生态位分化与森林群落物种多样性维持研究展望

一直以来,生态学家和进化生物学家对森林群落物种多样格局及其形成机制持有不同的观点。虽然Robert Ricklefs将进化和生态过程整合的观点已经被群落生态学家广泛接受,但是区域物种进化历史以及局域群落微进化过程是否能够影响群落生态学过程以及这些过程如何影响群落结构和动态还有待商榷。经典的生态位理论同时强调了种间和种内生态位分化对群落多样性维持的影响。但是生态学家普遍认为种间差异足以代表群落内个体间的相互作用关系,并且由于进化过程导致的种内分化往往涉及较长的时间尺度,因此,虽然种内差异是自然选择的重要材料,物种对环境的适应性进化过程所导致的种内分化对群落构建的影响往往被生态学家所忽视。为此,通过回顾种间和个体生态位分化的研究历史,对两类研究分别进行简要阐述,强调在今后的群落生态学研究中需要考虑个体分化对局域群落构建的影响。     

围垦滩涂潮沟秋季大型底栖动物群落和生态位分析

生态位理论是生态学中重要的基础理论之一,在种间关系、群落结构、种的多样性及种群进化研究中已被广泛应用。自1910年Johnson首次使用生态位一词以来,生态位这一概念一直受到生物学家的普遍关注,尤其是进入20世纪90年代后,随着生态学学科的发展,生物学家对生态位这一理论的研究工作也给予了充分的重视（Leibold,1995）。生态位理论在动物学研究方面多应用于对昆虫和鸟类群落的研究中（Albrecht and Gotelli,2001;刘新民等。2002）,对于滩涂潮沟底栖动物群落物种生态位研究则罕见报道。     

以光合效率度量天然白桦种群生态位初探

生态位常被理解为“一个生物单位 (个体、种群或物种 )生存条件或适应性的总集合体[3 ,5] 。过去常用于动物种群生态学研究 ,Ｗｈｉｔｔａｋｅｒ首次将生态位理论应用于森林生态学研究[5] 。目前 ,国内外对生态位的研究主要集中在以下方面 :①把生态位与资源利用谱等同起来 ;②生态位占据与竞争联系在一起 ;③生态位是多维空间内具有一定功能的 ,为一个种或种群所占有的功能单位 ,亦即符合该种适合性的小区。这就涉及到“功能单位”的应有宽度及其计测标准和方法 ;④各种有机体均有其在自然群落中的地位、功能作用或某种生活方式 ,它们之间…     

生态位有关术语的定义及计算公式评述

生态位(niche)理论在种间关系、群落结构、种的多样性及种群进化的研究中已被广泛应用。但对生态位及有关术语诸如生态位宽度、生态位重叠、生态位大小的定义至今还比较混乱。对于它们的计测,虽已提出了许多公式,但对其在生态学上的合理性仍有争议,本文试就这方面的问题作一评述。     

物种多度格局研究进展

 物种多度格局研究始于20世纪30年代,是种群生态学和群落生态学研究的起点。物种多度格局研究主要在两个水平上进行：1）初期研究主要集中于群落水平,希望在不同群落之间发现一个共同的整体格局来描述群落的组织结构。常用模型包括几何级数、对数级数、对数正态和断棍模型,不同模型代表了不同的生态学过程。2）目前转向重视物种水平,并以物种多度的区域分布规律及其生态学机制研究为主。物种分布区多度关系有正相关、无相关和负相关3种形式。局部多度高的物种一般趋于广布,而局部多度低的物种趋于受限分布。物种多度区域分布的生态位模型预测为单峰型,还经常会出现“热点地区”;而异质种群模型预测为双峰型。物种多度的区域分布主要由环境资源特性、物种生态位和扩散过程等因素决定。3）物种多度格局的时间变化与空间变异类似,代表了这些生态学过程的时间异质性。4）物种多度格局的尺度变化经常表现出自相似性,但该规律并非一直存在,因为生物多样性由不同尺度上的不同生态学过程决定。5）多度（稀有度）是物种保护的基本依据,而群落多度模型能够指示生态学和干扰过程变化对群落结构的影响。物种多度格局的模型手段仍需改进,机制研究尚不系统,应用研究亟待扩展,对于物种多度格局的深入理解将为揭示生物多样性分布机制和有效保护提供帮助。     

