用功能生态学方法揭示峨眉髭蟾蝌蚪和棘腹蛙蟾蝌蚪共存的原因

采用功能生态学的研究方法,选取了3个指标(功能丰富度、功能定位和功能生态位的重叠程度)对峨眉山清音阁黑龙江中峨眉髭蟾蝌蚪和棘腹蛙蝌蚪共存的原因进行了解析。结果表明,峨眉髭蟾蝌蚪功能丰富度的实测值远远小于棘腹蛙蝌蚪。采用自助法随机抽样15和51个个体时,峨眉髭蟾蝌蚪的功能丰富度值显著小于棘腹蛙蝌蚪。同时,非参数多元方差分析的结果显示二者的功能定位存在显著差异。此外,二者功能生态位重叠程度的实测值与采用自助法计算所得值均极低。以上结果表明二者的功能生态位存在明显分化,表现为峨眉髭蟾蝌蚪个体较大,开口较小,眼间距较大,尾部发达且多采用背腹弯曲的游泳模式;而棘腹蛙蝌蚪开口较大,眼睛间距较小,尾部较为短小且多采用脊椎弯曲的游泳模式。鉴于功能性状可以反映生物体对生长环境的响应,推测两种蝌蚪主要栖息地的微生境也存在分化。     

亚热带常绿落叶阔叶混交林植物功能性状的种间和种内变异

不同物种间的功能性状差异是自然生态系统中物种共存的基础, 而物种内个体间的性状变异对物种的共存和分布同样具有重要作用。本文以湖北星斗山自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林内28种主要树种(通过物种多度排序获得, 其中常绿和落叶树种各14种)为研究对象, 探讨不同叶习性树种的4种功能性状(比叶面积、叶干物质含量、叶面积和比茎密度)在种间和种内的差异程度。结果表明: (1)常绿和落叶树种在4种功能性状上均存在显著差异, 常绿树种的比叶面积和叶面积显著低于落叶树种, 但叶干物质含量和比茎密度则显著高于落叶树种; (2)比叶面积的变化主要来源于叶习性(57.49%), 叶面积变化主要来源于种间(66.80%)和种内变异(27.52%), 叶干物质含量的变化主要来源于种间(38.12%)和种内(33.88%)变异, 但比茎密度的变化主要来源于种内变异(51.50%), 其次为种间变异(32.52%); (3)常绿和落叶树种种间水平的性状相关性可能掩盖各功能性状之间的相关性。种内变异能够显著影响群落间的植物功能性状差异, 但不同功能性状的种内变异程度存在差异。     

桂林岩溶石山青冈群落主要木本植物功能性状变异与关联

研究植物功能性状变异以及不同性状之间的关系, 有助于了解植物对环境的适应策略, 对揭示群落构建和生物多样性维持机制具有重要意义。本研究以桂林岩溶石山青冈群落18种主要木本植物为研究对象, 采用单因素方差分析、混合线性模型以及Pearson相关分析和主成分分析等方法探讨了不同生长型和生活型物种的9个枝、叶功能性状(叶绿素含量、叶片厚度、叶面积、叶干质量、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度)的变异与关联。结果表明: (1) 9个功能性状的变异程度不同, 叶面积和叶干质量的种内和种间变异系数最大, 小枝干物质含量和小枝组织密度的种内和种间变异系数最小。(2)在生长型水平上, 乔木、灌木和木质藤本的绝大部分功能性状差异显著。(3)对于不同生活型植物, 除叶面积和比叶面积为落叶植物显著大于常绿植物外, 其余7个功能性状皆为常绿植物显著大于落叶植物。(4)不同生长型和生活型植物功能性状的种内和种间变异大小存在差异, 除部分植物功能性状在一些功能型上表现为种内变异高于种间变异, 其余功能性状的种间变异皆高于种内变异。(5)各功能性状之间关系在个体水平和物种水平大致相同, 但是个体水平上的显著相关比例高于物种水平。研究发现, 植物功能性状的种间变异基本高于种内变异, 但种内变异不容忽略。此外, 不同生长型和生活型物种采取不同的生态策略来适应喀斯特生境。今后的研究应基于个体水平采样并结合环境因子从生长型和生活型等不同功能型角度上深入探究植物功能性状在种内和种间等不同尺度上的变异与关联。     

