基于PGGB途径优化桫椤组织培养繁殖体系研究

该研究以龙溪-虹口国家级自然保护区内11个典型地震滑坡体为研究对象,采用非度量多维尺度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)初步探讨了β多样性海拔格局,并运用Mantel检验和基于距离矩阵的多元回归方法(MRM)进一步分析不同生态因子对群落β多样性变异的贡献,以揭示地震干扰后滑坡体植物群落β多样性的响应机制及生物多样性形成和维持机制。结果表明：(1)随着海拔的升高,木本植物β多样性表现出单调递减格局,而草本植物β多样性则表现出“U”形变化格局,滑坡体植物群落组成和结构在海拔梯度上存在显著的差异(P< 0.001)。(2)草本植物和木本植物β多样性与地理距离、海拔距离、局地生境差异均呈显著递增趋势(P< 0.001),地理距离和海拔距离是引起群落物种组成变化的关键因子,且海拔距离的重要性均大于地理距离。(3)地理距离和生境差异作为主导因子,分别共同解释了木本和草本β多样性变异的61.52%和40.91%,且环境差异单独解释率均大于地理距离单独解释率。(4)环境差异和地理距离对木本植物β多样性的作用均强于草本植物。研究认为,生境过滤和扩散限制共同影响着地震滑坡体植物群落的β多样性格局,且生境过滤所起作用更为显著。     

芦芽山寒温性针叶林冠层下植被beta多样性格局及其成因

群落构建机制是生态学的中心议题之一。对山地植被beta多样性格局及其成因的探究有助于加深对此问题的认识。以芦芽山寒温性针叶林群落冠层下植被为研究对象,结合野外调查与室内实验获取的详细数据,运用Mantel检验、普通最小二乘回归和典范对应分析(CCA)等统计方法,探讨了林下植被的beta多样性格局及其成因,结果显示:(1)沿海拔梯度相邻群落间草本层物种周转率呈现递减格局,而灌木层变化规律不明显;(2)灌、草层beta多样性与海拔差异、地理距离呈显著正相关关系,而与局地环境异质性关系不显著。控制海拔作用后发现,灌、草层beta多样性与地理距离关系依然显著,而当消除地理距离的线性影响后,beta多样性与海拔关系也变得不显著(3)CCA模型中,环境因子共解释了物种组成变异的74.4%,其中,海拔、坡度、凋落物厚度、乔木密度与总干面积对林下灌、草植被物种组成具有显著影响,但土壤因子的作用未见显著。综上,生境筛滤与扩散限制共同主导了芦芽山寒温性针叶林冠层下群落构建过程,但扩散限制的影响强于生境筛滤作用。     

甘肃祁连山国家自然保护区植物群落分布格局及其与环境因子的关系

植物群落分布格局是环境因子和人类活动共同作用的结果,尤其是海拔梯度被认为是植物群落分布格局的决定性因子,为探求甘肃祁连山国家自然保护区植物群落分布格局与环境因子的关系及其驱动机制,该文在野外调查的基础上,运用数量分类和除趋势典范对应分析(DCCA)排序等方法,探讨了研究区内植物群落特征及其与环境因子的关系。结果表明：(1)88个样方共记录物种85种,隶属30科56属,利用双向指示种分析法(TWINSPAN)将其分为9个植物群落。(2)9个植物群落在DCCA排序图上聚集分布,呈现出较好的环境梯度,其中海拔对植物群落分布格局影响最大,其次为降水、温度、坡度、坡向和土壤腐殖质。(3)影响植物群落空间分布格局的变量中,环境因子占25.24%,空间因子占13.21%,空间因子和环境因子交叉作用占9.03%,群落分布格局未被空间因子和环境因子解释部分占52.52%,这部分主要反映了人类活动对研究区植物群落分布格局的影响。该研究成果对区域内植被的生态恢复和生物多样性的稳定维持具有重要意义。     

