比,物种多样性程度的增加可延长物种灭绝或独占的时间;开放的局域群落中,物种多度期望值与局域群落大小、物种在集合群落中的物种相对多度成正比,周围群落中物种的灭绝会引起局域群落中相应物种的灭绝,最终导致整个生态群落物种多样性的降低;群落中物种多度的方差与局域群落大小、迁移率、物种在集合群落中的物种相对多度相关,局域群落物种多度的波动幅度随着群落间生态隔离的减弱或物种多样性程度的增加而减小。由此,集合群落物种多样性是影响局域群落物种多样性的重要因素,生态隔离程度的减弱及物种多样性的增加都将增强群落的稳定性。     

渤海线虫群落的多样性及中性模型分析

对渤海的黄河口水下三角洲、莱州湾和渤海中部共9个站位的海洋线虫群落的多样性进行了研究.用于比较的海域和站位还包括1995年胶州湾的95B2站和1988年湄州湾的A01站.以上11个站位共鉴定出自由生活海洋线虫154种,分属于107属29个科.使用种丰度(SR),香农-维弗指数(H′)和均衡度(J)用来比较不同生境的生物多样性.不同生境和站位的生物多样性水平由高到低依次为渤海中部(9761、DA18、DA19和DA20,SR=8.60±0.84,H′=4.94±0.23)、莱州湾(9762、DA2和DA4,SR=6.48士0.40,H′=3.95±3.0)和黄河口水下三角洲(E9和E11,SR=4.18±0.56,H′=3.60±0.24).线虫生物多样性与海水的盐度和沉积物的异质性指数(h)呈显著的负相关(P≤0.01).Caswell中性模型分析指明,大部分研究站位的"V"值为"-2～+2",说明未受到显著外界因子的扰动.渤海中部的9761站的"V"值为2.054,暗示环境稳定性的增强,而莱州湾的DA4站"V"值为-2.624指明受到外界环境因子的显著影响,可能与黄河口输送大量的物质有关.     

基于过程的群落生态学理论框架

如何解释群落的物种多样性是群落生态学的核心问题之一,贯穿于群落生态学的整个发展过程,至今仍未得到圆满解决.与这个问题有关的理论层出不穷,使得群落生态学研究产生了很多混乱,这种状况促使一些生态学家开始反思群落生态学是否一定要从群落结构出发?最近,一个新的、基于过程的理论框架为群落生态学提供了更有前景的发展方向.该理论框架...     

山西省南方红豆杉自然分布与群落生态学特征

南方红豆杉为国家Ⅰ级重点保护植物,山西省东南部为其自然分布最北界.本文调查了南方红豆杉在山西省的野生分布,对其进行了群落划分、物种多样性、结构特征和竞争特性的研究.结果表明: 山西省南方红豆杉主要形成南方红豆杉+鹅耳枥群落、南方红豆杉-荆条群落、南方红豆杉-海州常山群落和南方红豆杉+栓皮栎群落,集中分布于陵川县磨河和阳城县蟒河自然保护区,其他地区均为散生;群落垂直结构明显,南方红豆杉已进入主林层,混交林林冠层高8~10 m,纯林高5～6 m;群落间的总体物种多样性指数和均匀度指数存在显著差异.南方红豆杉植株矮小,平均高5.16 m,乔木层、演替层分别占43.4%和56.6%,更新层缺乏;胸径＜16 cm的个体占67.6%,胸径32～40 cm的个体占4.0%,幼苗稀少,仅发现4株幼苗;大量的小径级个体虽可保证南方红豆杉在一定时间内维持稳定的种群结构,但幼苗缺失必将引起未来种群的衰退.山西省野生南方红豆杉分布相对集中,多数是小径级个体,导致其种内竞争激烈,种内竞争强度占61.8%;鹅耳枥和栓皮栎是研究地区的主要组成树种,对南方红豆杉造成的种间竞争压力最大.     