Variation and correlation in functional traits of main woody plants in the Cyclobalanopsis glauca community in the karst hills of Guilin,southwest China

研究植物功能性状变异以及不同性状之间的关系, 有助于了解植物对环境的适应策略, 对揭示群落构建和生物多样性维持机制具有重要意义。本研究以桂林岩溶石山青冈群落18种主要木本植物为研究对象, 采用单因素方差分析、混合线性模型以及Pearson相关分析和主成分分析等方法探讨了不同生长型和生活型物种的9个枝、叶功能性状(叶绿素含量、叶片厚度、叶面积、叶干质量、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度)的变异与关联。结果表明: (1) 9个功能性状的变异程度不同, 叶面积和叶干质量的种内和种间变异系数最大, 小枝干物质含量和小枝组织密度的种内和种间变异系数最小。(2)在生长型水平上, 乔木、灌木和木质藤本的绝大部分功能性状差异显著。(3)对于不同生活型植物, 除叶面积和比叶面积为落叶植物显著大于常绿植物外, 其余7个功能性状皆为常绿植物显著大于落叶植物。(4)不同生长型和生活型植物功能性状的种内和种间变异大小存在差异, 除部分植物功能性状在一些功能型上表现为种内变异高于种间变异, 其余功能性状的种间变异皆高于种内变异。(5)各功能性状之间关系在个体水平和物种水平大致相同, 但是个体水平上的显著相关比例高于物种水平。研究发现, 植物功能性状的种间变异基本高于种内变异, 但种内变异不容忽略。此外, 不同生长型和生活型物种采取不同的生态策略来适应喀斯特生境。今后的研究应基于个体水平采样并结合环境因子从生长型和生活型等不同功能型角度上深入探究植物功能性状在种内和种间等不同尺度上的变异与关联。     

湘西北红点齿蟾的洞穴生活及其蝌蚪生长发育特点

红点齿蟾Oreolalax rhodostigmatus Hu et Fei,1979(无尾目,角蟾科)是中国特有种,也是当今世界上两栖纲中稀有的几种洞穴无尾目Anura动物之一,主要分布在我国武陵山地区。研究了湘西北地区不同产地的红点齿蟾在形态结构、繁殖期等方面的差异;并依据繁殖期、采集日期、发育阶段、变态和全长、体长等基本素材创建了年龄组测算法测算年龄;着重报导了洞穴环境的特点以及红点齿蟾蝌蚪的生长发育特征和它们在洞穴中生活适应的意义。     

坡向因子对黄土高原草地群落功能多样性的影响

研究群落水平上的植物功能性状特征及功能多样性随坡向的变化规律,对认识不同坡向上的植物群落形成过程具有重要意义。以黄土高原不同坡向上的自然草地群落为研究对象,比较研究了植物功能性状(株高和比叶面积)和功能多样性测度指标(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)随坡向的变化规律。研究结果显示:(1)阴坡的株高和比叶面积显著高于其他坡向;(2)一元性状的功能丰富度在不同坡向间均无显著差异;阴坡和半阴坡的多元性状功能丰富度显著高于阳坡;(3)阴坡的株高功能均匀度显著高于半阳坡,而比叶面积功能均匀度在各坡向的差异并不显著;多元性状功能均匀度在不同坡向差异显著,阴坡最高,半阳坡最低;(4)阴坡和半阴坡的株高功能离散度显著高于阳坡和半阳坡,而半阴坡的比叶面积功能离散度显著高于阳坡;半阴坡的多元性状功能离散度Rao指数显著高于阳坡。研究结果暗示了,在阴坡和半阴坡上,植物对群落内的生态位空间和资源利用更充分,种间竞争强度较低,不同物种之间生态位高度分化;而在阳坡和半阳坡上,由于水分等条件的限制植物可占据的生态位空间有限,导致其对占据的生态位空间使用不足,物种间资源竞争较强烈。在群落水平上,研究地区的植物功能性状及功能多样性随坡向的规律性变化,反映了黄土高原植被群落构建过程中坡向因子对功能性状的筛选效应。该研究结果对该区的植被恢复重建的物种选择及植被布局规划具有重要实践意义。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林叶功能性状沿群落垂直层次的种内变异

