我国国家级自然保护区主要外来入侵植物分布格局及成因

自然保护区在生物多样性保护中起着关键作用,然而也面临外来物种入侵等诸多压力。基于72个已调查国家级自然保护区外来入侵植物数据,重点分析生态环境部发布的四批外来入侵物种名单中已有分布的35种外来入侵植物分布格局及其影响因素。研究发现72个国家级自然保护区平均记录有（7.78±0.47）种外来入侵植物,MaxEnt模型预测结果表明98.69%的国家级自然保护区面临外来植物入侵风险。低纬度地区（8.07±0.73）和中纬度地区（9.64±0.56）国家级自然保护区外来入侵植物数量显著高于高纬度地区（4.53±0.88）,且不同类型国家级自然保护区外来入侵植物差异不显著。温度和降雨量是影响外来入侵植物在自然保护区分布的关键因素,且影响不同生活型外来入侵植物分布格局的关键因素不同：温度对一年生草本、藤本和灌木的分布解释量极为显著,保护区建立时间、温度、降雨量和海拔共同影响多年生草本植物在国家级自然保护区的分布。研究结果表明国家级自然保护区外来入侵植物调查与监测还存在很大的空白,未来需要进一步加强自然保护区外来入侵植物研究,并提升外来入侵植物的监管能力。     

四川攀西地区云南松群落物种多样性和谱系多样性对紫茎泽兰入侵的影响

外来植物入侵严重威胁着入侵地本土植物多样性和生态系统功能, 认识外来物种的入侵机制有助于提高对入侵植物的防控能力。本文以攀西地区云南松(Pinus yunnanensis)林下外来入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)为研究对象, 基于大量野外群落调查, 从群落可入侵性入手, 分析了环境因子和群落物种多样性、谱系多样性等群落生态学特征对紫茎泽兰入侵的影响。结果表明: 海拔、坡向和火烧强度等环境因子和冠层郁闭度、灌木层盖度等生物因子对研究区紫茎泽兰入侵强度没有显著影响(P > 0.05); 但群落灌木层物种多样性和草本层组分种与紫茎泽兰的亲缘关系显著影响紫茎泽兰的入侵强度(P < 0.05), 说明灌木层对光照等环境资源的占用和草本层(同层)物种对相似资源的竞争能够在很大程度上抑制紫茎泽兰的入侵。     

天然林和人工林外来入侵和本地植物对比研究: 以弄岗国家级自然保护区为例

外来植物的入侵严重威胁了自然保护区的生物多样性。为探讨自然保护区内天然林和人工林林下外来植物入侵状况及其与本地优势植物的种间关系, 本研究以弄岗国家级自然保护区为研究区域, 结合保护区内4种生境72个样方的野外调查数据, 利用生态位宽度、生态位重叠和种间联结指数比较了不同生境中外来入侵草本植物的多样性和生态位宽度以及外来入侵草本植物与本土优势草本植物的生态位重叠和种间联结。结果表明: 弄岗国家级自然保护区4种生境共记录6种外来入侵草本植物, 隶属于3科6属, 其中菊科物种数量最多。外来入侵植物多样性呈现出秋枫(Bischofia javanica)人工林 > 麻竹(Dendrocalamus latiflorus)次生林 > 人面子(Dracontomelon duperreanum)人工林 > 广西澄广花(Orophea polycarpa)次生林的特征。除广西澄广花次生林生境的外来入侵草本植物丰富度与本土草本植物丰富度呈显著正相关外, 其余生境均无显著的相关关系。三叶鬼针草(Bidens pilosa)的生态位宽度最大, 为4种生境均有分布的外来入侵植物。4种生境的外来入侵植物与本土优势植物生态位重叠和种间联结程度均较低, 种间竞争较弱。本研究明确了弄岗国家级自然保护区天然林和人工林中外来入侵草本植物的分布及其与本土草本植物的种间关系。     