山西庞泉沟自然保护区森林群落物种多样性

在对山西庞泉沟自然保护区森林群落进行数量分类的基础上,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对保护区内森林群落的物种多样性进行了研究,并对森林群落各层片之间的物种多样性进行了相关性分析.结果表明:(1)森林群落15个群丛的丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数能很好地反映各群丛多样性变化规律.(2)各群丛的丰富度指数和物种多样性指数总体上呈现草本层＞灌木层＞乔木层,草本层的均匀度最小,大多数森林群落乔木层和灌木层的均匀度比较接近.(3) Patrick指数、Simpson指数、Shannon指数以及Pielou指数和Alatalo指数之间表现极显著差异性(P＜0.01).(4)群丛3(华北落叶松-土庄绣线菊+美蔷薇-东方草莓群丛)灌木层和草本层之间呈显著负相关(r=-0.643,P＜0.05);群丛8(白桦+山杨-灰栒子+美蔷薇-中亚苔草群丛)乔木层和灌木层呈显著负相关(r=-0.458,P＜0.05),灌木层和草本层则呈显著正相关(r=0.404,P＜0.05);群丛11(白杄-中亚苔草+烟管头草)的乔木层和草本层之间呈显著负相关(r=-0.949,P＜0.05).     

广西红树林蜘蛛群落研究

广西红树林区及其近邻非红树林生境共采集到蜘蛛８２种,隶属于１３科４９属,其中红树林区有１３科３２属５５种。红树林区以园蛛科、非红树林区以猫蛛科和狼蛛科种类所占比例较高。角腹艾蛛是红树林区的优势种。物种多样性和丰富度红树林区比非红树林区高。     

地带性森林群落物种多样性的比较研究

在群落调查以及文献收集的基础上,对暖温带地区、暖温带和亚热带过渡地区、亚热带地区以及热带地区的典型地带笥植被不同群落类型群落多样性进行了分析和研究。结果发现这４类地区物种多样性的变化具有一定的规律性,具体表现在热带地区群落乔木层的物种丰富度和多样性为最高,然后依次是亚热带地区、秦蛉地区和东灵山地区;灌木层的物种丰富度和多样性则以亚热带地区为最高,其次是秦岭地区,热带地区的则仍高于东灵山地区;灌木层     

湘西北蜡梅群落典型样地的物种多样性特征初探

根据湘西北野生蜡梅〔Ｃｈｉｍｏｎａｎｔｈｕｓｐｒａｅｃｏｘ（Ｌ．）Ｌｉｎｋ〕群落典型样地的调查结果,对其物种多样性指数及其特征进行了综合测算与分析,结果表明：群落各层次的种群数量分布与多样性指数（除优势度指数外）的变化规律基本一致,从乔木层到草本层依次递增,显示出其林冠层下能够容纳丰富的物种多样性。将不同区域的样地之间多样性综合指标进行比较,并结合林木径级构成分析,发现处于人为活动影响下的蜡梅群落,其物种多样性逐渐退化,群落的发育速度减缓;而处于自然演替中的群落,其多样性综合指标较高,群落结构复杂且较稳定,顺向演替进程加快     

群落构建的中性理论和生态位理论

物种共存和生物多样性维持一直是生态学研究的中心论题。基于物种生态位分化的群落构建理论已经发展了近一个世纪, 但我们对群落构建和生物多样性维持的机理仍然不清楚。近年来, 群落中性理论以其简约性和预测能力成为群落生态学研究的焦点, 但由于其“物种在生态功能上等价”的假设与大量研究结果相悖, 同时对自然群落结构的准确预测也只限于少数的生态系统, 因而饱受质疑。如今, 越来越多的生态学家认为群落构建的生态位理论与中性理论之争的最终归宿应该是二者的整合。 在本文中, 我们在简要回顾生态位理论和群落中性理论发展的基础上, 分析二者之间的主要分歧和互补性, 试图梳理二者整合的途径。我们认为, 尽管中性理论的发展极大地丰富了群落构建理论, 但二者的整合尚处于初级阶段; 群落构建零模型假说、中性—生态位连续体假说、随机生态位假说等都不失为有价值的尝试, 今后需要在其他类型的生态系统中进行实验验证, 以更好地理解确定性过程和随机过程在决定群落构建和生物多样性维持中的作用。     

