雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子

为了解雅鲁藏布江中游干流及支流丰水期原生动物的群落多样性特征,于2021年7月利用18Sr DNA高通量测序技术开展雅鲁藏布江中游原生动物多样性研究,并现场测定水体理化因子。结果表明:雅鲁藏布江中游原生动物在干流和支流两个河段上均以丝足虫门、纤毛虫门和双鞭毛虫门为主。群落Shannon多样性在河段间存在显著性差异; β多样性在两个河段上均以周转组分为主。研究区域原生动物群落存在显著的地理距离–衰减趋势;物种互作关系以协同作用为主导;影响支流原生动物群落的主要理化因子为pH、水温、海拔组合,影响干流原生动物群落的主要理化因子为电导率。原生动物群落受到地理距离、物种互作关系和理化因子的共同影响。本研究结果明确了雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性变化特征及其驱动因素,可为后续雅鲁藏布江原生动物研究以及青藏高原水环境保护提供数据支撑和参考。     

鼎湖山季风常绿阔叶林物种多样性指数空间分布特征

生态学模式和生态学过程都具有尺度效应,研究取样尺度与物种多样性之间的关系,探索物种多样性空间分布的内在机制有助于更好地理解植物群落结构及其组织方式.作者研究了鼎湖山季风常绿阔叶林20 ha样地中Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数在空间上的分布特征及其与取样尺度的关系,并采用方差和变异系数描述它们的空间变异特征.结果表明,这3种指数均表现出较强的区域性分布特征,且这种区域性特征与取样尺度有关.它们的方差随尺度的增加都表现出单峰分布的特征,在80 m×100 m尺度上达到最大值;而变异系数则随尺度的增加而减小,其中Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数在＜20 m×25 m尺度上,其变异系数急剧减小,之后则较为平缓.本研究结果表明在分析鼎湖山季风常绿阔叶林20 ha样地物种多样性时应考虑尺度效应和取样区域.     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落垂直结构及其物种多样性特征

群落结构在森林生态系统中具有重要作用, 其构建机制一直是森林生态学的研究核心。群落结构不仅包括水平方向上的物种分布格局, 还包括垂直方向上的物种分层结构。本文基于鼎湖山南亚热带常绿阔叶林塔吊样地, 利用林冠塔吊和测高杆精准测量样地内每个个体(胸径大于1 cm)的树高, 并划分群落的垂直层次, 研究了每层的群落多样性特征(α多样性)和林层间的群落多样性变化特征(β多样性)。结果表明: (1)样地群落垂直层次由下至上分为5层: 灌木层、亚冠层、林冠下层、林冠中层和林冠上层。(2)随林层向上, 物种丰富度、多度和Shannon-Wiener指数均下降, Pielou均匀度指数在林冠下层最大。(3)利用POD法计算并分解β多样性, 发现随林层向上, β多样性在灌木层与其他各层间呈递增趋势, 在相邻林层间呈单峰型, 不同林层间的物种组成差异主要由丰富度差异造成。 但在林冠下层与林冠中层间丰富度差异较小, 物种替换组分增大, 可能与林冠下层所处特殊位置有关。(4)各林层内微环境从灌木层向上, 趋于高温、强光照和低空气相对湿度, 但林冠下层平均日光强最低。综上, 鼎湖山南亚热带常绿阔叶林林冠下层可能存在强烈的环境筛选作用, 且光照可能是影响群落垂直结构形成的限制因子。     