北京东灵山暖温带落叶阔叶林地形和林分结构对林下草本植物物种多样性的影响

森林群落林下草本植物物种多样性丰富,然而大多数森林物种多样性研究集中在乔木层,对林下草本植物物种多样性及其影响因子的研究较少。本研究基于北京东灵山20 ha森林动态监测样地450个1 m×1 m的草本样方调查数据,选择物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Simpson优势度指数(D)和Pielou均匀度指数(E)作为草本植物物种多样性数据指标,分析了林下草本植物物种多样性与地形和林分结构的相关关系;并采用Pearson相关性分析、回归分析、冗余分析(RDA)及层次分割的方法,探讨了地形因子和林分因子对草本植物物种多样性的影响。结果表明:(1)林下草本植物的Shannon-Wiener多样性指数与坡向呈显著负相关(P <0.05),随坡向增大(由阳坡转向阴坡)而呈下降趋势; 4个多样性指数与海拔、坡度和凹凸度均无显著相关性。(2)物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随林分密度和林地物种丰富度的增大呈下降的趋势,但随平均胸径的增大呈上升的趋势;各物种多样性指数均与胸径变异系数无显著相关性。(3)层次分割结果表明,环境因子对林下草本植...     

福建梅花山常绿阔叶林植物物种多样性及其海拔梯度格局

常绿阔叶林是福建梅花山国家级自然保护区地带性植被。采用样带与典型群落调查法对区内的常绿阔叶林14400m2样地展开调查,并对植物多样性海拔梯度格局进行分析,结果表明：（1） 群落植物物种丰富度、Gleason丰富度指数、Simpson指数、Shannon Wiener指数和Pielou均匀度指数的均值分别为64.42、10.75、5.75、3.50、0.58,且这5种指数在各样带间差异极为显著,并随海拔的升高均呈单峰曲线变化,峰值出现在海拔700m~900m。（2） 群落各层次的植物物种丰富度、Shannon Wiener指数均呈现灌木层（包括幼树和层间植物）〉乔木层〉草本层的特征。乔木、灌木层物种丰富度与乔木层Shannon Wiener指数在海拔梯度上的样带间差异极显著,变化趋势与群落相似;灌木层与草本层Shannon Wiener指数以及草本层物种丰富度随海拔梯度变化不明显。因此,梅花山自然保护区常绿阔叶林植物物种多样性的海拔梯度格局呈现单峰分布,并支持中间高度膨胀模式（mid domain model）。     

Distribution and species diversity patterns of Vitex negundo var. heterophylla shrublands in North China

生境差异是影响植物群落及其物种多样性分布格局的重要因素。该研究基于370个荆条(Vitex negundo var. heterophylla)灌丛的野外调查样方, 结合多元回归树(MRT)、显著性分析、Pearson相关分析等技术手段, 分析了华北地区荆条灌丛及其物种多样性的空间分布格局。结果表明: 荆条灌丛的经纬度均跨越10°以上, 可分为高、中、低纬度分布区; 分布海拔则从117 m至1 248 m跨越了1 000 m以上, 也可分为高、中、低海拔分布区。所有分布区中荆条灌丛草本层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和均匀度指数均高于灌木层。灌木层物种多样性随着纬度的降低而降低, 随着海拔的升高而降低; 草本层相反, 物种多样性随着纬度降低而升高, 随着海拔升高而升高。灌木层和草本层的物种丰富度(Shannon-Wiener指数)与水、热、地形等环境因子显著相关, 其中灌木层物种多样性随着气温、坡位升高而显著减少, 随着降水的增加而显著增加;草本层则相反。     

五鹿山国家级自然保护区物种多样性海拔格局

在五鹿山国家级自然保护区典型地段设立样地,以植物群落样地调查数据为基础,计算不同层次的多样性指数,运用广义可加模型分析各物种多样性的海拔格局.结果表明:乔木层的胸高截面积沿海拔呈显著递增趋势(P＜0.05);α多样性,乔木层丰富度指数、香浓维纳指数、均匀度指数都呈显著的单峰分布格局(P＜0.01),灌木层丰富度指数、香浓维纳指数大体呈以中高海拔1507m为峰值的偏峰分布格局,均匀度指数大体呈显著递增趋势(P＜0.05),草本层丰富度指数、香浓维纳指数较低海拔下随海拔升高递减,较高海拔下变化不大,均匀度指数大体呈递增趋势;β多样性大体呈“～”型变化;γ多样性,大体呈单峰分布格局.沿海拔梯度升高,水热组合发生变化,地带性植被以及群落内的建群种和优势种都发生了变化.     