探究功能性状沿着环境梯度如何变化一直以来是基于性状的群落生态学的核心问题之一。尽管功能性状存在种内和种间变异, 但种内变异沿环境梯度如何变化仍有待探究。本文以鼎湖山南亚热带常绿阔叶林1.44 ha塔吊样地内16个树种的2,820个个体为研究对象, 探究4种叶功能性状(比叶面积、叶干物质含量、叶厚度和叶面积)沿群落垂直层次的种内变异。首先, 利用随机效应线性模型量化塔吊样地内的种内变异和种间变异; 其次, 利用Kmeans函数将森林的垂直层次划分为灌木层、亚冠层和林冠层, 并通过构建回归模型探究叶功能性状在群落垂直层次中的种内变异格局。最后, 应用混合线性模型和单因素方差分析的方法探究叶功能性状沿垂直层次的种内变异是否具有物种依赖性。结果表明: 在局域群落中, 并非所有叶功能性状的种内变异都低于种间变异; 叶功能性状在不同垂直层次的种内变异格局存在显著差异, 且种内变异与垂直范围呈正相关; 叶功能性状的种内变异具有较强的物种依赖性, 因此树种差异相对于小环境解释了更多的性状变异; 此外, 不同叶功能性状的种内变异沿垂直层次的变化趋势并不一致。本研究发现种内变异对于物种共存具有重要作用。     

黔中喀斯特山区植物功能性状的变异与关联

认识植物功能性状随演替进展的变化规律和不同性状之间的关系, 有助于从功能生态学的角度来理解群落演替。该文调查了位于贵州省中部的普定县喀斯特山区26个样方的物种组成, 这些样方分别处于灌丛、落叶阔叶林、落叶常绿混交林3个演替阶段; 测量了分布于该区域的82种木本植物的3个功能性状值(叶面积、比叶面积、最大高度); 根据物种在样方中的多度加权计算得到26个样方的性状平均值, 在此基础上分析了随演替进展植物功能性状在群落水平上的变异格局和不同性状之间的相关性; 采用性状梯度分析法分析了各阶段优势物种的功能性状在群落间(β组分)和群落内(α组分)的变异格局及相关性。结果表明: 1)沿灌丛→落叶阔叶林→落叶常绿混交林这一演替顺序, 群落平均叶面积和平均高度逐渐增加, 而群落平均比叶面积则逐渐变小; 2)就群落平均性状值而言, 叶面积与最大高度呈较强的正相关关系, 最大高度与比叶面积、叶面积与比叶面积均呈较强的负相关关系; 3)物种功能性状的α组分之间没有显著的相关关系, 而β组分之间相关性显著。这说明: 随演替的进展, 群落优势物种对环境的适应策略由高速生长转向提高资源利用效率, 而同一群落内共存的物种采取不同的性状组合来适应共同的群落环境。     