千岛湖岛屿维管植物β多样性及其影响因素

通过样地调查方法、Jaccard相异性指数、Spearman回归分析和非度量多维标度(NMDS)排序分析,研究了千岛湖154个岛屿上不同植物群落β多样性及其主要影响因素。结果表明不同的景观参数对不同植物生长型有不同程度的影响,其中(1)藤本、灌木的β多样性形成的主导因素是面积,即面积差越大的区域间的β多样性越高;(2)乔木的β多样性主要受到岛屿间距离的限制,岛屿间距离越远,β多样性越高;(3)草本植物的β多样性分布与岛屿面积差及岛屿间距离并未呈现出显著相关,即其分布不受这两种因素限制;(4)NMDS分析结果显示岛屿面积、形状、边缘面积比和岛屿到大陆最小距离等特征对千岛湖岛屿上植物β多样性起决定性的作用。千岛湖陆桥岛屿组成的片段化生境中植物β多样性受扩散限制和生态位假说的共同影响。     

中国大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异

生物多样性科学的研究重心之一是大尺度生物多样性空间分布规律及其形成机制。中国是世界上物种特丰富国家之一,了解我国物种多样性在空间上的变异情况,对于进一步认识大尺度上的生物多样性有重要意义。我们收集了全国205个自然保护区的鸟类和兽类物种分布信息,以G-F指数作为物种多样性的测度指标,利用地统计学方法分析了大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异特征。G-F指数是一种基于香农-威纳指数的信息测度,测度了研究地区环境分化程度和实际利用这种生态环境分化的生物类群多样性, 是一种对共同起源,相似生境需求的物种类群多样性的标准化多样性测度。结果发现,在东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区内我国大陆鸟类多样性变异大部分都是由随机因素所引起的。兽类多样性的分布,在东部季风区和西北干旱区内是由随机因素所产生的,而在青藏高寒区,兽类多样性的总变异中99.9%是由空间依赖性所引起的,主要表现在71,492~1,020,000m空间尺度上,其分布表现出了强空间相关性。据此,大尺度上的物种多样性空间分布具有特定的规律,在生物多样性的保护行动中应加以考虑。     

封育年限对高寒草甸群落组分和物种多样性的影响

高寒草甸在青藏高原畜牧业发展中占有重要地位,然而气候和人为活动的干扰对原本脆弱的生态系统产生了深刻影响。虽然封育是被广泛采用的草地恢复有效措施之一,但封育年限对群落组分和多样性的影响一直是受关注的核心问题,探明这一问题对高寒草甸的可持续发展具有重要意义。研究了封育2、7、17a的高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸的群落组分和物种多样性变化特征,并探讨了不同封育年限影响物种多样性的可能原因。结果表明:1)随封育年限延长,群落上层禾本科植物的总体重要值明显增加,其中异针茅(Stipa aliena)最为显著,其重要值封育2a(13.87%)封育7a(21.76%)封育17a(23.95%),而豆科植物总体重要值显著降低,莎草科和杂类草植物变化不明显;2)α多样性:随封育年限延长,高寒草甸群落物种丰富度指数(Patrick和Margalef指数)没有发生显著变化,然而物种多样性指数(Simpson、Shannon-Wiener和种间相遇机率指数)及均匀度指数(Alatalo和Pielou指数)均表现为封育2a封育7a封育17a,且封育2a与封育7、17a呈显著性差异(P0.05);3)β多样性:Cody指数和Morisita-Horn相似指数的变化表明,封育2a与封育7、17a之间的物种差异较大,而封育7a和17a之间的物种差异较小;4)封育后凋落物的覆盖时间及其分解引起的土壤养分变化是导致物种多样性降低的重要原因之一,土壤碳氮比(C/N)与物种均匀度指数(Alatalo指数)和多样性指数(Simpson指数和种间相遇机率指数)均呈显著性负相关关系(P0.05),说明土壤养分元素之间的耦合效应对物种多样性变化具有重要影响。本研究说明,虽然物种丰富度指数随封育年限的延长没有变化,但物种均匀度和多样性指数均降低,且封育前期对物种多样性的影响大于后期,就物种多样性而言,该高寒草甸不宜进行长期封育。该研究以期为高寒草甸生物多样性的保护和可持续利用及管理提供科学依据。     

