群落内物种多样性发生与维持的一个假说

本文根据作者对竞争排除法则的研究而提出了一个新的群落多样性假说。按照作者的观点,占用相同生态位的物种可以稳定共存;这样,群落内物种多样性将受到４个基本因子所控制。它们分别是：（Ⅰ）生态位的数量;（Ⅱ）区域物种库的大小;（Ⅲ）物种迁入速率,以及（Ⅳ）物种灭绝速率。该假说强调区域生物地理过程与局域生态过程共同决定了群落内种多样性的大小及分布模式。     

秦岭南坡松栎林群落演替过程中物种组成及多样性动态分析

为揭示秦岭南坡植物群落演替与物种多样性之间的复杂关系,采用空间代替时间的方法在秦岭南坡油松林、松栎混交林和锐齿栎林群落典型分布区域设置45个样地进行了群落学调查,统计分析了油松林→松栎混交林→锐齿栎林这一演替序列过程中草、灌、乔3层的物种组成和α物种多样性动态。结果表明:(1)秦岭南坡油松林、松栎混交林和锐齿栎林3种群落共有维管植物312种,隶属于73科183属,其中草本植物136种,灌木(含木质藤本)98种,乔木78种;油松林群落包含52科117属190种,松栎混交林群落含有60科95属129种,锐齿栎林群落则为50科109属178种。(2)沿油松林→松栎混交林→锐齿栎林群落演替序列,草本层物种均匀度和物种多样性显著降低,物种丰富度呈"V"形变化趋势;灌木层物种丰富度、均匀度以及物种多样性均无显著差异;乔木层物种多样性呈明显的单峰型变化,其中松栎混交林群落物种多样性指数最高。研究表明,秦岭南坡松栎林群落物种多样性随演替进展总体上呈现单峰型变化,与中期物种多样性假说一致;物种多样性可能仅仅是群落稳定的一个基础或前提条件。     

陕西子午岭植物群落演替过程中物种多样性变化与环境解释

采用空间代替时间的方法研究了黄土高原子午岭植物群落自然演替过程中不同层α物种多样性的变化规律,并通过CCA分析了物种多样性与环境间的关系。结果表明:(1)随演替的进展,草本层物种丰富度、均匀度及物种多样性均逐渐降低(P0.05);灌木层物种的丰富度与物种多样性均呈现相似的"J"形变化趋势,而均匀度(虎榛子(Ostryopsis davidiana)群落除外)差异不显著(P0.05);乔木层物种丰富度、均匀度以及物种多样性差异均不显著(P0.05);群落总体物种丰富度随演替进展呈现明显的单峰模型,与中期物种丰富度假说一致。(2)林冠郁闭度是影响草本层和灌木层物种组成的主要环境因子(P0.01),其次为土壤养分和坡位;而坡位对乔木层物种组成的影响极显著(P0.01),这可能与乔木树种的更新差异有关。(3)群落演替是物种扩散和环境筛综合作用的过程,物种对演替过程中变化光照资源的响应差异可能是该区不同层物种多样性变化的主要原因。     

植物群落物种多样性研究综述

物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式 ,包括两方面的含义 ,一是指一定区域内物种的总和 ,主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一个区域内物种的状况进行研究 ,也称区域物种多样性 ;二是指生态学方面物种分布的均匀程度 ,常常是从群落组织水平上进行研究 ,也称为生态多样性或群落多样性[1] 。本文所涉及物种多样性即为群落组织水平上的物种多样性。植物群落物种多样性的研究是其它多样性 (遗传多样性、生态系统多样性等 )的基础 ,有大量的研究成果相继报道 ,也有一些综述对植物群落物种多样性某一领域的研究进行总结。Ｍａｇｕ…     

植物群落的生物多样性及其可入侵性关系的实验研究

 生物入侵已经成为一个普遍性的环境问题,并为许多学者所关注。尽管一些理论研究和观察表明生物多样性丰富的群落不容易受到外来种的入侵,但后来有些实验研究并没能证实两者的负相关性,多样性 可入侵性假说仍然是入侵生态学领域争论比较多的一个焦点。人为构建不同物种多样性和物种功能群多样性（C3 禾本科植物、C4植物、非禾本科草本植物和豆科植物）梯度的小尺度群落,把其它影响可入侵性的外在因子和多样性效应隔离开来,研究入侵种喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)在不同群落里的入侵过程来验证多样性 可入侵性及其相关假说。研究结果显示,物种功能群丰富的群落可入侵程度较低,功能群数目相同而物种多样性不同的群落可入侵性没有显著性差异,功能群特征不同的群落也表现出可入侵性的差异,生活史周期短的单一物种群落和有着生物固氮功能的豆科植物群落可入侵程度较高,与喜旱莲子草属于同一功能群且有着相似生态位的土著种莲子草(A. sessilis)对入侵的抵抗力最强。实验结果表明,物种多样性和群落可入侵性并没有很显著的负相关,而是与物种特性基础上的物种功能群多样性呈负相关,群落中留给入侵种生态位的机会很可能是决定群落可入侵性的一个关键因子。     

