太白山锐齿栎林物种-多度分布格局

以太白山1.5 hm²的锐齿栎原始林和次生林样地中环境因子和胸径≥1 cm的木本植物调查数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(Zipf模型、断棍模型、生态位优先模型)和中性模型,拟合了锐齿栎群落的物种多度分布。结果表明: 太白山锐齿栎林物种多度分布格局受到生境异质性的影响。其中,地形因子对原始林物种分布影响较大,在凹凸度较大的生境中,物种分布同时受到中性过程和生态位过程的影响,但中性过程发挥的作用较小;而在凹凸度较小的生境中,中性模型被拒绝,物种的多度分布符合生态位理论的假设。在群落坡度大的区域,群落中生态位过程和中性过程同等重要;而在坡度较小的平缓区域,生态位分化对群落物种分布的影响较大。在次生林中,影响物种分布的因素主要是土壤养分。在次生林土壤速效磷含量高的生境中,生态位过程是影响群落物种分布的主要生态学过程;而在土壤速效磷含量低的生境中,中性过程和生态位过程在群落物种分布中同时存在。太白山锐齿栎林物种多度分布格局存在明显的尺度效应。原始林在20 m×20 m尺度上,生态位模型和中性模型都能预测物种多度分布,而在40 m×40 m和70 m×70 m尺度上,生态位过程可解释物种多度分布格局。在次生林样地20 m×20 m、40 m×40 m、70 m×70 m尺度上,生态位过程和中性过程共同作用于物种的分布,但是生态位过程更为重要。可见,除了尺度和生境异质性外,原始林与受干扰的次生林中的物种多度分布也存在明显的差异。     

塔里木荒漠河岸林不同生境群落物种多度分布格局

为解释塔里木荒漠河岸林群落构建和物种多度分布格局形成的机理, 本文以塔里木荒漠河岸林2个不同生境(沙地、河漫滩) 4 ha固定监测样地为研究对象, 基于两样地物种调查数据, 采用统计模型(对数级数模型、对数正态模型、泊松对数正态分布模型、Weibull分布模型)、生态位模型(生态位优先占领模型、断棍模型)和中性理论模型(复合群落零和多项式模型、Volkov模型)拟合荒漠河岸林群落物种多度分布, 并用K-S检验与赤池信息准则(AIC)筛选最优拟合模型。结果表明: (1)随生境恶化(土壤水分降低), 植物物种多度分布曲线变化减小, 群落物种多样性、多度和群落盖度降低, 常见种数减少。(2)选用的3类模型均可拟合荒漠河岸林不同生境群落物种多度分布格局, 统计模型和中性理论模型拟合效果均优于生态位模型。复合群落零和多项式模型对远离河岸的干旱沙地生境拟合效果最好; 对数正态模型和泊松对数正态模型对洪水漫溢的河漫滩生境拟合效果最优; 中性理论模型与统计模型无显著差异。初步推断中性过程在荒漠河岸林群落构建中发挥着主导作用, 但模型拟合结果只能作为推断群落构建过程的必要非充分条件, 不能排除生态位过程的潜在作用。     

亚高寒草甸植物群落的中性理论验证

 该文以物种组成较为复杂的青藏高原东部亚高寒草甸为背景,结合最新的群落中性理论,以解释亚高寒草甸草本植物群落的物种分布格局和生物多样性的维持机制。通过对阴坡、阳坡和滩地3个生境进行随机取样调查,用中性模型对所得多样性数据进行拟合,并分别应用置信区间检验、拟合优度检验和多样性指数检验3种方法对拟合效果进行检验。研究结果表明,在拟合优度检验中,3个生境中中性理论预测和实际物种多度分布之间没有显著差异(p>0.05);实际观测值基本全部落入模型预测分布的95%的置信区间之内（仅滩地草本植物群落的63个物种中的1个以及阴坡草本植物群落75个物种中的2个偏离95%的置信区间）;对群落多样性的预测也和实际观测没有显著差异,其中丰富度预测拟合得最好(0.49相似文献   