中国东部海岛维管植物的beta多样性及其驱动因素

beta多样性描述群落物种组成如何随环境梯度而变化。海岛具有边界清晰、面积和离岸距离不同以及环境变化剧烈等自然禀赋。目前, 我们对离岸距离、岛间距离和气候因素在海岛植物beta多样性变化格局中的相对贡献仍认识不足。本研究基于中国东部36个海岛的维管植物物种名录, 以Jaccard相异性指数度量beta多样性, 利用Mantel偏相关分析和beta多样性的变异分解, 探究了海岛不同生活型维管植物的beta多样性格局及其非生物影响因素。结果显示: 36个海岛共记录维管植物1,404种, 其中木本植物481种, 草本植物859种, 藤本植物64种。植物beta多样性随岛间距离和离岸距离差的增大而显著增加(P < 0.001); 海岛面积和气候要素对植物beta多样性无显著影响(P > 0.05)。岛间距离单独对beta多样性总变异的解释度为29.3%, 离岸距离独立解释了2.8%, 面积和气候共同解释了0.5%。木本植物与草本植物的beta多样性格局与总体一致, 距离因子对木本植物beta多样性的解释度高于草本植物(37.5% > 25.3%)。综上, 海岛植物beta多样性主要受岛间距离和离岸距离的影响, 反映了扩散限制是塑造中国东部海岛植物beta多样性格局的主要生态过程。     

地理距离及环境差异对云南元江干热河谷植物群落beta多样性的影响

beta多样性反映了群落间物种组成的差异, 是生物多样性研究的热点之一。本研究通过对云南元江干热河谷41个植物群落样方进行调查, 用Jaccard相异系数表征物种beta多样性, 用样方之间的最近谱系距离(mean nearest taxon distance, MNTD)及平均谱系距离(mean pairwise distance, MPD)表征谱系beta多样性, 采用基于距离矩阵的多元回归和方差分解方法, 探讨了该区域干热河谷典型植物群落的物种beta多样性和谱系beta多样性与样方间环境差异(主要是气候)及地理距离之间的关系。结果表明: (1)群落间的地理距离和年平均温度差异对干热河谷植物群落的物种beta多样性和谱系beta多样性有显著影响; (2)地理距离对物种beta多样性和MNTD的影响最大; 地理距离和年平均温度差异对MPD的影响均较大; (3)样方间年平均温度与年平均降水量的差异和地理距离能够解释群落间beta多样性及谱系beta多样性11-13%的变异。以上结果表明, 生态位分化和扩散限制对该地区植物群落的beta多样性均有显著影响, 其中扩散限制的影响可能更大。此外, 人类活动等其他因素也很可能对元江干热河谷的群落组成具有非常重要的影响。     

林冠结构是局域尺度木本植物功能性状beta多样性形成的重要驱动力

功能性状beta多样性反映了群落间功能性状组成的差异, 解析其形成机制是群落生态学研究的核心内容之一。本研究以云南西双版纳热带季节雨林20 ha动态监测样地为研究对象, 测定木本植物11个重要的功能性状, 采用多度加权的平均最近邻体性状距离度量不同取样尺度的功能性状beta多样性, 基于距离矩阵的多元回归方法解析林冠结构差异、环境异质性、空间距离在功能性状beta多样性格局形成中的相对作用。结果表明, 对于所有木本植物个体(DBH ≥ 1 cm)而言, 同时考虑林冠结构、环境和空间距离的模型为解释功能性状beta多样性格局的最优模型; 在3个不同取样尺度上, 林冠结构差异和环境距离都对功能性状beta多样性具有较大的解释力, 且随着取样尺度的增大而上升, 空间距离的作用基本可以忽略。本研究证实了林冠结构是局域尺度木本植物功能性状beta多样性格局形成的重要驱动力, 这一发现更新了环境异质性和空间距离是驱动功能性状beta多样性格局形成的主要因素的传统认知, 为将来研究功能性状beta多样性形成机制提供新的视角, 并证实了取样尺度在解析木本植物功能性状beta多样性格局形成机制中的重要性。     