小秦岭森林群落数量分类、排序及多样性垂直格局

采用分层取样的方法,沿小秦岭林区海拔梯度设立56块20 m×20 m样地,用多元回归树(MRT)方法对小秦岭森林群落进行分类,采用除趋势对应分析(DCA)进行排序,用广义可加模型(GAM)研究不同生活型物种多样性沿海拔梯度分布格局。结果表明:(1)56个样地进行MRT分类,经交叉验证并依据植物群落分类和命名原则,本区植物群落可分为5类;(2)样方DCA排序明确地揭示各群落类型生境分布范围,较好地反映小秦岭自然保护区森林群落与环境因子的关系;(3)不同生活型物种多样性指数随海拔梯度变化发生一定的波动,且呈现不同的多样性格局:丰富度指数中,乔木层呈显著的单峰分布格局,灌木层在中海拔段呈明显下降趋势,草本层随着海拔的升高总体呈下降趋势;Shannon-Wiener多样性指数中,不同生活型物种随海拔变化趋势与物种丰富度变化趋势大体相同;不同生活型物种的均匀度指数随海拔变化趋势较平缓。     

怒江河谷入侵植物与乡土植物丰富度的分布格局与影响因子

外来物种入侵严重威胁着乡土植物多样性并削弱了生态系统服务功能。本文基于滇西北怒江河谷植被调查的样方数据, 从群落水平研究了乡土和入侵植物多样性的空间分布格局, 以及地形、气候、人类干扰等因子对两种格局的影响。本研究共记录到外来入侵植物26种, 隶属于13科21属; 乡土植物1,145种, 分属于158科628属。沿着怒江河谷, 入侵植物物种丰富度随纬度与海拔的增加而减少; 乡土物种丰富度则随纬度增加而增加, 并在海拔梯度上呈单峰格局。运用广义线性模型分析公路边缘效应(反映生境干扰)、气候、地形和土壤等环境因素对物种丰富度分布格局的影响。等级方差分离的结果显示, 公路两侧的生境干扰对入侵种和乡土种的丰富度格局均具有首要影响。在自然环境因子中, 降水量是入侵植物丰富度的主要限制因子, 而乡土物种丰富度则主要受到地形因子尤其是坡向的影响。结构方程模型的分析结果也表明, 乡土植物和入侵植物丰富度之间的负相关关系反映了二者对环境响应的差异。本文结果支持物种入侵的资源可利用性限制假说, 并强调了人类活动对生物多样性的负面影响; 乡土植物或已较好地适应了干旱河谷气候, 但并没有显示出对外来物种入侵的抵抗作用。     

吕梁山森林群落草本层植物物种多样性的空间格局及其对模拟增温的响应

为研究气候变暖背景下森林群落草本层植物物种多样性对温度升高的响应及其随海拔、纬度的空间分布格局,按照纬度梯度选择吕梁山系北段的管涔山和南段的五鹿山为研究区,并在每个山地的不同海拔梯度(高、中、低)分别设置对照(CK)、低度增温(OTC1)和高度增温(OTC2) 3种试验样地。于2017年植被生长季对植物多度、频度、盖度、高度进行调查,计算物种多样性指数(Simpson指数、Shannon指数、Pielou指数、Patrick指数)。结果表明:(1)吕梁山森林群落草本层植物物种多样性随海拔呈"v型"变化格局,即在中间海拔梯度处最低,且海拔梯度对各多样性指数的影响均达到极显著水平(P0.01)。(2)物种多样性随纬度升高呈递增趋势(P0.05),即较高纬度山地具有较高的物种多样性。(3)物种多样性随温度升高整体呈递减趋势(P0.05),即温度升高可抑制林下草本层植物物种多样性。(4)在增温处理下,五鹿山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Patrick指数呈递减趋势,Pielou指数先降低后升高;管涔山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Pielou指数先增加后减小,Patrick指数呈递增趋势。整体来说,在吕梁山较低海拔,持续增温会使物种多样性降低;在中等海拔,物种多样性随温度升高呈现先下降后上升的变化趋势;在较高海拔,适度增温可提高物种多样性,持续增温则抑制多样性。因此,增温对吕梁山森林群落草本植物物种多样性的影响随海拔升高整体呈下降趋势。     