密叶红豆杉自然分布及群落生态学特征

密叶红豆杉(Taxus fuana)为我国I级保护野生植物,由于其对生长环境要求严苛,在全球范围内少有分布。依据对西藏自治区日喀则市吉隆县区域密叶红豆杉自然分布的调查,对其群落组成、结构特征和种群竞争等进行了研究。通过计算各植物的重要值(P_i),并根据重要值进行了聚类分析,将研究地区划分为铁杉(Tsuga chinensis)+密叶红豆杉群落(C1)、高山栎(Quercus semicarpifolia)+密叶红豆杉+朴树(Celtis sinensis)+华榛(Corylus chinensis)群落(C2)、密叶红豆杉+刺叶高山栎(Quercus spinosa)群落(C3)、铁杉+密叶红豆杉+华榛群落(C4),群落中密叶红豆杉多为散生,4种群落分布于吉隆县的热玛村、郎久村和吉普村。通过对各个群落中所有树种树高(H,Hight)胸径(DBH,Diameter at Breast Height)的整理,得出:四种群落的垂直结构明显,铁杉最高,平均树高可达25 m,密叶红豆杉与其他乔木较矮,处于亚优层,平均树高约为7 m;除C3群落乔木层比例为17.8%外,其他群...     

When and why do non-neutral metacommunities appear neutral?

Hubbell's neutral theory assumes that all species in a community have the same per capita fitness. Despite the overwhelming evidence against this assumption in most communities the neutral theory has often been, though not always, successful at predicting patterns of diversity in nature. I analyze a non-neutral model in order to suggest conditions under which observed species-abundance distributions (SADs) could be expected to resemble neutral distributions. The non-neutral model consists of two guilds of species such that (1) individuals between guilds do not interact, (2) dynamics within guilds follow Hubbell's model and (3) neutral parameters between guilds differ. This two-guild model generates SADs that appear neutral in some cases and clearly non-neutral in other cases. This result suggests that SADs may be more informative about niche structure than previously thought. The two-guild model could be tested in communities composed of fairly well-defined guilds or functional groups.     

长湖水生植物多样性及其变化

研究了湖北省第三大湖泊长湖水生植物多样性的现状及其长期变化,并探讨了多样性丧失的机理及多样性恢复与保护的有效途径。主要结论：(1)长湖现有水生植物98种,多度最大的是微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、密齿苦草(Vallisneria denseserrulata)、野菱(Trapa incisa)、双角菱(T.bispinosa)、菹草(Potamogeton crispus)、紫萍(Spirodela polyrhiza)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、满江红(Azolla imbricata)。(2)长湖现有水生植物群丛类型14个,群落物种多样性指数最高的是芡实 野菱 双角菱群丛(Euryale ferox Trapa incisa T.bispinosa Ass.),其次为轮叶黑藻 密齿苦草|大茨藻群丛(Hydrilla verticillata Vallisneria denseserrulata Najas marioa Ass.)与竹叶眼子菜 穗花狐尾藻群丛(Potamogeton malaianus Myriophylhum spicatum Ass.)。(3)20年来,已有6种水生植物和7个水生植物群丛类型从长湖消失,植被覆盖率下降了54．85％,全湖平均单位面积生物量下降了69．78％。(4)多样性丧失的主要原因是过度养殖、过度打草和耙捞作业,以及由此导致的湖水透明度的大幅度下降。(5)多样性恢复的有效途径是政府部门的行政干预与经济支持。     

天童森林植被的群落稳定性与物种多样性关系的研究

本文依据天童森林群落样地的数据,分析了群落稳定性与物种多样性的关系。结果表明不能单纯以物种多样性的高低来判断某具体群落的稳定性,使用群落各层次的物种多样性指数和群落优势种群的年龄结构来衡量群落的稳定性较为合适     