广西野生淡水鱼类的物种多样性及其资源的可持续利用

广西地形复杂,河流众多,适于不同鱼类的栖息和繁殖.经对分布于广西境内的各水系鱼类资源的调查、对相关馆藏标本的进一步鉴定以及对相关文献的整理,目前已知广西淡水鱼类15目37科143属290种和亚种,其中很多种类具有重要经济价值.对广西及其邻近省区鱼类多样性指数的计算、比较和分析表明,广西地区G指数最高,F指数和G-F指数除低于云南外,高于广东、海南、贵州和湖南.广西野生淡水鱼类的显著特点是物种多样性高,特有属、种多,很多物种分布区狭窄,区系成分表现出明显的东洋界特点,不同水系鱼类组成各具特色.近年来,广西自然水域的野生鱼类资源的破坏较为严重,本文对广西野生淡水鱼类资源的可持续利用进行了讨论.     

环境污染对小清河口大型底栖动物多样性的影响

利用2008年7月小清河口和黄河口各8个站位的底栖动物调查资料,运用多种多样性指数对两河口底栖动物群落多样性特征进行了比较,并运用Spearman相关分析分析了14个环境因素和底栖动物群落多样性特征的相关关系。结果显示,小清河口共有大型底栖动物4门6纲17目35科37属38种,平均分类差异指数为85.7,分类差异变异指数为585.6,黄河口共有大型底栖动物6门9纲24目42科45属48种,平均分类差异指数为89.3,分类差异变异指数为435.8。小清河口的多样性指数(H’)仅约为黄河口的1/3。Spearman相关分析表明,H’与铵盐、硝酸盐、铜和汞含量呈负相关性,说明底栖动物群落多样性随着富营养化程度的提高而相应降低,营养物质氮的大量输入和重金属的污染对小清河口大型底栖动物群落产生了一定负面影响。ABC曲线法分析显示,小清河口底栖动物的丰度优势度曲线与生物量优势度曲线相交,表明小清河口底栖动物群落处于中度干扰状态;BOPA指数显示,小清河口8个站位中有4个站位受到不同程度的环境污染,生活污水和工业废水的排放可能对小清河口底栖动物生态特征带来巨大影响,加强工业和生活污水排放管理,强化清洁生产,加强工业污染源的治理力度,对恢复小清河流域水质、改善生态环境具有重要意义。     

环境因子对山西太岳山典型森林类型物种多样性及其功能多样性的影响

该研究采用典型样地法,调查群落内物种分布并测量植物功能性状(叶面积和植株高度),对山西太岳山不同坡位华北落叶松-白桦混交林以及辽东栎次生林物种多样性及其功能多样性进行比较分析,探究环境因子对不同群落层次(乔木、灌木、草本)物种多样性及其功能多样性的影响机制,以及环境因子与群落构建之间的联系,为森林生态系统多样性研究以及经营管理提供理论依据。结果显示:(1)华北落叶松-白桦混交林的物种分布更加均匀,物种多样性和功能多样性(乔木层)均显著高于辽东栎次生林。(2)华北落叶松-白桦混交林乔木层功能均匀度与功能分散指数显著高于辽东栎次生林,但灌木草本层低于辽东栎次生林。(3)不同群落层次的物种多样性与功能多样性均呈正相关关系,影响物种分布和性状分布的环境因子存在差异,物种多样性受多种环境因子的综合影响,而单个环境因子对功能多样性影响较大,环境解释力与林分类型和群落层次相关。(4)乔木层物种多样性主要受土壤pH、冠层结构(MLA、林分开度)以及光照影响,灌木层物种多样性与土壤pH和MLA密切相关,林下总辐射、土壤养分(SOC、STN)、土壤相对含水率是影响草本层物种分布的主要环境因子;冠层结构(MLA、林分开度)是影响乔木层功能多样性最主要的环境因子,土壤pH和坡位分别是华北落叶松-白桦混交林和辽东栎次生林灌木层功能多样性的主要影响因子,影响草本层功能多样性的主要环境因子是土壤相对含水率与LAI。研究表明,在垂直分层的森林生态系统中,不同群落层次竞争的主要环境资源存在差异,乔木层通过改变冠层结构和林内环境限制林下物种分布和性状分布。     