贺兰山木本植物群落物种多样性的海拔格局

 贺兰山位于中国温带草原和温带荒漠的过渡带,是研究干旱区山地物种多样性海拔格局的理想区域。该文通过样方法调查研究区的森林和灌丛群落,并运用广义可加模型分析物种多样性的海拔分布格局。结果表明：1）海拔是物种丰富度的重要影响因子,一般能解释原始数据30%～40%的变差。2）对于森林和灌丛群落,草本植物都是群落中比例最高的物种, 而且决定了群落总物种丰富度的海拔分布格局。3）森林群落的乔木层物种丰富度在中海拔区域最高,反映了中海拔区域相对优越的水热条件。灌木层和草本层的物种丰富度明显受到乔木层郁闭度的影响,有随海拔升高而降低的趋势。4）灌丛群落的灌木层和草本层物种丰富度均呈单峰格局,皆因低海拔的干旱和高海拔的寒冷抑制了多数物种的生存,仅气候条件适宜的中海拔区域能够生存丰富的物种。     

贵州典型自然保护区内外外来入侵草本植物的比较

自然保护区是抵御外来物种入侵的重要屏障, 然而人类活动可能增加外来入侵物种扩散的风险, 导致自然保护区面临不同程度的入侵。为了对比研究自然保护区内外以及不同保护区之间外来入侵草本植物的分布格局及其与人类活动的关系, 本文基于贵州省四个国家级自然保护区(赤水桫椤、习水、梵净山和麻阳河) 380个样方的调查数据, 运用双因素方差分析和非度量多维标度分析方法分析了保护区内外的外来入侵草本植物多样性和物种组成差异, 并利用冗余分析探讨了影响不同保护区内外来入侵草本植物分布的关键人类活动因子。赤水桫椤、习水、梵净山和麻阳河4个保护区共调查发现外来入侵草本植物46种, 隶属于18科37属, 其中, 4个保护区内分别有16、18、7和20种, 保护区外分别有17、10、24和20种。赤水桫椤和梵净山保护区外的外来入侵草本植物丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数显著高于保护区内, 而习水和麻阳河保护区内外差异不显著。梵净山保护区内的Pielou均匀度指数显著高于保护区外, 其余保护区内外差异不显著。四个保护区内外的外来入侵草本植物物种组成无明显差异。保护区内的居民量和道路长度是影响保护区内外来入侵草本植物分布格局差异的主要原因。研究结果表明, 不同保护区对外来草本植物入侵的抵御能力不同, 而人类活动程度的差异是导致其不同的原因之一。建议加强自然保护区内及周边区域人类活动管控, 减缓外来入侵植物的扩散。     

红薯对农田杂草群落及其多样性的影响

为了解红薯(Ipomoea batas)对农田杂草群落和生物多样性的影响, 作者研究了云南省东南部红河州建水县5种不同覆盖度红薯田的杂草种类、密度、重要值及多样性。结果表明, 5种红薯田共统计到25种杂草, 隶属18科。其中4种入侵植物藿香蓟(Ageratum conyzoides)、鬼针草(Bidens pilosa)、牛膝菊(Galinsoga parviflora)、牛筋草(Eleusine indica)和2种本地植物马齿苋(Portulaca oleracea)、马唐(Digitaria sanguinalis)的密度较高, 为红薯田杂草群落的优势物种。随红薯覆盖度增加, 杂草优势物种的密度和重要值显著降低(P<0.05), 然而2种本地物种打碗花(Calystegia hederacea)和早熟禾(Poa annua)密度却显著增加, 2种本地物种铁苋菜(Acalypha australis)和稗(Echinochloa crusgalli)重要值与红薯覆盖度成正相关(P<0.05)。红薯覆盖度为1-25%和26-50%时, 杂草群落的物种丰富度(23.5、24.5)、Simpson指数(0.89、0.85)、Shannon-Wiener指数(2.36、2.35)和Pielou均匀度指数(0.75、0.73)较高, 说明中低水平的红薯覆盖度有利于提高群落的物种多样性。可以推断, 红薯种植改变了农田杂草的群落结构, 有利于限制优势杂草和入侵杂草的发生危害, 中低水平的红薯覆盖度可作为一种有效的旱田替代化学除草剂的生态控草措施。     