群落生态学的中性理论

生物多样性的分布格局和维持机制一直是群落生态学研究的核心问题,其中的关键是物种的共存机制。长期以来,生态位分化的思想在这一研究领域占据着主导地位。然而这一理论在解释热带雨林很高的物种多样性时遇到了困难。而以Hubbell为代表提出的群落中性漂变理论则假定在同一营养级物种构成的群落中不同物种的不同个体在生态学上可看成是完全等同的;物种的多度随机游走,群落中的物种数取决于物种灭绝和物种迁入/新物种形成之间的动态平衡。在这一假定之下,该理论预言了两种统计分布。一种是集合群落在点突变形成新物种的模式下其各个物种相对多度服从对数级数分布,而受扩散限制的局域群落以及按照随机分裂为新物种模式形成的集合群落则服从零和多项式分布。与生态位理论相反,中性理论不以种间生态位差异作为研究群落结构的出发点,而是以物种间在个体水平上的对等性作为前提。该理论第一次从基本生态学过程(出生、死亡、迁移、物种分化)出发,给出了群落物种多度分布的机理性解释,同时其预测的物种多度分布格局在实际群落中也得到了广泛的印证。因此,中性理论自诞生以来便在生态学界引发了极大的反响,也包括一些反对的声音。该文重点综述了关于中性理论的假设、预测和物种形成模式等方面的最新研究进展,包括中性理论本身的发展、关于中性理论的假设和预测的合理性检验以及在集合群落尺度上物种分化模式的讨论;并指出未来发展方向可能是在生态位理论和中性理论之间架起一座桥梁,同时发展包含随机性的群落生态位模型,以及允许种间差异的近中性模型。     

山东半岛潮上带沙草地的物种多度格局及其对人为干扰的响应

沿海岸线分布的潮上带沙滩是受风暴潮影响的独特生境, 蕴含着独特的植物群落与植物资源。很多沙滩已受到不同程度的人为干扰。人们尚未了解潮上带沙滩植物群落的构建方式, 也忽视了各种人为干扰对它的影响。该文以几何级数模型、分割线段模型、重叠生态位模型和中性理论模型, 剖析了山东半岛潮上带3处典型沙草地的物种多度格局, 同时研究了滩涂养殖和旅游践踏两种最重要的干扰方式对潮上带沙滩植物群落的影响。对于这3处植被, 中性理论模型的拟合效果最好, 其次是几何级数模型, 而分割线段模型和重叠生态位模型的拟合效果不够理想。旅游践踏和沙滩养殖使潮上带沙草地的植被盖度降低, 不利于珍稀特有植物的生存。在潮上带沙滩上很多植物具有不少相似的特征, 导致它们在个体水平上的空间替代有强烈的随机性, 服从群落中性理论。然而, 它们的性状毕竟存在或多或少的差异, 这些差异难免对各种植物的资源分配或竞争能力产生微弱的影响, 经过很多年的积累, 这种影响必然在群落水平上逐渐显现出来, 以至于用几何级数模型也可拟合物种的多度格局。作者建议应控制人为干扰对潮上带沙滩珍稀植物的不利影响。     