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。     

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的尺度变化与关联

研究植物功能性状在不同尺度的变异和关联,对于揭示植物对环境的适应策略和群落构建规律具有重要意义。以岩溶石山青冈群落为研究对象,测量了研究区内20个样方74种木本植物的叶面积、比叶面积和木材密度3个功能性状值,利用性状梯度分析法分析了3个性状在群落内部(α组分)及群落间(β组分)的变异格局及相关性。结果表明:(1)群落内3个植物功能性状的α值范围均大于β值范围,即物种相对于共生物种性状值的变化大于沿着群落平均性状梯度的变化。(2)植物功能性状比叶面积的种内差异引起的变化小于群落水平。(3)叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度的β组分相关性均最强,而α组分间无相关性或相关性较弱,即叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度两两性状间的相关性在群落间的依赖程度比群落内共生物种的依赖性要强,暗示物种在群落内和群落间采取不同的生态策略来适应环境。     

基于现代物种共存理论的入侵生态学概念框架

在入侵生态学60多年的发展历程中, 生态学家提出了多种多样的假说来解释生物入侵的机制。这些纷繁复杂的假说在丰富我们对生物入侵认知的同时, 也给入侵生态学概念的整合带来了困难。其中, 外来种和土著种是否存在生态学差异, 以及这种差异如何影响生物入侵, 是入侵生态学研究和争论的焦点问题。现代物种共存理论通过将外来种和土著种的生态学差异划分为生态位差异和适合度差异, 为入侵生态学概念的整合提供了新的视角。依据该理论, 外来种可以通过两种策略实现成功入侵: 一是扩大与土著种的生态位差异, 二是提高自身相较于土著种的适合度优势。因此, 外来种-土著种的生态位差异和适合度差异共同决定了入侵的成败与危害程度。通过对经典入侵假说进行梳理, 我们发现大部分假说都可以在该理论框架下进行解读, 不同假说的主要差别在于强调不同生态学过程对生态位和适合度差异的影响。同时, 这一理论框架很好地解释了为什么外来种-土著种的亲缘关系和性状差异会对生物入侵产生复杂的影响, 为达尔文归化谜团的和解以及外来种-土著种功能性状的比较研究提供了新的思路。目前, 现代物种共存理论还处于快速发展的阶段, 依旧存在很多不足, 但将其运用到生物入侵的实证研究中将是入侵生态学今后一个重要的发展方向。     

甘肃祁连山脉雪豹及其同域分布大型食肉动物时间生态位关系

<正>群落内多物种如何共存是群落生态学和生物多样性研究的核心内容之一。经典物种共存理论强调物种之间的生态位分化,侧重于物种对环境的需求,Hutchinson (1957)提出超体积生态位概念,认为物种适合度是由多个因素共同决定,即物种只有在满足其生态位需求的多维空间,     

中国锄足蟾科五个新种

通过整理四川、贵州、湖北的锄足蟾科动物标本,发现有五个新种:四种齿蟾Oreolalax和一种齿突蟾(曾名为“短齿蟾”)Scutiger。其中两个齿蟾新种的蝌蚪(包括将完成变态的幼蟾)曾被描述发表过,为未定种名的“短齿蟾”蝌蚪(刘、胡,1960);现在已发现成体,并在本文内予以定种名。所有模式标本均保存于成都四川生物研究所。     

亚洲高海拔锄足蟾的属间亲缘关系、分化及其与青藏高原形成的关系

本文在研究高海拔锄足蟾的属间分类及分布规律的基础上,对所属的齿蟾属Oreolalax、齿突蟾属Scutiger的齿突蟾亚属Scutiger,(Scutiger)和猫眼蟾亚属Scutiger(Aelurophryne)的成体外形和骨骼、蝌蚪的形态以及核型等24个性状进行综合分析,同时探讨了属间亲缘关系。结果表明:齿蟾属较原始,齿突蟾属较特化,它们可能起源于共同的祖先——原始齿蟾。在齿突蟾属中猫眼蟾亚属比齿突蟾亚属更为特化,后者与齿蟾属的亲缘关系相对较近。它们的分化与青藏高原的抬开有密切关系。     