暖温带若干落叶阔叶林群落物种多样性及其与群落动态的关系

 分析比较了暖温带中部至西南部20个落叶阔叶林群落类型的物种多样性,结果表明：1)一般情况下,乔、灌、草3个层次的物种丰富度(Sp)和多样性指数(D和H′)多为乔木层<灌木层<草本层,但均匀度指数(Ea)则多以灌木层居高;2)处于亚顶极阶段的森林群落各层次多样性指数(D和H′)特征是乔木层<草本层<灌木层;3)当群落处于顶极亚顶极阶段时,群落各层次的均匀度指数均在0.5以上;4)以群落总体重要值为测度指标来测度群落的总体物种多样性指数和均匀度指数时,发现群落总体Simpson多样性指数(D)可用于判断群落稳定性的高低,即总体多样性指数D低于或接近0.5的群落其稳定性较差或为特殊生境下的群落类型;当总体多样性指数D高于0.5时有两种情况：群落的均匀度指数Ea大于D的群落为地带性群落类型,它们有很高的稳定性,相当于顶极群落,而Ea小于或与D接近的群落具有较高的物种丰富度,在群落的演替动态方面处于顶极的前期,相当于亚顶极群落。     

昆虫多样性参数的测定和表达

简要介绍了文献中常见的表示昆虫多样性的3个指数物种数、辛普森指数和香农-维纳指数的测定和计算方法,讨论了香农-维纳指数和均匀度的英文字符的正确表达形式。     

长白山牛皮杜鹃群落物种多样性的海拔梯度变化及相似性

采用样地调查法,研究了牛皮杜鹃群落物种组成、群落结构特征、物种多样性及其沿海拔梯度的变化规律,对不同海拔牛皮杜鹃群落进行相似性分析。结果表明:(1)牛皮杜鹃群落相同海拔高度,草本层的物种多样性普遍高于灌木层的物种多样性。自海拔1926—1986m,灌木层α多样性指数先降低后升高,1986m后再次降低,到达海拔2010m处达到最低点,适应高山苔原带特殊生境条件的物种逐渐增多,多样性指数开始回升。海拔2250m,生物多样性指数的变化趋于平缓,物种组成相对较为稳定。海拔2528m以上,生物多样性再次呈降低趋势。草本层的α多样性指数中,物种多样性指数SW、丰富度指数D和均匀度指数R沿海拔梯度的变化趋势大致相同。海拔1986m处时出现最小值,海拔2350m时达最大值。牛皮杜鹃群落α多样性指数间呈P0.01水平极显著正相关性,物种丰富度指数对群落的物种多样性贡献率最大,表现为丰富度指数(D1、D2)种间机遇指数(H)生态优势度指数(SN)群落均匀度指数(R)。(2)牛皮杜鹃群落β多样性沿海拔梯度基本呈波形变化,草本层β多样性指数普遍高于灌木层β多样性指数。在牛皮杜鹃群落物种沿海拔梯度的替换速率上,草本植物高于灌木物种。Routledge指数的变化趋势不显著。海拔1986m处和海拔2250m处,草本层Cody指数出现两处极值,海拔2250m以上群落灌木层之间差异和变化较小,Whittaker多样性指数和Cody指数逐渐趋于平稳。(3)海拔梯度间生境及群落结构差异性越大,生物多样性变化越明显。海拔高度接近的群落间相似性系数较高,海拔是影响牛皮杜鹃群落差异的主要因素。     