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明：（1）森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。（2）物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数（Margalef、Pielou、Simpson指数）、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI （Net relatedness index）指数、NTI （Net nearest taxa index）指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。（3）土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。     

河西走廊水生植物多样性格局、群落特征及影响因素

水生植物是湿地生态系统重要组成部分,研究水生植物多样性分布格局及其影响因素对地区水生植物资源保护具有重要意义。通过野外调查并结合气候等环境因素,研究了河西走廊主要水生植物群落类型、数量特征、水生植物多样性分布格局及影响因素,并对中域效应假说进行了验证。研究结果表明:(1)河西走廊地区共有水生植物29科42属84种,群落的聚类分析可将河西走廊水生植物群落划分为15个主要群落类型;(2)河西走廊水生植物群落类型主要受到水温、海拔、经纬度等环境因子影响,群落物种多样性指数与盐度以及溶解性固体总量呈显著性相关;(3)河西走廊水生植物多样性空间格局呈现出"∩"型的单峰格局,中域效应模型能较好地解释该地区水生植物多样性水平的纬度格局及海拔垂直分布格局,对该区域水生植物物种丰富度在纬度和海拔梯度上的变异解释率分别为57.56%、63.5%。分析表明,河西走廊水生植物物种丰富度格局由几何(边界)限制和随机过程及其他未知因素共同控制,且几何(边界)限制和随机过程贡献率较大;同时本研究中未考虑的环境异质性、气候、人为干扰等因素也对河西走廊水生植物多样性空间分布产生重要影响。     

西藏横断山区溪流细菌beta多样性组分对气候和水体环境的响应

理解沿环境或空间梯度的群落组成变化(即beta多样性)一直是生态学和保护生物学的中心问题, 且beta多样性的形成机制及其对环境的响应已成为当前生物多样性研究的热点问题。本文以西藏横断山区怒江和澜沧江两个流域入江溪流中的细菌为研究对象, 使用Baselga的beta多样性分解方法, 基于Sørensen相异性指数将细菌的beta多样性分解为周转(turnover)和嵌套(nestedness)两个组分, 探究了细菌beta多样性及其分解组分随海拔距离的分布模式, 并且衡量了环境、气候和空间因子的相对重要性。结果表明, 两个流域中细菌的群落结构显著不同。两个流域的细菌总beta多样性和周转组分随海拔距离的增加而增加, 周转组分占总beta多样性的比例较大。气候和环境因子是两个流域中细菌总beta多样性及周转过程的重要预测因子, 并且所有的显著因子均为正相关, 其中环境因子中相关性最高的为海拔距离(R ²= 0.408, P < 0.001), 而气候因子中相关性最高的为年均温差(R ²= 0.417, P < 0.001)。方差分解结果暗示嵌套组分主要受空间扩散的影响; 总beta多样性和周转组分在环境较恶劣的澜沧江主要受环境过滤的影响, 而在环境较温和的怒江主要受空间扩散和环境过滤的共同影响。此外, 较为恶劣的环境条件会增加细菌的总beta多样性和周转率, 并且会形成更强的环境筛选作用去影响细菌群落的物种组成。我们的研究表明对西藏横断山区水体细菌多样性的保护需要从整个流域入手, 而非少量的生物多样性热点地区。     