西藏冷杉原始林群落物种多样性初步研究

物种多样性是反映植物群落内各物种在组成、结构和动态方面存在差异程度的指标。随着植物群落结构、功能和所处环境因子的变化 ,群落内物种多样性也随之发生变化。根据物种多样性指标 (多样性、丰富度、均匀度指数等 )的变化特征 ,能够深入揭示植物群落的环境变化梯度和结构变化、功能演化的趋势。通常应用α多样性和 β多样性来分别测度群落内和群落间物种多样性的变化特点[2 ,3 ] ,并取得了一批成果[4 ,7,10 ,13 ] ,同时在种群生态位、种间联结、种间竞争等理论研究方面也得到广泛应用[1,8,11] 。西藏自治区是青藏高原的主体 ,藏东南(林芝…     

斧头湖挺水植被的群落学研究——Ⅱ.莲群落Com. Nelumbo nucifera的结构

本文从物种结构、水平结构和垂直结构三方面结合其时间特征对湖北省斧头湖莲群落的结构进行了分析,结果表明:①莲群落物种组成复杂,生长型类型多样,是一多优群落,挺水、浮水和沉水三个植被层都很发达;②莲群落中明显地表现出了优势种的替代过程,沉水植被层中菹草、黑藻和金鱼藻的替代尤为明显,各物种的个体生态学习性的差异是造成这种现象的主要原因;③莲群落内部表现出不同物种的种群分布在水平方向上的分化,莲的叶片和花果均表现出群聚分布的式样,是一种形态学格局;④莲群落垂直结构复杂,一般存在三个植被层,不同植被层的变化各有其特征。     

太行山中段植物群落优势种生态位研究

运用TWINSPAN把样方分为8个群落类型,用Levins、Shannon-wiener生态位宽度公式和Petraitis生态位特定重叠指数公式测定群落中主要种群生态位宽度和生态位重叠,并分析各种群生态位的生态学意义。在总群落中,披针苔草和草地早熟禾的生态位宽度最大,说明它们对群落环境的适应能力最强,对资源的利用能力也最强;在不同的群落里（群落Ⅰ到群落Ⅷ）,相同种群生态位宽度有极大差别,草地早熟禾在群落Ⅱ中,B1为 2.753,B2为 15.561,在群落Ⅷ中,B1为0,B2为1;总群落中,各种群的生态位宽度明显大于其在其他群落里的生态位宽度。两个种群的生态位重叠值越大,说明它们占据越相似的资源空间,珠芽蓼和火绒草的生态位重叠值高达0.892（群落Ⅰ中）,说明它们利用资源的相似性程度很高;在总群落中,各种群之间生态位重叠值都很低。     

植物DNA条形码促进系统发育群落生态学发展

系统发育群落生态学是近年兴起的一个重要牛态学研究分支,它以群落生态学为基础并引入了系统发育的分析方法,全面动态地反映了群落中物种内和物种间的相互作用关系,揭示了群落格局形成的生态学过程,研究了生物多样性的形成及维持机制.巴拿马BCI(Barro Colorado Island)样地的成功例子说明,在固定样地进行长期的群落生态与系统发育研究切实可行且极具意义;DNA条形码的快速兴起对这一研究发挥着重要作用.本文先列举了群落生态与系统发育综合分析能解决的群落系统发育结构、群落生态位结构、生物地理学和性状进化等生态学问题;接着介绍了标准植物DNA条形码以及利用片段组合(rbcL+matK+trnH-psbA)进行快速物种识别和近缘种区分、精确群落系统发育关系的构建以及群落生态学研究;随后提出DNA条形码研究在类群水平上需注意两片段的条形码组合(matK+rbcL)在同属种鉴别能力上的不足,而在较大尺度群落水平上需对实验设计进行优化.DNA条形码将为探讨物种多样性及其维持机理、系统发育beta多样性以及群落水平上功能性状进化研究提供新的思路.     