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。     

生物多样性分布格局的地史成因假说

生物多样性的大尺度分布格局是现代环境与地史过程共同作用的结果。本文从影响机制、参数选择及与现代气候假说的关系等方面回顾了地史成因假说的最新进展, 并得出以下认识: (1) 地史过程对生物多样性的分布格局有显著影响, 但地史过程与现代环境之间强烈的共线性使得两者的影响常叠加在一起; (2) 与广域物种的多样性相比, 地史过程更有利于解释狭域物种(或特有物种)的多样性; (3) 地史过程的参数选择是地史假说所面临的挑战之一, 目前所用的指标与现代环境具有显著的共线性, 难以直观地体现地史过程对生物多样性的影响, 对不同区域内物种系统发育过程的对比或者物种形成速率及灭绝速率分布格局的分析可能有助于评价地史成因假说的影响。     

不同演替阶段东方水韭群落特征初步研究

采用"空间代替时间"的方法,对处于不同演替阶段的东方水韭(Isotes orientalis H. Liu et Q. F. Wang)群落进行了物种组成、群落生态学数量特征、物种多样性及繁殖方式的比较分析,结果表明,在演替初期,群落的多样性(物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和β多样性指数)最低,群落中东方水韭的多度、盖度、重要值和生态位宽度均最大,是明显的优势种;演替中期,东方水韭的多度、盖度、重要值和生态位宽度降低,但群落的物种多样性最高,是东方水韭的顶极群落;演替后期,群落中东方水韭的多度、盖度、重要值和生态位宽度均最低,多年生草本植物细叶芒(Miscanthus sinensis Anderss. )和菰[Zizania latifolia (Griseb. ) Turcz. ex Stapf]等逐渐占据重要地位.随群落的演替,群落中营无性/营养繁殖方式的物种数量逐渐增加,群落的繁殖策略由有性繁殖为主转为以无性/营养繁殖为主.研究结果显示,在东方水韭群落演替过程中,群落物种组成的改变、物种多样性的提高、物种繁殖策略的变化以及生境中生化,可能是导致东方水韭种群衰退的主要原因.     

桂西地区南亚热带落叶栎林群落组成及物种多样性研究北大核心CSCD

落叶栎林是桂西地区南亚热带的典型次生林,也是该区域落叶阔叶林的重要群系组。该研究采用典型样方法对桂西地区落叶栎林群落进行调查,分析了该区域落叶栎林群落的物种组成、区系成分、物种多样性特征及其与地形因子的关系,为桂西地区南亚热带植物多样性保护与恢复提供依据。结果显示:(1)研究区落叶栎林群落维管束植物共计269种,隶属80科178属。(2)种子植物区系以热带成分为主,同时表现出一定程度的温带过渡性质。(3)聚类分析表明,调查的落叶栎林群落可分为云南波罗栎林、栓皮栎林、白栎林、麻栎林4种林分类型,其中以白栎林群落的物种多样性最高,且灌木层的物种多样性显著高于乔木层和草本层。(4)RDA分析显示,落叶栎林群落不同层次物种多样性的差异受地形因子的影响,多样性指标与经度、纬度、海拔之间具有明显的相关性(P<0.05),其中乔木层物种多样性主要与经度、纬度呈显著的相关性,灌木层物种多样性与纬度、海拔相关,草本层物种多样性与经度、纬度、海拔之间均有相关性。     

停止人为去除植物功能群后的高寒草甸多样性恢复过程与群落构建

已有大量研究利用功能性状或系统发育来推断群落构建机制, 然而不同过程可能会导致相似的格局。本文基于对甘南高寒草甸植物功能群去除处理后群落恢复过程的跟踪调查, 对比了物种多样性、功能多样性和系统发育多样性的动态变化, 并分析了物种定殖与消失过程对功能多样性和系统发育多样性变化的影响。结果表明: 去除不同数量功能群的群落中: (1)包括物种丰富度(SR)、Shannon-Wiener指数(H°)和Simpson指数(D)在内的传统物种多样性均随时间快速上升并与自然群落趋同, 不同群落的均匀度指数(J)随时间呈增加趋势并趋于相似; 功能多样性(FD)与系统发育多样性(PD)呈现出与物种多样性相似的动态变化趋势, 而平均配对距离(MPD/MPD_a、MFD/MFD_a)则向中等程度聚集。(2)不同群落的功能群和物种组成在短期内均恢复到与自然群落非常相似的程度。(3)物种定殖与消失过程的功能格局是群落恢复过程中趋同效应的主要驱动力。本研究揭示了高寒草甸植物功能群去除停止后群落短期内快速恢复的过程, 说明在小尺度且周边具有大范围未退化草甸的情况下, 无论物种多样性、功能多样性还是系统发育多样性都具有较快的恢复能力, 同时说明了利用群落系统发育多样性格局来推断群落构建机制的局限性。     