长白山不同演替阶段针阔混交林群落物种多度分布格局

为解释长白山温带森林群落构建和物种多度格局的形成过程, 该文以不同演替阶段的针阔混交林监测样地数据为基础, 采用中性理论模型、生物统计模型(对数正态分布模型)和生态位模型(Zifp模型、分割线段模型、生态位优先模型)拟合森林群落物种多度分布, 并用χ ²检验、Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验和赤池信息准则(AIC)选择最佳拟合模型。结果显示: 中性模型能很好地预测长白山温带森林不同演替阶段植物群落的物种多度分布。在10 m × 10 m尺度上, 5种模型均可被χ ²检验和K-S检验接受, 但中性模型拟合效果不如对数正态分布模型、Zifp模型、分割线段模型和生态位优先模型, 表明小尺度上中性过程和生态位过程均能解释群落物种多度分布, 但生态位过程的解释能力相对较大。而在中大尺度上(30 m × 30 m、60 m × 60 m和90 m × 90 m), 中性模型为最优拟合模型, 并且随着研究尺度增加, 生态位模型和生物统计模型逐渐被χ ²检验拒绝, 表明中性过程在长白山针阔混交林群落物种多度分布格局形成中的作用随着研究尺度增加而逐渐增大。该文证实了中性过程在长白山温带针阔混交林群落结构形成中具有重要作用, 但未否认生态位机制在群落构建中的贡献。因此, 温带森林群落构建过程中中性理论和生态位理论并非相互矛盾, 而是相互融合的。在研究森林群落物种多度分布时, 应重视取样尺度和演替阶段的影响, 并采用多种模型进行拟合。     

天童常绿阔叶林中常绿与落叶物种的物种多度分布格局

物种多度分布是对群落内不同物种多度情况的数量描述, 作为理解群落性质的基石, 其形成机制受到广泛关注。常绿与落叶物种是两类有着不同物候性状与生长策略的物种集合, 它们普遍共存于常绿阔叶林中。在天童20 ha常绿阔叶林动态监测样地内, 虽然常绿物种在物种多度和胸高断面积等指标上占有绝对优势, 但其在物种丰富度上却不及落叶物种。分析两者在常绿阔叶林中的物种多度分布特征, 能够为理解常绿阔叶林内物种多样性的维持机制提供一个全新的视角。为此, 我们基于天童样地的植被调查数据, 一方面利用累积经验分布函数对两类生活型植物的物种多度分布进行描述, 使用Kolmogorov-Smirnov检验(K-S检验)判断其差异性; 另一方面, 采用纯统计模型、生态位模型和中性理论模型对二者的物种多度分布曲线进行拟合, 并基于K-S检验的结果以及AIC值进行最优模型的筛选。结果显示: (1)常绿与落叶物种的物种多度分布曲线间并无显著差异。(2)在选用的3类模型中, 中性理论模型对于两类物种多度分布曲线的拟合效果都最好, 而生态位模型的拟合效果则一般。从上述结果可以看出, 尽管常绿与落叶物种在物种数量和多度等方面均存在差异, 但它们却有着近似的物种多度分布格局以及相近的多样性维持机制。然而, 鉴于模型拟合的结果只能作为理解群落多样性构建机制的必要非充分条件, 故而只能初步判定中性过程对于常绿与落叶物种的物种多样性格局影响更大, 却不能排除或衡量诸如生态位分化等其他过程在两类生活型多样性格局形成中的贡献。     

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。     

区域变动尺度上不同生境类型及环境因子对西双版纳蝴蝶多样性的影响

【目的】生境类型和环境因子对物种分布和维持具有重要的影响。本研究通过分析不同生境类型对蝴蝶群落多样性及其群落结构影响的差异,以及环境因子对蝴蝶物种丰富度和多度的影响,为区域变动尺度蝴蝶多样性维持机制的研究奠定基础。【方法】于2019年8月和10月,在西双版纳地区采用样线法,调查了天然林、次生林、复合生境、人工林和农田5种生境中蝴蝶的物种,分析了蝴蝶群落多样性、群落结构相似性及物种丰富度和多度与环境因子的关系。【结果】2019年从西双版纳共采集蝴蝶2 226头,隶属于11科98属175种,在西双版纳州级尺度上蝴蝶物种丰富度高于县域尺度。在西双版纳州级尺度上,蝴蝶的物种丰富度和多度在5种生境间存在显著差异,而在县域尺度上,物种丰富度、多度和Chao 1物种丰富度估计值没有一致性规律。群落结构相似性结果显示,在西双版纳州级尺度上,蝴蝶群落结构在不同生境类型间存在极显著差异,在县域尺度上,仅勐腊区域蝴蝶群落结构在不同生境类型间存在显著差异。蝴蝶物种丰富度和多度不仅受到生境类型的影响,还受到温度、年均降水和海拔的影响。【结论】本研究结果表明,在区域变动尺度上,生境类型对西双版纳蝴蝶的多样性的影响较大,而温度、年均降水和海拔是维持蝴蝶物种多样性的重要因素。这些发现对当前人类导致的生境丧失和气候变化时代生物多样性的保护具有重要意义。     