山西关帝山森林群落物种、谱系和功能多样性海拔格局

探索和揭示生物多样性的空间格局和维持机制是生态学和生物地理学研究的热点内容, 但综合物种、系统进化和功能属性等方面的多样性海拔格局研究很少。该文以关帝山森林群落为研究对象, 综合物种、谱系和功能α和β多样性指数, 旨在初步探讨关帝山森林群落多样性海拔格局及其维持机制。研究结果表明: 随着海拔的升高(1 409-2 150 m), 关帝山森林群落物种丰富度指数(S)、谱系多样性指数(PD)和功能丰富度指数(FRic)整体上表现出上升的趋势, 特别是海拔1 800 m以上区域。随着海拔的升高, 总β多样性(β_total)和更替(β_repl)上升趋势明显, 而丰富度差异(β_rich)则逐渐下降。不同生活型植物的物种、谱系和功能多样性海拔格局差异较大。随着海拔的升高, 草本植物S和物种多样性指数(H′)上升趋势高于木本植物。影响草本植物S分布的主要因素是地形因子, 而影响木本植物S分布的主要因素是历史过程。随着海拔的升高, 木本植物β_total上升趋势要比草本植物明显。随着海拔的升高, 木本植物β_repl和β_rich分别表现出单峰格局和“U”形格局, 而草本植物β_repl和β_rich则分别表现出单调递增和单调递减的格局。随着环境差异和地理距离的增加, 群落间物种、谱系和功能β多样性显著增加。环境差异(环境过滤)对木本植物的β多样性具有相对较强的作用; 而环境差异(环境过滤)和地理距离(扩散限制)共同作用于草本植物的β多样性。     

宁夏六盘山国家级自然保护区眼蝶群落多样性

蝴蝶是地球生物多样性的重要指示物种之一, 其种群动态及群落结构变化能够揭示环境改变对生态系统的影响。六盘山国家级自然保护区生境优越, 植物区系多样, 孕育了丰富的蝶类资源。为了有效利用环境和保护蝶类资源, 2016-2018年, 作者采用样线调查法, 对宁夏六盘山国家级自然保护区人工植被、针阔混交林、阔叶林、灌木林4种生境中眼蝶亚科昆虫进行了调查, 分析了眼蝶在空间及时间上的动态变化。共记录眼蝶亚科13属19种4,363只, 其中阿芬眼蝶(Aphantopus hyperanthus, 961只)、亚洲白眼蝶(Melanargia asiatica, 637只)、爱珍眼蝶(Coenonympha oedippus, 594只)分别占总数的22%、15%和13%, 为保护区优势种; 蟾眼蝶(Triphysa phryne, 17只)仅占总数的0.39%, 为保护区的稀有种。在空间分布上, 4类生境中针阔混交林眼蝶物种丰富度和优势度低, 多样性指数最高, 不同生境眼蝶群落物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数存在明显差异(P < 0.05), 优势度指数差异不显著。在时间动态上, 2016-2018年眼蝶个体数量呈下降趋势, 物种个体数量高峰期主要发生在8月, 优势种变化明显。因此, 保护宁夏六盘山国家级自然保护区蝴蝶种类多样性刻不容缓。     

Rise of herbaceous diversity at the southeastern margin of the Tibetan Plateau: First insight from fossils