物种概念及其界定

半世纪以来,物种概念的定义备受关注,不同研究方向的生物学家提出24种不同或至少有分歧的物种概念,根据其不同的物种概念,物种的界定和物种的数量会出现很大的差异。人们普遍认同:物种是进化分离的微居群谱系,但把谱系分离过程中获得的特征如生殖隔离、可鉴定性、单系统发生等视为鉴定物种次级特征却有不同的声音。该文提出统一的物种概念,把谱系进化分离作为物种界定的唯一而又必要的特征,把谱系分离过程中获得的次级特征作为界定谱系分离的证据。鉴于此,物种概念间的分歧就会化解。其一,物种概念化与物种界定明显分开,不再混淆;其二,谱系的次级特征只与物种界定有关,在某种程度上为谱系分离提供证据;第三,若能把合理解释的任何一个特征作为某物种客观存在的证据,这样更多的特征更能确定谱系分离;最后最重要的是,统一物种概念使我们解放思想,扬弃传统的物种界定标准,探求物种界定的新思路。     

Finding unknown species in the genomes of extant species

Although many species have gone extinct, their genetic components might exist in extant species because of ancient hybridization. Via advances in genome sequencing and development of modern population genetics, one can find the legacy of unknown or extinct species in the context of available genomes from extant species. Such discovery can be used as a strategy to search for hidden species or fossils in conservation biology and archeology, gain novel insight into complex evolutionary history, and provide the new sources of genetic variation for breeding and trait improvement in agriculture.     

种间作用对物种分布模拟的影响及建模方法

物种分布模型(SDMs)通过量化物种分布和环境变量之间的关系,并将其外推到未知的景观单元,模拟、预测地理空间中生物的潜在分布,是生态学、生物地理学、保护生物学等研究领域的重要工具.然而,目前物种分布模型主要采用非生物因素作为预测变量,由于数据量化和建模表达困难,生物因素特别是种间作用在物种分布模型中常被忽略,将种间作用...     

物种与物种多样性

本文首先讨论生物物种的科学概念和生物学本质，分析物种客观存在的自然属性和物种概念的局限性，认为物种的生物学属性和物种多样性的科学属性之间有着本质联系。物种多样性研究的实质是研究生物物种的生物学多样性。度量物种多样性程度有多种方法，但物种数目是物种多样性程度最直接、也是最基本的表达，估计物种多样性数目是当前国际上物种多样性研究的核心与热点内容。物种多样性产生的根源是物种形成，物种绝灭速率是维持物种多样性的关键因素。本文简要总结了物种形成与绝灭的基本模式和机制，通过分析生物地理区系与物种多样性研究的密切关系，说明物种的区系成份分析是物种多样性大尺度格局研究的重要内容。     

甘南亚高寒草甸稀有种对物种多样性和物种多度分布格局的贡献

稀有种不仅影响群落的物种多度分布格局, 同时也是α多样性的重要贡献者。本研究主要通过加性分配和Fortran软件的RAD程序包拟合的方法, 研究了甘南亚高寒草甸不同坡向物种多样性及多度分布格局的变化, 分析了物种多度分布格局及其α多样性的变化特征, 确定了稀有种在物种多度分布格局中的相对贡献。结果表明: (1)在南坡到北坡的变化中, 环境因子差异比较明显, 其中, 土壤全磷、有机碳、速效磷、碳氮比及含水量呈递增趋势; 土壤氮磷比和pH值呈递减趋势; 土壤全氮在西坡显著低于其他坡向, 而速效氮在所有坡向上差异不显著。(2)稀有种对群落物种多样性的影响在南-北坡向梯度上依次增大, 去除稀有种的影响在各坡向均高于去除非稀有种, 可见, 稀有种在甘南亚高寒草甸物种多样性中的相对贡献高于非稀有种。(3)各坡向的稀有种资源获取模式以随机分配占领模式(random fraction模型)为主, 而非稀有种则以生态位优先占领模式(geometric series模型)为主。由于稀有种有较大的扩散率, 在物种多样性较高的生态系统中, 物种之间的生态位重叠会更加明显, 从而抑制物种多样性的增加, 因此能达到维持原有物种多样性的目的。     