皇甫川流域天然草地恢复演替进程中优势种的生态位分析

采用Levins,Shannon-wiener生态位宽度公式和Levins生态位特定重叠指数公式对皇甫川流域天然草地恢复演替不同阶段植物群落中优势种生态位宽度和生态位重叠进行了测定,并分析各种群生态位宽度和生态位重叠的生态学意义.结果表明:演替过程中每一群落类型的优势种具有最大的生态位宽度;生态位宽度在演替序列的动态变化与种群动态有较好的对应关系:生态位重叠越大,种群间的生态相似性越大,利用资源的相似性程度越高,种间竞争可能越激烈;竞争是促使流域内各植物群落向顶级群落演替的一种动力机制.     

秦岭冷杉群落主要种群生态位研究

基于对秦岭山区濒危植物秦岭冷杉(Abies chensiensis)分布群落的样地调查,采用定量分析的方法,研究了秦岭冷杉群落中主要种群的生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠,结果表明：（1）分别用Levins和Shannon-weiner两指数测得的主要种群的生态位宽度结果基本一致,即乔木、灌木和草本层中生态位宽度最大的依次为秦岭冷杉、箭竹（Sinarundinaria nitida）和苔草（Carex lanceolata）,秦岭冷杉与生态位宽度值大的种群易形成混交林;（2）生态位宽度较高的两个种群,种对相似性比例一般较高;（3）秦岭冷杉群落中各主要种群之间的生态位重叠程度较低,表明种群对群落环境资源的分享比较充分,群落处于相对稳定状态。     

漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种群生态位

为了解漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种群的生态位特征,在对其进行群落调查的基础上,利用Levins和Shannon生态位宽度、Schoener生态位相似性和Pianka生态位重叠指数对漓江河岸带枫杨群落乔木层、灌木层主要种群生态位进行定量分析.结果表明: 乔木层的枫杨、灌木层的石榕树和桑的生态位宽度较大;重要值较大的物种,其生态位宽度一般较大,但两者排名顺序并不完全一致.乔木层主要种群生态位相似性普遍小于灌木层,平均值分别为0.151和0.236,主要种群间的生态位相似性较小,各种群对资源利用的相似程度不高;乔木层主要种群生态位重叠普遍小于灌木层,它们的平均值分别为0.217和0.273,主要种群间的生态位重叠程度较低;生态位宽度与生态位相似性之间无显著相关关系,生态位宽度大的物种与其他物种发生重叠的概率更大,但生态位重叠值不一定大,生态位相似性大的物种,其生态位重叠值一般较大.漓江河岸带枫杨群落属于地带性顶极群落,种间关系相对稳定,种群更新缓慢,在发展中有衰退趋势.     

缙云山大头茶(Gordonia acuminata)生态位研究

基于四川缙云山森林群落演替系列群落取样, 采用Ｌｅｖｉｎｓ 生态位宽度、Ｆｅｉｎｓｉｎｇ 和Ｓｐｅａｒｓ相似性比例生态位宽度及Ｌｅｖｉｎｓ 生态位重叠、Ｐｅｔｒａｉｔｉｓ 生态位重叠等计测公式, 对大头茶（ Ｇｏｒ ｄｏｎｉａ ａｃｕｍｉｎａｔａ） 种群的生态位特征及动态进行了研究。结果表明, 大头茶种群生态位宽度在演替系列群落中由小到大再减小, 它与缙云山森林群落其它优势乔木种群的生态位特定重叠主要表现在同针叶林中的川灰木（ Ｓｙｍｐｌｏｃｏｓ ｓｅｔｃｈｕｎｅｎｓｉｓ） 、杉木（ Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ） 、马尾松（Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ） 种群上; 反之, 其它优势乔木种群在大头茶种群上的生态位特定重叠在大头茶纯林中表现较显著; 从总体上, 所选１５ 个优势种群在各类群落中均不表现出显著的生态位普遍重叠。反映了大头茶种群在缙云山森林群落演替中的先锋拓殖作用, 亦为其常绿阔叶林的重要种群之一, 但它更重要的是一森林群落演替过渡类型的优势种群。     