亚高寒草甸不同生境植物群落物种多度分布格局的拟合

物种多度分布是群落生态学研究的核心内容。通过对青藏高原东部亚高寒草甸3种不同生境草本植物群落的抽样调查,结合16个物种多度分布模型的两种曲线拟合优度检验得出如下结果：多种不同模型可以拟合同一生境的物种多度分布。相比于其他可拟合模型,几何级数模型在3种生境中两种拟合优度检验方法下的平均拟合效果是最好的,拟合优度值均在最优拟合优度值10左右波动。次优模型鉴于不同生境不同的检验方法表现不一。除了几何级数模型外,Sugihara分数模型在最小二乘法的拟合方法下,也可以拟合3种生境的物种多度分布。研究结果表明,仅用拟合优度检验区分产生不同物种分布格局的模型和机制是不可靠的,需要做进一步的检验性实验研究。     

Anthropogenic disturbance changes the structure of arboreal tropical ant communities

We investigated the influence of anthropogenic disturbance on the structure of arboreal Formicidae communities in SE Asian lowland forests. Included were a primary forest and three disturbed forests which had been cut for crop planting and abandoned 5. 15, and 40 yr after agricultural use for natural regeneration. Ant communities of at least 10 individuals of one tree species were sampled from each forest type by fogging. Diversity and community structure differed clearly among forest types. During the course of forest regeneration ant communities became more and more similar to those of the primary forest. A surrogate analysis shows that ant communities of the primary forest cannot be distinguished from randomly composed communities. This is in contrast to the theoretical expectations according to which ant communities should be structured by interspecific competition that lead to a large degree of predictability. However, a deterministic pattern of ant communities is found in the disturbed forest. This indicates that human disturbance not only changes the faunistic composition of ant communities but could also change the dynamics of the whole system. The transition from stochastic to deterministic communities might be of general importance for understanding the mechanisms structuring communities in disturbed habitats.     

Boreal Fire Effects on Subsistence Resources in Alaska and Adjacent Canada

Rural communities in the northern boreal forest depend on a suite of wild species for subsistence, including large game animals, furbearers, fish, and plants. Fire is one of the primary ecological disturbances and determinants of landscape pattern in the northern boreal forest. We review responses of key boreal subsistence species to variation and change in post-fire stand age and other characteristics. Available data for 17 species indicate highly varied post-fire habitat requirements. Mosaics of differing stand ages generated by fire could therefore be most effective in supplying a suite of subsistence species to hunting-and-gathering communities. Recent and projected increases in frequency of large-fire years might produce a more homogeneous landscape dominated by younger stand ages. Increases in fire suppression around communities might also produce a more homogenous landscape, but dominated by older stand ages. Neither of these scenarios provides mixed habitats for a diverse suite of subsistence species. We suggest that one aspect of the complex suite of human–fire interactions is an understanding of wildlife and plant species’ response to fire in a subsistence region, in an effort to sustain ecosystem services critical to human well-being.     

Non-neutral patterns of species abundance in grassland communities

Although the distribution of plant species abundance in a Minnesota grassland was consistent with neutral theory, niche but not neutral mechanisms were supported by the ability of species traits to predict species abundances in three experimental grassland communities. In particular, data from 27 species grown in monoculture showed that species differed in a trait, R *, which is the level to which each species reduced the concentration of soil nitrate, the limiting soil nutrient and which is predicted to be inversely associated with competitive ability for nitrogen (N). In these N-limited habitats, species abundance ranks correlated with their predicted competitive ranks: low R * species, on average dominated. These correlations were significantly different than expected for neutral theory, which assumes the exchangeability of species traits. Additionally, we found that changes in relative abundance after environmental change (N-addition or disturbance) were not neutral but also were significantly associated with R *.     