四川省康定市两栖动物多样性及其时空分布格局

为了全面掌握四川省康定市两栖动物多样性现状及其时空分布格局, 本研究系统选取61个10 km × 10 km调查网格, 每个网格设置至少3条样线, 分别于2016年9月、2017年5月和7月进行实地调查。所有调查网格中, 有11个网格未调查到两栖动物, 有1个网格调查到的两栖动物物种数最多达到了10种。调查共发现两栖类动物2,639只, 隶属于2目5科7属14种, 其中优势度最高的是中华蟾蜍(Bufo gargarizans), 其次是倭蛙(Nanorana pleskei)和高原林蛙(Rana kukunoris), 优势度最低的是九龙齿突蟾(Scutiger jiulongensis)。不同月份两栖动物物种数和个体数调查结果显示: 5月份调查到的个体数最多, 共发现966只; 9月份调查到的物种数最多, 有13种。不同月份间两栖动物的物种相对多度结果显示: 5月和7月调查到的优势物种均为中华蟾蜍, 9月份为倭蛙。大部分两栖动物分布在海拔3,000-4,000 m之间; 四川湍蛙(Amolops mantzorum)和中华蟾蜍的海拔分布跨度较大, 分布范围在海拔1,300-3,600 m之间; 刺胸齿突蟾(Scutiger mammatus)和九龙齿突蟾等物种海拔分布范围较窄, 刺胸齿突蟾分布在海拔3,200-3,300 m之间; 九龙齿突蟾仅在海拔3,600 m左右。比较影响物种丰富度分布格局的5项环境因子发现, 年均降水量和植被类型数与物种丰富度显著相关, 其次是平均海拔, 而年均温和植被覆盖指数相关性相对较弱。本研究摸清了康定市两栖动物的多样性及其分布格局, 为康定市生物多样性保护提供基础数据。     

瓦屋山国家森林公园锄足蟾科6种的繁殖鸣声特性

在地处四川省洪雅县的瓦屋山国家森林公园录取了锄足蟾科 6种的繁殖期求偶鸣叫声。它们分隶 4属 ,即角蟾属 (Megophrys)、齿蟾属 (Oreolalax)、齿突蟾属 (Scutiger)和掌突蟾属 (Leptolalax)。在IBMPC上用“SIGNAL”软件 (EngineeringDesign ,USA)对获取的鸣声资料进行分析 ,分析的频率范围设置为 0～ 10kHz。声学分析结果表明 :峨山掌突蟾 (L oshanensi) ,小角蟾 (M minorr) ,角蟾 1种 (M sp) ,金顶齿突蟾[S (S )chintingensis],峨眉齿蟾 (O omeimontis)和无蹼齿蟾 (O schmidti)的主能峰频率平均值分别是45 2 1 9、 34 5 6 4、 2 2 93 8、 10 76 5、 10 71 0和 1849 4Hz ,每声持续时间的平均值分别是 46 2、 90 8、 99 6、72 2、 78 8和 110 3ms ,声距的平均值分别是 140 4、 2 5 3 0、 6 81 4、 15 17 7、 46 1 3和 6 19 5ms。单因子方差分析结果表明主能峰频率、每声持续时间和各声距在 6个种间差异极显著 (P <0 0 1)。LSD法多重比较的结果指出金顶齿突蟾和峨眉齿蟾间的主能峰频率无显著差异 (P =0 917>0 0 5 ) ;在每声持续时间上 ,只有峨山掌突蟾与小角蟾、角蟾 1种、峨眉齿蟾、无蹼齿蟾间差异极显著 (P <0 0 1) ;在声距上 ,峨山掌突蟾与小角蟾间无显著差异 ,角蟾 1种与无蹼齿蟾之间、峨     