缙云山森林次生演替序列群落的物种多样性动态

通过１９８６ 和１９９６ 年对缙云山森林次生演替系列群落的重复调查,运用构成指数对这些群落进行演替排序,研究缙云山森林次生演替过程中的物种多样性动态．结果表明,构成指数（ ＣＩ） 可适当改变空间代替时间的局限;在缙云山森林次生演替过程中,物种丰富度呈先变大后变小的趋势,物种均匀度没有明显的动态规律,这与种间（ 内） 关系密切相关,因而适当干扰有利于群落内物种多样性的增大     

How beta diversity and the underlying causes vary with sampling scales in the Changbai mountain forests

This study aims to establish a relationship between the sampling scale and tree species beta diversity temperate forests and to identify the underlying causes of beta diversity at different sampling scales. The data were obtained from three large observational study areas in the Changbai mountain region in northeastern China. All trees with a dbh ≥1 cm were stem‐mapped and measured. The beta diversity was calculated for four different grain sizes, and the associated variances were partitioned into components explained by environmental and spatial variables to determine the contributions of environmental filtering and dispersal limitation to beta diversity. The results showed that both beta diversity and the causes of beta diversity were dependent on the sampling scale. Beta diversity decreased with increasing scales. The best‐explained beta diversity variation was up to about 60% which was discovered in the secondary conifer and broad‐leaved mixed forest (CBF) study area at the 40 × 40 m scale. The variation partitioning result indicated that environmental filtering showed greater effects at bigger grain sizes, while dispersal limitation was found to be more important at smaller grain sizes. What is more, the result showed an increasing explanatory ability of environmental effects with increasing sampling grains but no clearly trend of spatial effects. The study emphasized that the underlying causes of beta diversity variation may be quite different within the same region depending on varying sampling scales. Therefore, scale effects should be taken into account in future studies on beta diversity, which is critical in identifying different relative importance of spatial and environmental drivers on species composition variation.     

Inventory, differentiation, and proportional diversity: a consistent terminology for quantifying species diversity

Almost half a century after Whittaker (Ecol Monogr 30:279–338, 1960) proposed his influential diversity concept, it is time for a critical reappraisal. Although the terms alpha, beta and gamma diversity introduced by Whittaker have become general textbook knowledge, the concept suffers from several drawbacks. First, alpha and gamma diversity share the same characteristics and are differentiated only by the scale at which they are applied. However, as scale is relative––depending on the organism(s) or ecosystems investigated––this is not a meaningful ecological criterion. Alpha and gamma diversity can instead be grouped together under the term “inventory diversity.” Out of the three levels proposed by Whittaker, beta diversity is the one which receives the most contradictory comments regarding its usefulness (“key concept” vs. “abstruse concept”). Obviously beta diversity means different things to different people. Apart from the large variety of methods used to investigate it, the main reason for this may be different underlying data characteristics. A literature review reveals that the multitude of measures used to assess beta diversity can be sorted into two conceptually different groups. The first group directly takes species distinction into account and compares the similarity of sites (similarity indices, slope of the distance decay relationship, length of the ordination axis, and sum of squares of a species matrix). The second group relates species richness (or other summary diversity measures) of two (or more) different scales to each other (additive and multiplicative partitioning). Due to that important distinction, we suggest that beta diversity should be split into two levels, “differentiation diversity” (first group) and “proportional diversity” (second group). Thus, we propose to use the terms “inventory diversity” for within-sample diversity, “differentiation diversity” for compositional similarity between samples, and “proportional diversity” for the comparison of inventory diversity across spatial and temporal scales. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