新疆阜康绿洲荒漠过渡带主要植物种的生态位分析

采用Levins公式和王刚生态重叠计测方法,对新疆阜康绿洲荒漠过渡带中的7个植物种,分别从群落梯度和3个单一生态因子（土壤水分维,土壤盐分维,土壤酸碱度维）上对其生态位分化进行了定量分析。结果如下：（1）在群落梯度上,生态位大小依次为红砂（0.7010）,梭梭（0.6434）,角果藜（0.4774）,雾冰藜（0.3745）,盐爪爪（0.3541）,叉毛蓬（0.3354）和碱蓬（0.2769）;（2）红砂在土壤水分、土壤盐分、土壤酸碱度维上的生态位分别为0.5274,0.6039和0.3620,梭梭在这3维上分别为03320,0.3083和0.5103,从生态位宽度看,红砂和梭梭处于优势种地位,其余为非优势种;（3）每个物种在群落梯度上的生态位宽度基本大于在上述3个资源轴上的平均生态位;（4）红砂与梭梭在土壤盐分维上的生态位重叠最大（0.4203）。表明了这两个优势种在利用土壤盐分方面有相似的特性。     

普陀山主要植物种生态位特征

利用样地调查方法,以物种重要值作为资源状态指标,应用Levins生态位宽度公式和Levins生态位重叠公式对普陀山主要植物种进行了生态位宽度和生态位重叠计算。结果表明:普陀山主要植物群落中,青冈(Cyclobalanopsis glauca)、茶(Camellia sinensis)、薹草(Carex tristachya)的生态位宽度分别在乔、灌、草本层中占有优势地位;而且,各层植物种之间有着不同程度的重叠,表现为草本层>乔木层>灌木层;总体上,各植物种的生态位重叠较小,生态位分化明显,资源利用方式分化较大;分布频度是影响植物种生态位宽度、生态位重叠大小的主要因素之一,分布频度越大,则生态位宽度越大,与其他植物种形成生态位重叠的机率也越大。     

淀山湖浮游植物优势种生态位

运用改进的Levins公式和Petraitis指数测定了淀山湖浮游植物优势种的生态位宽度和生态位重叠,分析了生态位宽度、种间生态位重叠与优势种密度和优势度的相关性.结果表明:不同时期各优势种的生态位宽度和生态位重叠不尽相同,各物种对环境因子的适应能力存在差异.根据不同季节的生态位宽度可以将淀山湖浮游植物优势种分为4类;尖尾蓝隐藻和小球藻的生态位较宽,数量较多,分布较广,能充分利用环境资源.水华暴发时期,蓝藻门各优势种与其他藻类之间的生态位重叠程度相对偏高;铜绿微囊藻的生态位变宽,而其他优势种的生态位宽度相对有所降低.各季节优势种的优势度与其生态位宽度呈显著相关,优势种密度与生态位重叠呈极显著相关.     

黄山濒危植物小花木兰生态位与年龄结构研究

基于对黄山风景区濒危植物小花木兰（Magnolia seiboldii）分布群落的样地调查,采用定量分析的方法,研究了小花木兰群落中主要种群的生态位宽度、生态位重叠和小花木兰种群的年龄结构．结果表明：（1）分别用Levins和Shannon weiner两指数测得的主要优势种群的生态位宽度结果基本一致;重要值大的种群一般具有较宽的生态位。生态位重叠与生态位宽度有关,具较宽生态位的种群一般与其他种群具有较高的生态位重叠,另外,具有相似生境要求和相似生物学特征的种群间也具有较大的生态位重叠,如都是耐萌种的小花木兰与四照花（Dendrobenthamia japonica）的生态位重叠值较高。种群间生态位重叠程度较高,物种间关系复杂,对资源共享趋势明显。（2）小花木兰为星散间断分布,在群落中处于伴生从属地位,生存易受群落变化的影响。对生境要求相似的种群在同一生境下当资源充分时能形成良好的共生关系,支持林思祖等人的生态位重叠与竞争不成相关关系的学说。（3）通过对小花木兰年龄结构的统计发现,小花木兰年龄结构不完整,属于衰退型,幼苗储备严重不足,成为该种群更新的一大瓶颈。（4）它的高海拔分布显示了低温是它生存的一个重要保证;水分也是影响小花木兰种群动态的重要因子。散花坞生境中小花木兰生长良好,呈增长趋势,而清凉台生境小花木兰则表现为年龄老化,呈衰退趋势。散花坞和清凉台可视为重点保护生境,其间生境差异导致的种群动态差异有待于进一步探讨。     