环境筛选和扩散限制对长江流域湖北段湿地植物群落构建的共同影响

湿地植物群落构建机制的研究可为湿地生态系统管理和受损湿地生态恢复与重建提供重要理论依据。地处长江流域的湖北省是我国湿地资源最为丰富的地区之一,通过野外调查研究了长江流域湖北段内不同类型湿地中的主要湿地植物群落类型,分析了研究区内湿地植物群落物种β多样性格局;利用相关性检验(Mantel test)方法和基于相似或相异度矩阵的多元回归模型(MRM)分析了环境差异和地理距离与湿地植物群落的物种相异性的相关性,及其对该区域湿地植物群落构建的相对贡献率。结果表明长江流域湖北段8个不同类型湿地内的湿地植物群落物种相异性指数差异显著,群落间物种相异性指数与地理距离和环境距离均呈显著正相关关系;MRM分析表明环境筛选和扩散限制共同解释了研究区内群落物种变异指数的54.72%;其中,环境距离独立解释率为22.03%,地理距离独立解释率为9.98%,二者联合解释率为22.71%。结果表明环境筛选和扩散限制共同影响了长江流域湖北段湿地植物群落构建过程,且环境筛选贡献更大。建议除了考虑空间尺度、环境因子、植被类型外,未来需进一步研究时间尺度及人类干扰等因子对该区域湿地植物群落构建的影响。     

非随机过程影响百山祖局域植物群落的物种组成

为探讨从区域到局域的变化过程中的主导影响机制,通过整理百山祖自然保护区的历次植物调查资料,并详细调查5 hm2的样地群落,对保护区整个区域和样地群落物种组成的差异和功能性状的组成差异进行了比较。结果表明,在区域种库和局域群落之间的物种组成差异明显,在区域和局域物种数量排名前10的科和属中只有5科和5属是共有的;相较于区域中的属,样地中温带分布的属明显增多,而热带分布的属较少。功能性状方面,与区域相比,样地中草本植物比例减少而木本植物比例增加;单叶植物比例增加,复叶植物比例下降;两性花比例下降,雌雄异株比例上升;肉质果比例上升,而干果比例下降。这些结果表明从区域到局域群落构建过程中生态位分化机制等非随机过程起着重要的作用。     

木论喀斯特峰丛洼地森林群落空间格局及环境解释

基于广西壮族自治区木论国家级自然保护区典型峰丛洼地景观尺度内不同微生境条件和植物群落类型50个样地 (20 m × 20 m)的系统取样调查, 用二元物种指示方法(TWINSPAN)对样地内胸径(DBH) ≥ 1 cm的木本植物进行分类, 选择10个土壤环境因子和5个空间因子, 利用除趋势典范对应分析(DCCA)研究了森林群落分布的土壤环境与空间格局, 并给予定量化的合理解释。结果如下: 1) TWINSPAN将森林群落划分为11组, 在三级水平上分为4类生态群落类型。2) DCCA第一排序轴集中了排序的大部分信息, 突出反映了各森林群落所在的坡向和土壤主要养分梯度, 沿第一轴从左到右, 坡向由阴转阳, 岩石裸露率越来越高, 土壤主要养分逐渐降低, 森林群落分别出现了由原生性和耐阴性强逐步向阳性先锋树种为主的次生林和人工林变化的格局。3)因子分离分析结果表明, 土壤环境因子对森林群落分布格局的解释能力为39.16%, 其中21.02%单纯由土壤环境因子所引起, 空间因子的解释能力为31.34%, 其中13.16%独立于土壤环境的变化, 18.15%是土壤环境和空间因子相互耦合作用的结果, 不可解释部分达47.66%, 表明喀斯特峰丛洼地森林群落的物种共存受生态位分化理论和中性理论双重控制。     

A latitudinal gradient of beta diversity for exotic vascular plant species in North America