中国典型森林生态系统乔木层群落物种多样性的空间分布格局及其影响因素

物种多样性地理分布格局及其成因是生物地理学和宏观生态学研究的核心问题之一,基于中国13个典型森林生态系统乔木层群落植物的调查数据,分析物种多样性随经纬度的变化规律,探讨物种多样性空间分布格局的影响因素。结果表明:(1) 13个典型森林生态系统的4个物种多样性指数均随经纬度上升而下降,其中物种丰富度变化更为显著,而Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数随经度上升变化不显著;(2)相关性分析结果显示,物种多样性指数与植物特性、能量和水分因子的单因素相关关系并不一致。其中,物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数与年均温、最冷月均温、温度年较差和潜在蒸散量的相关性最显著(P0.01),Pielou指数与年均温、最冷月均温、实际蒸散量、潜在蒸散量和郁闭度有显著相关关系(P0.05);(3)方差分解结果表明,能量和水分的共同作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率最高,达到15%—42%;植物特性、能量和水分因子三者共同作用对物种多样性指数空间分布格局解释率次之,为14%—27%;植物特性与能量因子或水分因子两者之间的共同作用以及植物特性和水分因子独立作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率较小,其中能量因子对物种多样性指数空间分布格局的单独解释率高于植物特性或水分因子。研究表明能量和水分共同作用是影响大尺度森林乔木层物种多样性空间分布格局形成的主要因素,但植物特性的差异对物种多样性空间分布格局影响也不可忽视。     

Relative importance of environment, human activity and spatial situation in determining the distribution of terrestrial mammal diversity in Argentina

Aim The partition of the geographical variation in Argentinian terrestrial mammal species richness (SR) into environmentally, human and spatially induced variation. Location Argentina, using the twenty‐three administrative provinces as the geographical units. Methods We recorded the number of terrestrial mammal species in each Argentinian province, and the number of species belonging to particular groups (Marsupialia, Placentaria, and among the latter, Xenarthra, Carnivora, Ungulates and Rodentia). We performed multiple regressions of each group's SR on environmental, human and spatial variables, to determine the amounts of variation explained by these factors. We then used a variance partitioning procedure to specify which proportion of the variation in SR is explained by each of the three factors exclusively and which proportions are attributable to interactions between factors. Results For marsupials, human activity explains the greatest part of the variation in SR. The purely environmental and purely human influences on all mammal SR explain a similarly high proportion of the variation in SR, whereas the purely spatial influence accounts for a smaller proportion of it. The exclusive interaction between human activity and space is negative in carnivores and rodents. For rodents, the interaction between environment and spatial situation is also negative. In the remaining placental groups, pure spatial autocorrelation explains a small proportion of the variation in SR. Main conclusions Environmental factors explain most of the variation in placental SR, while Marsupials seem to be mainly affected by human activity. However, for edentates, carnivores, and ungulates the pure human influence is more important than the pure spatial and environmental influences. Besides, human activity disrupts the spatial structure caused by the history and population dynamics of rodents and, to a lesser extent, of carnivores. The historical events and population dynamics on the one hand, and the environment on the other, cause rodent SR to vary in divergent directions. In the remaining placental groups the autocorrelation in SR is mainly the result of autocorrelation in the environmental and human variables.     

古田山中亚热带常绿阔叶林群落物种多样性的空间变异特征

古田山常绿阔叶林的群落组成、结构及其维持机制已有许多研究, 但该地区亚热带常绿阔叶林生物多样性空间变异特征还缺乏认识。本文以古田山24 ha大样地(划分为24个1 ha小样地)为基础, 具体分析了α多样性和β多样性在1 ha尺度上的空间变异特征。结果表明: (1)群落第一、二优势物种在各小样地之间变化不大, 但第三优势种变化较大; (2) α多样性变化中, 样地间木本植物个体数量变异最大, 物种丰富度其次, Pielou均匀度指数变异性最小; (3)物种丰富度与植株个体数量、Pielou均匀度指数没有显著的相关性, 与Shannon-Wiener指数呈显著正相关; Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数呈显著正相关; (4)相邻样地间物种替代速率空间变异较大, 与物种丰富度的空间变化格局有明显差异。这些结果说明尺度对认识群落结构、探讨群落维持机制有重要作用; 由于森林群落是多尺度生态过程作用的结果, 大尺度样地可能有利于更好地揭示森林群落维持机制。