中街山列岛海洋保护区虾类优势种时空生态位

为了解中街山列岛海洋保护区内虾类种群特征和生存状况,根据2018年1、4、7和10月该海域拖网调查数据,基于相对重要性指数、Shannon指数、Pianka公式以及Pearson相关系数,对该海域虾类优势种的时空生态位进行分析。结果表明: 该海域共采集鉴定虾类16种,隶属于10科13属,其中葛氏长臂虾、中华管鞭虾、鲜明鼓虾、哈氏仿对虾、日本鼓虾为优势种,隶属于4科4属。优势种时间生态位宽度变化幅度较大,而空间生态位宽度变化幅度较小,时间生态位宽度与适温性呈显著相关。小型虾类日本鼓虾的时空生态位宽度值最高。哈氏仿对虾和中华管鞭虾的时间生态位重叠值最大,二者时间同步性高,季节性竞争剧烈。所有优势种均存在显著的空间生态位重叠,说明优势种虾类空间同域性高,区域性竞争整体较强。哈氏仿对虾与葛氏长臂虾的时空生态位重叠值最大,表明二者在该海域对水环境和生物环境的选择以及产卵和洄游习性等相似度高,可能存在激烈的种间竞争。本研究旨在为海洋生物时空生态位的应用研究提供参考。     

古田山青冈林优势种群生态位特征

利用样方法进行野外调查,每个样地大小20 m×20 m。采用生态位宽度、生态位相似比例和生态位重叠值公式统计分析了古田山自然保护区青冈林优势种群生态位特征。结果表明,古田山青冈林中青冈、马银花、木荷、甜槠、麂角杜鹃等具有较大的生态位宽度,其Bi、Ba分别为0.7974、0.6435、0.6272、0.5908、0.5783和0.7770、0.4012、0.4745、0.4171、0.4303;而光叶石楠和栲树的生态位宽度较小,Bi、Ba仅为0.3966、0.2716和0.1441、0.0825。生态位宽度大的种群间生态位相似比例较高,如青冈与马银花、麂角杜鹃的生态位相似比分别为0.6134、0.6056;反之则低,如光叶石楠和栲树生态位相似比为0.1039。生态位重叠与生态位宽度有一定的联系,高生态位宽度种群间的生态位重叠通常较大,反之则低。     

洮河自然保护区大峪沟林区紫果云杉群落木本植物种群生态位特征

基于群落调查数据,以样地代表多种资源的综合状态,物种重要值作为生态位的计测指标,利用Levins和Shannon生态位宽度,Schoener生态位相似和Pianka生态位重叠对洮河自然保护区大峪沟林区的紫果云杉群落木本植物种群生态位进行定量研究。结果表明：紫果云杉群落乔木层共有树种8种,隶属于4科6属,紫果云杉占绝对优势,岷江冷杉为次优势种;灌木层共有植物50种,隶属于16科25属,忍冬科的蓝靛果、葱皮忍冬和唐古特忍冬等以及蔷薇科的峨眉蔷薇和银露梅等构成了灌木层的主体,紫果云杉幼苗优势不明显,但生态位宽度最大。本研究表明,生态位宽度受物种生态特性及其分布和生境共同影响,重要值大的物种生态位宽度一般较大,生态位宽度大的物种之间生态位相似性和重叠性一般较大,并与其它物种重叠的概率高、重叠程度大,生态位宽度小的物种集中出现时也会出现较大的生态位重叠,同科或同属的物种间常有较大生态位相似和重叠。生态位宽度反映着种群的扩散潜力,生态位相似反映着群落的稳定性,生态位重叠反映着物种间存在或潜在的竞争程度。紫果云杉在乔、灌木层均有最大的生态位宽度,生态适应性最强,群落结构稳定,具有进一步扩散的可能。