Determining relationships between the ranges of introduced species and geographical and environmental factors is an important step in understanding the mechanisms and processes of the spread of introduced species. In this study, I examined the beta diversity and latitude relationship for all naturalized exotic species of vascular plants in North America at a continental scale. Beta diversity was calculated as the absolute value of the slope of the relationship between the natural logarithm of the Simpson index of similarity (lnS) and spatial distance between pairs of state‐level exotic floras within four latitudinal zones examined. Relative contributions of spatial distance and environmental difference to species turnover between exotic floras were examined. I found that beta diversity decreased monotonically from low to high latitudes: beta diversity for the southernmost zone was shallower than that for the northernmost zone by a factor of 2.6. Regression models of lnS in relation to spatial distance and environmental (climatic and topographical) difference for each latitudinal zone demonstrated that the explanatory power of these variables diminishes monotonically with latitude: the explained variance in lnS is 70.4%, 62.1%, 53.9%, and 33.9%, respectively, for the four latitudinal zones from south to north. For the southernmost zone, 58.3% of the variance in lnS is explained by climate variables and topography, and spatial distance explains only 2.3% of the variance. In contrast, for the northernmost zone, more than half the amount (22.5%) of the explained variance in lnS is attributable to spatial distance, and the remaining (18.9%) of the explained variance is attributable to climate variables and topography.     

四川蜂桶寨国家自然保护区地表甲虫物种多样性

在四川雅安蜂桶寨国家自然保护区（102°48′～103°18′ E,30°42′～30°54′ N）及其周边地区,就森林片段化和生态恢复程度的不同,选择4个代表地点,即位于保护区核心地带、以阔叶混交林为主的蜂桶寨天然林区（海拔1680～2080 m）,受到经济开发干扰但植被类型丰富的锅巴岩天然林区（海拔2 280～3 340 m）、以人工针叶林进行生态恢复的蚂蝗沟人工林区（海拔2430～2525 m）,以及森林高度片段化的双石镇农耕区（海拔870～1 165 m）,共设26块样地,以巴氏罐诱法为主研究地表甲虫的群落组成和多样性变化。本研究共采集甲虫标本 2.338 号,隐翅虫数量最多,占39.6%;步甲次之,占29.3%,拟步甲、象甲和叶甲的数量也各在5% 以上,它们共同构成该地区地表甲虫的优势类群。锅巴岩物种的个体数量和丰富度（S）以及多样性指数（H′）较高;蚂蝗沟均匀度指数（J）较高,丰富度较低;蜂桶寨天然林区个体数量较少;双石镇农耕区的多样性和均匀度指数较低。锅巴岩、蜂桶寨和蚂蝗沟间物种分布都有一定程度的相似性,但后两者相似性程度更高,双石镇物种分布与其他3个地点差异较大,这反映了不同地点间的生境异质性和森林植被片段化程度的差异。整个鞘翅目、隐翅虫科和步甲科的个体数量分布在针叶林内较多,在阔叶林内较少;拟步甲科的数量分布在高山灌丛内较多;叶甲科的数量分布在针叶林较多;象甲科除了竹林外,在其他植被内的数量均较多。在总体趋势上,随着海拔的升高,在蜂桶寨和锅巴岩两个邻近的天然林地点,整个鞘翅目以及优势甲虫类群的种类和个体数量也逐渐增多。比较蜂桶寨林区内的个体数量、丰富度和多样性指数,北坡均大于南坡。以上结果表明,物种多样性与海拔、坡向以及生境类型密切相关,森林片段化和生态恢复对物种多样性有显著的影响。因此,在改善森林片段化进行生态恢复时,采取合理措施,增加生境异质性,有助于提高该地区地表甲虫物种多样性。     