基于无人机的昆明海口林场宽地坝林区植物群落建群种格局研究

建群种是植物群落优势层中的主要物种,对群落环境有显著控制作用。空间格局是植物种群的基本特征之一,探讨建群种的空间格局是理解生物与生境之间关系和认识群落生态过程的有效途径。空间格局特征包括种群空间关联性及其空间分布型。利用无人机技术,获取昆明海口林场半湿润常绿阔叶林和落叶栎类林的多光谱遥感影像,采用ArcGIS Pro软件进行遥感影像分类并提取滇青冈(Cyclobalanopsis glaucoides)、光叶石栎(Lithocarpus mairei)、滇石栎(L.dealbatus)、栓皮栎(Quercus variabilis)、槲栎(Q.aliena)植株树冠中心点空间坐标。在Programita Febrero 2014软件中进点格局分析。结果表明:各物种10m以下呈均匀分布或随机,随尺度增加,渐渐表现为聚集分布。光叶石栎种群和滇石栎种群空间关联性表现为负相关。     

Moving beyond abundance distributions: neutral theory and spatial patterns in a tropical forest

Assessing the relative importance of different processes that determine the spatial distribution of species and the dynamics in highly diverse plant communities remains a challenging question in ecology. Previous modelling approaches often focused on single aggregated forest diversity patterns that convey limited information on the underlying dynamic processes. Here, we use recent advances in inference for stochastic simulation models to evaluate the ability of a spatially explicit and spatially continuous neutral model to quantitatively predict six spatial and non-spatial patterns observed at the 50 ha tropical forest plot on Barro Colorado Island, Panama. The patterns capture different aspects of forest dynamics and biodiversity structure, such as annual mortality rate, species richness, species abundance distribution, beta-diversity and the species–area relationship (SAR). The model correctly predicted each pattern independently and up to five patterns simultaneously. However, the model was unable to match the SAR and beta-diversity simultaneously. Our study moves previous theory towards a dynamic spatial theory of biodiversity and demonstrates the value of spatial data to identify ecological processes. This opens up new avenues to evaluate the consequences of additional process for community assembly and dynamics.     

峨眉山世界遗产地植物多样性全球突出普遍价值及保护

该研究在申遗文本和大量文献资料的基础上,以峨眉山世界遗产地原生植物及植被群落为研究对象,从物种多样性、物种组成、植物区系、植被类型及垂直分布格局等方面,分析论证了峨眉山世界遗产地植物多样性的全球突出普遍价值,并简要概述了当前峨眉山世界遗产地植物受威胁状况以及在保护与发展中出现的问题。结果表明:(1)峨眉山世界遗产地目前拥有高等植物242科3 200种以上,特有植物、孑遗植物种类丰富。(2)与中国其他湿润性亚热带山地森林垂直带谱相比,峨眉山亚热带森林植被类型完整,常绿阔叶林东部类型在山地垂直带谱中占据显著地位,海拔上限最高,跨度最大,具有典型的亚热带常绿阔叶林东部亚区森林群落特点。(3)植物区系复杂,既有热带、亚热带和温带植物区系成份,又有中国—日本与中国—喜马拉雅植物区系分布。(4)受人为活动(旅游发展、基础设施建设等)和自然扰动(气候变暖、地质灾害等)影响,峨眉山世界遗产地植物多样性下降明显,珍稀濒危植物受威胁程度增加,典型群落面积退化,稳定性降低。建议在划定珍稀植物保护区,对植物栖息地进行专门保护的基础上,开展植物多样性、环境因子、人为活动动态监测,预见性地保护其突出普遍价值,实现世界遗产地的可持续发展。