Dominant species maintain ecosystem function with non-random species loss

Loss of species caused by widespread stressors, such as drought and fragmentation, is likely to be non‐random depending on species abundance in the community. We experimentally reduced the number of rare and uncommon plant species while independently reducing only the abundance of dominant grass species in intact, native grassland. This allowed us to simulate a non‐random pattern of species loss, based on species abundances, from communities shaped by natural ecological interactions and characterized by uneven species abundance distributions. Over two growing seasons, total above‐ground net primary productivity (ANPP) declined with reductions in abundance of the dominant species but was unaffected by a threefold decline in richness of less common species. In contrast, productivity of the remaining rare and uncommon species decreased with declining richness, in part due to loss of complementary interactions among these species. However, increased production of the dominant grasses offset the negative effects of species loss. We conclude that the dominant species, as controllers of ecosystem function, can provide short‐term resistance to reductions in ecosystem function when species loss is nonrandom. However, the concurrent loss of complementary interactions among rare and uncommon species, the most diverse component of communities, may contribute to additional species loss and portends erosion of ecosystem function in the long term.     

外来种入侵与物种多样性

在入侵生态学研究方面 ,物种多样性与生物入侵之间的关系已成为当前研究和争论的焦点。自Elton的经典假说提出以来 ,物种丰富度高的群落比物种贫乏的群落更能抵抗外来种入侵的观点得到广泛接受。一些理论模型和多样性处理实验支持了该假说。但现在越来越多的野外观测和实验研究开始对这一经典假说提出异议 ,甚至反对。同时 ,在入侵生态学广泛受到关注的今天 ,大量的实验研究也提出了一些新的观点。本文对Elton经典假说提出以来全球有关物种多样性与生物入侵关系的主要研究及其观点进行了评述 ,以期为我国有关研究工作的开展提供参考。     

Confronting species distribution model predictions with species functional traits

Species distribution models are valuable tools in studies of biogeography, ecology, and climate change and have been used to inform conservation and ecosystem management. However, species distribution models typically incorporate only climatic variables and species presence data. Model development or validation rarely considers functional components of species traits or other types of biological data. We implemented a species distribution model (Maxent) to predict global climate habitat suitability for Grass Carp (Ctenopharyngodon idella). We then tested the relationship between the degree of climate habitat suitability predicted by Maxent and the individual growth rates of both wild (N = 17) and stocked (N = 51) Grass Carp populations using correlation analysis. The Grass Carp Maxent model accurately reflected the global occurrence data (AUC = 0.904). Observations of Grass Carp growth rate covered six continents and ranged from 0.19 to 20.1 g day⁻¹. Species distribution model predictions were correlated (r = 0.5, 95% CI (0.03, 0.79)) with observed growth rates for wild Grass Carp populations but were not correlated (r = −0.26, 95% CI (−0.5, 0.012)) with stocked populations. Further, a review of the literature indicates that the few studies for other species that have previously assessed the relationship between the degree of predicted climate habitat suitability and species functional traits have also discovered significant relationships. Thus, species distribution models may provide inferences beyond just where a species may occur, providing a useful tool to understand the linkage between species distributions and underlying biological mechanisms.     

外来树种对本地林业虫害的诱发作用

白蜡窄吉丁、萧氏松茎象、光肩星天牛、黄斑星天牛、云斑天牛和桑天牛等林业害虫均为我国本地林业生态系统中的昆虫种类,在北美白蜡树、北美松树和北美黑杨派杨树等外来树种引入和大量栽培之前,一直没有形成严重的危害,以至于白蜡窄吉丁和萧氏松茎象都没有引起人们的关注。这些重要林业害虫在我国的发生都是伴随着敏感外来树种的引进和大量不合理的种植而逐渐严重起来的。本文对外来树种的引进与本地林业虫害的发生之间的关系进行了分析,提出了外来树种的不合理引进可能诱发本地林业新虫害的观点,并对其发生机理以及相应的研究和治理对策进行了讨论。     

No universal scale-dependent impacts of invasive species on native plant species richness

A growing number of studies seeking generalizations about the impact of plant invasions compare heavily invaded sites to uninvaded sites. But does this approach warrant any generalizations? Using two large datasets from forests, grasslands and desert ecosystems across the conterminous United States, we show that (i) a continuum of invasion impacts exists in many biomes and (ii) many possible species–area relationships may emerge reflecting a wide range of patterns of co-occurrence of native and alien plant species. Our results contradict a smaller recent study by Powell et al. 2013 (Science 339, 316–318. (doi:10.1126/science.1226817)), who compared heavily invaded and uninvaded sites in three biomes and concluded that plant communities invaded by non-native plant species generally have lower local richness (intercepts of log species richness–log area regression lines) but steeper species accumulation with increasing area (slopes of the regression lines) than do uninvaded communities. We conclude that the impacts of plant invasions on plant species richness are not universal.