北京松山自然保护区森林群落物种多样性及其神经网络预测

物种多样性是群落结构和功能复杂性的一种度量,物种多样性的空间分布格局受许多环境因子的影响.运用多样性指数,多层感知器网络,分析了松山保护区森林群落物种多样性与群落类型、结构和生境之间的关系.结果表明:(1)大果榆+山杨混交林、油松+青杨混交林物种丰富度、多样性和均匀度均较高,而大果榆林、华北落叶松林的各项指数值均较低.Patrick指数和Shannon-Weiner指数在森林群落中均表现为草本层＞灌木层＞乔木层;Pielou指数在榆林中表现为草本层＞乔木层＞灌木层,而在其他森林群落中表现为灌木层＞草本层＞乔木层.(2)功能层物种多样性在海拔梯度上的变化趋势不同,在乔木层,丰富度、多样性和均匀度随海拔的升高逐渐降低;在灌木层,丰富度、多样性和均匀度均呈比较明显的单峰曲线变化趋势;在草本层,丰富度和多样性随海拔的升高都呈下降趋势,而在草本层,均匀度变化不大.(3)用多层感知器网络预测功能层多样性效果很好,结果发现坡向对乔木层和灌木层物种多样性的影响最大,而海拔高度对草本层物种多样性的影响最大.     

Phylogenetic alpha and beta diversity in tropical tree assemblages along regional-scale environmental gradients in northwest South America

Aims Environmental gradients are drivers of species diversity; however, we know relatively little about the evolutionary processes underlying these relationships. A potentially powerful approach to studying diversity gradients is to quantify the phylogenetic structure within and between assemblages arrayed along broad spatial and environmental gradients. Here, we evaluate the phylogenetic structure of plant assemblages along an environmental gradient with the expectation that the habitat specialization of entire lineages is an important evolutionary pattern influencing the structure of tree communities along environmental gradients.Methods We evaluated the effect of several environmental variables on the phylogenetic structure of plant assemblages in 145 plots distributed in northwestern South America that cover a broad environmental gradient. The phylogenetic alpha diversity was quantified for each plot and the phylogenetic beta diversity between each pair of plots was also quantified. Both the alpha and beta diversity measures were then related to spatial and environmental gradients in the study system.Important findings We found that gradients in temperature and potential evapotranspiration have a strong relationship with the phylogenetic alpha diversity in our study system, with phylogenetic overdispersion in low temperatures and phylogenetic clustering at higher temperatures. Further, the phylogenetic beta diversity between two plots increases with an increasing difference in temperature, whereas annual precipitation was not a significant predictor of community phylogenetic turnover. We also found that the phylogenetic structure of the plots in our study system was related to the degree of seasonal flooding and seasonality in precipitation. In particular, more stressful environments such as dry forests and flooded forests showed phylogenetic clustering. Finally, in contrast with previous studies, we find that phylogenetic beta diversity was not strongly related to the spatial distance separating two forest plots, which may be the result of the importance of the three independent mountain ranges in our study system, which generate a high degree of environmental variation over very short distances. In conclusion, we found that environmental gradients are important drivers of both phylogenetic alpha and phylogenetic beta diversities in these forests over spatial distance.     

四川小寨子沟森林群落物种多样性的环境梯度分析

运用去势典范对应分析法(DCCA),分析了四川小寨子沟自然保护区森林群落物种多样性指数与环境因子的关系.结果表明,群落物种多样性表现为草本层>灌木层>乔木层;海拔高度是群落乔木层物种多样性分布格局的主导因素,随着海拔高度的上升,乔木层物种丰富度和多样性下降,而均匀度没有明显变化;土壤有机质和土壤全氮代表的土壤养分状况决定着灌木层和草本层物种多样性的分布格局.地形因子(如坡度、坡向等)与物种多样性没有明显的关系.     

格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落特征

在11000m²样地调查材料的基础上,分析了福建三明格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落的种类组成、乔木种群的重要值、群落外貌、物种多样性、水平结构和垂直结构特征。该群落计有维管植物223种,隶属于80个科159属,其中单种属占总属数的80.5%,包括藤本在内的高位芽植物占总种数的85.2%。重要值高的乔木种群是格氏栲、木荷、米槠、马尾松、刮槠和山黄皮。主要乔木种群均服从聚集分布。群落垂直结构复杂,可分为乔木层、灌木层和草本层。生活型谱和物种多样性指数介于南亚热带季风常绿阔叶林和中亚热带常绿阔叶林之间。