石蒜生长对杂草群落组成及物种多样性的影响

通过野外调查,研究了石蒜（Lycoris radiata）对群落杂草组成和物种多样性的影响。结果表明：石蒜的生长能减少群落中物种的种类,降低群落中杂草的密度,并减少商陆（Phytolacca aeinosa）、蹄盖蕨（Athyrium fricellia）及禾本科（Granmeae）几个物种的数量,群落的物种多样性指数降低,群落均匀度提高。群落相似度与没有石蒜分布的群落相比显著降低。说明石蒜改变了杂草的群落结构,有利于限制杂草的发生危害。     

长白山阔叶红松林大型真菌多样性

采用取样调查方法获得长白山阔叶红松混交林蒙古栎+红松+云杉群落、红松+色木槭+蒙古栎群落、红松+假色槭+糠椴群落、红松+花楷槭+紫椴群落、长白松+红松+山槐群落中的大型真菌物种组成和群落结构的基本数据,分析不同植物群落中大型真菌的丰富度指数R1、R2、多样性指数N1、N2和H′、均匀度指数E。大型真菌标本鉴定采用形态学分类方法,凭证标本保存于吉林农业大学菌物标本馆(HMJAU)。多样性研究结果:(1)共采集鉴定大型真菌238种,隶属于90属44科,其中外生菌根菌100种;腐生菌135种;其他3种。(2)在不同的植物群落中大型真菌丰富度、多样性、均匀度指数有所差异,其中蒙古栎+红松+云杉群落中的丰富度指数和多样性指数最高,而红松+色木槭+蒙古栎群落中的均匀度最大;(3)大型真菌子实体的发生在1a中出现2次高峰,即7月中下旬和9月上旬,第1次高峰期的优势类群为腐生菌,外生菌根菌较少;第2次高峰期优势类群则以外生菌根菌为主,腐生菌相对较少。     

Faunal structures associated with patches of mussels on East Asian coasts

Aggregations of mussels harbor a variety of associated animals and make it possible for diverse species to coexist at the shore. Species composition and diversity of the associated fauna are controlled by the position of mussel beds or patches, e.g. tidal level, age structure of mussels, quality of ambient water and by mussel species. When patches of mussels were surrounded by algal growth, a difference in the species composition of the associated fauna was recognized between the patches and algal mats. Mechanisms promoting coexistence are discussed. Biodeposit production by mussels may affect the environment both within the bed and the ambient waters. Reducing sediments showing low Eh values caused by the accumulation of biodeposits was observed in calm waters where the polychaete Capitella capitata, an indicator for organic enrichment, occurred both in the intertidal mussel bed and the subtidal sandy bottom communities. In a shallow subtidal sandy bottom of the Gulf of Thailand, where heavy bioturbation by the spatangoid urchin Brissus latecarinatus was occurring, small patches of the mussel Modiolus metcalfi increased species diversity and equitability in this habitat. Species composition was different between mussel patches and pure sandy bottoms. Electronic Publication     

太行山南段油松群落物种多样性研究

油松是太行山区重要的植树造林树种。本文以太行山南段为研究区域,采用随机取样法对武乡、黎城、襄垣、平顺、壶关、屯留6个地区油松的物种多样性与群落多样性进行了分析比较。结果表明:(1)6个地区油松群落中共有种子植物34科70属81种,包含乔木4科4属5种、灌木7科12属15种、草本23科54属61种;(2)太行山南段油松群落种子植物属的区系成分类型多样,以温带成分占绝对优势;(3)武乡、黎城、襄垣、平顺、壶关5个地区油松群落的物种多样性表现出较为一致的变化趋势,即草本层灌木层乔木层,而屯留的不同功能群物种多样性表现为草本层=灌木层乔木层;(4)6个地区油松群落多样性从高到低依次为平顺黎城襄垣武乡屯留壶关;(5)油松群落多样性和物种多样性水平受群落演替进程、地理环境、人为干扰等诸多因子的协同作用。     

An undersirable property of Hill's diversity indexN 2

Summary A desirable property of a diversity index is that it be a convex function of the proportions of different species that constitute a community.N ₂, a diversity index belonging to the Hill's series of diversity indices and which is equivalent to the reciprocal of Simpson's diversity index violates this requirement when the proportion of one of the species is close to 1. Recommendations ofN ₂ as the best possible index of diversity therefore need to be examined judiciously.