中国五种高山锄足蟾的核型、Ag-NORs和C-带的研究

作者用核型、Ag-NORs和C-带,对分布于川、滇两省的二属(齿突蟾、齿蟾)五种(胸腺齿突蟾、圆疣齿突蟾、凉北齿蟾、秉志齿蟾、疣刺齿蟾)锄足蟾作了属间和种间关系的比较分析,并讨论了它们的核型演化机制。结果表明:(1)齿突蟾和齿蟾两属间在核型和带型上都有明显的差异,演化途径主要的可能是含有重复DNA染色体片段的相互易位或臂间倒位;(2)属内不同种之间带型无显著差异,但某些对应染色体对间,其相对长度和臂比值差异明显,十分可能是常染色质片段的易位和臂间倒位所致;(3)凉北齿蟾有染色体数目变异多态现象;(4)五种锄足蟾均未发现异形性染色体。     

竞争-耐胁迫-杂草型植物对策理论及其应用研究进展

竞争-耐胁迫-杂草型植物(CSR)对策理论主要研究植物对环境胁迫和干扰的适应性特化。从功能生态学角度讲,CSR理论是通过解释各种功能性状协同变异的主导维度来反映植物的生态对策。而物种所采取的生态对策将决定其在群落中的生态位,并最终会影响生态系统过程与功能。自1974年Grime首次提出CSR对策的概念以来,CSR对策思想就受到了生态学家很大的关注,经过近半个世纪的发展,目前已经形成了比较完整的理论和研究方法体系。试图在回顾CSR理论及其研究方法发展的基础上,阐述其基本内涵,并重点从功能性状变异空间、植物适应性、群落过程和生态系统特性等4个方面概述CSR理论及其分析模型的验证及应用,梳理其最新研究进展。CSR理论已经得到了很多研究的广泛验证并应用于多种尺度上的植物生态学研究,但仍有一些方面值得进一步发展完善,如第四区缺失问题、功能性状变异主轴以外的变异、CSR对策与功能性状种内变异和谱系关系的联系等方面需要深入研究。     

玛曲高寒沼泽化草甸51种植物光合生理和叶片形态特征的比较

基于功能性状的研究方法广泛地应用于生态学研究, 用于解释不同层次的复杂的生态学过程, 而绿色植物叶片的功能性状长期被认为对植物的生存、生长和繁殖具有重要的影响。该研究对玛曲高寒沼泽化草甸51个植物种(分属于14科)的叶片形态和光合性状进行测量, 比较不同物种和不同功能群(莎草科、禾本科和双子叶类杂草)的差异, 分析叶片形态特征和叶片光合性状之间的相关性。结果表明: 1)不同物种、不同功能群之间在比叶面积、净光合速率和水分利用效率等叶片形态和光合特征方面有着显著的差异, 例如禾本科植物具有较高的比叶面积和水分利用效率, 双子叶类杂草具有较大的叶面积, 而莎草科植物具有较高的净光合速率。2)相关性分析结果显示, 无论在物种水平还是功能群水平, 叶片形态和叶片光合性状之间都具有显著的相关关系。该研究揭示了高寒沼泽化草甸植物物种在叶片功能性状上的显著分化, 进而使得这些物种能在同一个草地群落中共存, 而群落中不同功能群物种的组成差异将会对群落的结构、功能和资源利用产生显著的影响。该研究将为进一步研究高寒沼泽化草甸提供基础研究数据并为其保护和恢复提供生理生态学依据。     

亚洲高海拔锄足蟾属间分类研究(Amphibia:Pelobatidae)

本文比较研究了高海拔锄足蟾类29种成体和蝌蚪的外形,25种的骨骼,8种的核型和带型,9种的眼晶体薄层凝胶等电聚焦电泳图谱等性状,并结合地理分布、生态环境及习性等因素综合而较全面地对中国锄足蟾科Pelobatidae的齿突蟾属Scutiger,猫眼蟾属Aelurophryne和齿蟾属Oreo-lalax三个类群的属间分类问题进行了探讨。研究表明:齿蟾属Oreolalax应为有效属,不宜作为齿突蟾属Scutiger的亚属;猫眼蟾属Aelurophryne与齿突蟾属Scutiger应同归一属,前者应为后者之亚属。