The Hengduan Mountains region (HMR) on the southeastern Tibetan Plateau, supports a high diversity of herbs, particularly in its subalpine to alpine ecosystems, due to high altitude and cool temperate climate. Current understanding on the formation of such herbaceous richness is based chiefly on molecular phylogenies; however, direct geological evidence is lacking because herbs are rarely preserved as macroscopic fossils. In this study, we present abundant fossil fruits and seeds of herbs from the late Pliocene Heqing Basin in the southern HMR. Our systematic analysis shows the presence of at least 18 species belonging to 11 genera, that is, Ranunculus, Corydalis, Rumex, Polygonum, Chenopodium, Stellaria, Fragaria, Astragalus, Aster, Carex, and Schoenoplectus, of which Polygonum is most abundant followed by Astragalus. This finding throws the first light from fossil evidence on the rise of herbaceous diversity in the region. We interpret the local assembly of these herbs as resulting from rapid pre-Pliocene species diversifications of many herbaceous groups in the HMR. As nowadays most of these herbs grow primarily in meadows and a few occur as subaquatic plants, we suggest an open meadow hosting some scattered shrubs in the vicinity of a vegetated wetland in the Heqing Basin during the late Pliocene. This provides the first direct evidence of past treeless open vegetation within the HMR and thus improves our knowledge of vegetation evolution in the region. We suggest that the uplift-induced climate cooling and monsoon-associated precipitation seasonality are potentially the key driving forces for the opening of meadow vegetation in the HMR.     

长白山北坡草本植物分布与环境关系的典范对应分析

在长白山北坡海拔700～2600m的坡面上,海拔每上升100m设立一块样地,共计20个样地,计测样地中草本层植物的生态重要值和包括气候、土壤、林冠郁闭度等在内的13个环境因子,对获得的数据进行典范对应分析,作出了种类、样地分布与环境因子关系的二维排序图,排序图直观地反映了主要草本植物分布与环境因子间的关系。排序图中环境因子与前两个排序轴的相关系数大小表明,海拔高度作为诸多环境因子的综合反映,是影响长白山北坡草本植物分布的主导因素,除此之外,其它环境因子如林冠郁闭度、土壤有机质及有效N、P、K等因素,也对草本植物的分布有较大的影响。高山冻原与2000m以下森林群落内的草本植物明显不同,反映出二种不同类型植被间草本植物组成格局间质的差异。     

青岛胶州湾四种类型湿地AM真菌多样性

对青岛胶州湾4种类型湿地（盐田、滩涂、湖泊和河口）中芦苇Phragmites communis、香蒲Typha orientalis和碱蓬Suaeda glauca 根围土壤中丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌进行孢子分离与鉴定,分析湿地生态系统中植物根围AM真菌群落特征。共分离到AM真菌5属10种,包括斗管囊霉属Funneliformis 2种、无梗囊霉属Acaulospora 3种、近明球囊霉属Claroideoglomus 2种、球囊霉属Glomus 1种、巨孢囊霉属Gigaspora 2种,其中,斗管囊霉属Funneliformis及地斗管囊霉Funneliformis geosporum的分离频度和相对多度最高,分别为湿地中AM真菌优势属和优势种。滩涂和河口湿地中植物AM真菌侵染率显著高于湖泊和盐田湿地植物,AM真菌孢子密度以滩涂湿地最高（572个/20mL）,湖泊湿地最低（220个/20mL）;滩涂湿地的种丰度和Shannon-Wiener指数最高,分别为3.8和1.2。从植物种类来看,AM真菌侵染率总体呈现出香蒲>碱蓬>芦苇,AM真菌孢子密度以香蒲最高,芦苇最低,植物种类对AM真菌种丰度和Shannon-Wiener指数影响不显著（P>0.05）。二因素方差分析和典型RDA相关分析表明,寄主植物种类对AM真菌孢子密度有一定影响,但湿地类型对AM真菌多样性的影响更为显著（P<0.05）,胶州湾湿地土壤因子Ca ²⁺、速效P含量与AM真菌孢子密度、物种丰度和多样性指数显著负相关,而速效K、Na ⁺、pH与其显著正相关。结果表明植物种类主要影响AM真菌孢子密度,AM真菌多样性受植物种类和湿地类型综合影响,滩涂湿地较丰富的AM真菌多样性可能与该湿地较良好的理化性质有关。