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。     

中国蚂蚁丰富度地理分布格局及其与环境因子的关系

物种丰富度分布格局及其形成机制的研究对于生物多样性保护具有重要意义。为了了解中国蚂蚁物种丰富度分布格局,利用中国省级尺度蚂蚁物种分布数据和环境信息,结合GIS和数理统计方法,探讨蚂蚁物种丰富度的地理分布格局与环境因子之间的关系。研究结果表明:(1)蚂蚁丰富度随纬度增加呈逐渐递减趋势,但缺乏显著的经度梯度。丰富度最高的地区主要集中在南方省份,我国北方、西北干旱区和青藏高原北部地区丰富度较低;(2)简单线性回归分析表明,能量、水分和季节性因素中,影响蚂蚁物种丰富度最强的因子分别为最冷月均温(TEMmin)(R2adj=0.532)、年均降水量(PREC)(R2adj=0.376)和年温度变化范围(TEMvar)(R2adj=0.539),而单个生境异质性因子对蚂蚁物种丰富度的影响均不显著;(3)最优模型由年均温(TEM)、海拔变化范围(ELErange)和年温度变化范围(TEMvar)组成,能够解释68.4%的蚂蚁丰富度地理分异。鉴于海拔变化范围更多地反映与温度相关的生境异质性,因此温度是限制中国蚂蚁分布的最重要因素。另外,分析结果还表明,海南、贵州、江西、四川、安徽和山西等6省蚂蚁区系调查最不充分,是未来发现蚂蚁新分布的热点地区。     

白水江自然保护区两栖、爬行动物物种丰富度的海拔梯度格局的解释:水分能量动态假设和生境异质性假设

采用线性回归模型和方差分离方法,利用水分能量动态假设和栖息地异质性假设解释了白水江自然保护区两栖、爬行动物物种丰富度的海拔分布格局。水分能量动态假设对白水江自然保护区两栖爬行动物物种丰富度的海拔分布格局的解释力较强,同时,水分能量动态假设和栖息地异质性假设之间存在着较强的共线性。年均降水量(PAN)进入了两栖动物物种丰富度海拔分布格局的最优线性回归模型,未进入爬行动物物种丰富度海拔分布格局的最优线性回归模型,但潜在蒸散量(PET)及其二次方(PET2)全部进入了爬行动物的最优线性回归模型,说明水分对两栖动物的重要性和温度对爬行动物的重要性。方差分离结果表明,栖息地异质性假设对两栖、爬行动物物种丰富度海拔分布格局的独立解释力较低,而水分能量动态假设的独立解释力较高。对于广域种,可能受到边界限制的影响,水分能量动态假设和栖息地异质性的解释力并不高。     

贺兰山甲虫物种丰富度分布格局及其环境解释

理解山地物种丰富度分布格局及其成因对于山地生物多样性保护具有重要意义。本文基于贺兰山地区甲虫31科252属469种的分布信息, 结合相关气候与生境异质性数据, 系统地探讨了贺兰山地区甲虫及6个优势科物种丰富度地理格局及其影响因素。结果表明, 甲虫物种丰富度及科属区系分化强度以贺兰山中段最高, 南段比北段高, 西坡比东坡高。基于183个栅格内物种分布的二元数据聚类分析, 贺兰山甲虫分布可分为北段强旱生景观甲虫地理群、中西段半湿生景观甲虫地理群、中东段及南段半旱生景观甲虫地理群3个地理群。冗余分析(RDA)表明年均温和年均降水量是影响最显著的因子。方差分解结果显示, 水分与能量因子共同解释了全部甲虫物种丰富度57.1%的空间变异, 单独解释率分别为5.9%和7.1%。生境异质性解释了全部甲虫物种丰富度35.2%的变异, 单独解释率仅为1.8%。气候因素与生境异质性对不同优势科物种丰富度的相对影响并不一致。在贺兰山的南段和北段, 生境异质性和水分因子对甲虫物种丰富度影响作用明显。水分和能量因子是贺兰山地区甲虫物种丰富度空间分布格局的主导因子, 生境异质性有助于提高甲虫物种丰富度。从未解释的比例来分析, 地形和土壤因素可能对贺兰山甲虫物种丰富度存在重要影响。     

中国种子植物物种多样性的大尺度分布格局及其气候解释

物种多样性分布格局的研究对于生物多样性的保护具有重要意义.为了解中国种子植物物种多样性的空间分布格局,本研究利用大尺度的物种分布数据,结合GIS和统计分析方法,探讨了中国种子植物物种多样性的大尺度分布格局及其与气候的关系.结果表明,中国种子植物的物种丰富度和物种密度存在较大的空间变异.从南到北,物种密度呈显著递减趋势,而物种丰富度的递减趋势不够明显.面积、年平均温度、年平均降水量和无霜期对物种丰富度、物种密度分布格局均无显著影响.温度年较差、最冷月均温、年平均温度和年平均降水量的空间分异对物种丰富度的分布格局均有显著影响;温度年较差、最冷月均温和单位面积的年平均温度、年平均降水量的空间分异均显著影响物种密度的分布格局.温度年较差在一定程度上决定了物种丰富度与物种密度的总体分布格局,而年平均温度以及单位面积的年平均温度空间分异对上述格局的解释率则相对较低.在大尺度的物种多样性格局及其气候解释的相关研究中,气候因子的空间变异和季节性分异相对表示气候总体水平的年平均温度和年平均降水量而言,可能更值得关注.     

中国蛇类物种丰富度地理格局及其与生态因子的关系

物种丰富度地理格局成因是生态学和生物地理学研究重要目标之一。生态假说在解释物种丰富度地理格局的成因上受到广泛关注。该文基于100km×100km空间分辨率研究中国蛇类物种丰富度的地理分布格局,并结合生态假说探讨影响蛇类分布格局的因素。该研究采用主轴邻距法获得基于特征值的空域数据,并同生态因子进行多元回归分析,结果表明:(1)中国蛇类物种丰富度在经、纬度上呈现多峰分布格局,物种丰富度最高的地区位于东洋界亚热带、热带,丰富度较低的地区位于青藏高原、北方草原荒漠、黄淮平原、两湖平原及鄱阳湖平原等;(2)多元回归分析能解释56.5%的蛇类物种丰富度变化,分析得出蛇类物种丰富度格局的主要影响因子是归一化植被指数、最冷季降水量和年温差。(3)模型选择结果显示,在多元回归分析中,P<0.05的变量(归一化植被指数、最冷季降水量和年温差)组成的模型是解释蛇类物种丰富度格局的最优模型。这说明蛇类物种丰富度格局是由不同生态因子共同作用的结果。基于中国蛇类物种丰富度地理格局成因研究的复杂性,该文提出在进一步研究中,需重视各假说中影响因子的选择和人类活动的影响,并在不同空间尺度上对蛇类物种丰富度地理格局进行综合分析。     

西南喀斯特地貌区两栖动物丰富度分布格局与环境因子的关系

物种丰富度分布格局的成因机制一直是宏观生态学研究的热点问题之一。中国西南地区喀斯特地貌区(以广西、云南和贵州为主)是世界上面积最大的喀斯特地貌区, 也是全球范围内34个生物多样性热点地区之一。为了解该区域两栖动物物种丰富度分布格局及其与环境因子之间的关系, 本研究根据中国科学院成都生物研究所标本馆、中国科学院昆明动物研究所标本馆、广西壮族自治区自然博物馆和中南林业科技大学动物标本室收藏的标本数据, 以及公开发表的文献数据, 共获得18,246条两栖动物记录(219个物种), 然后运用生态位模型估测每个物种的潜在分布区, 并把每个物种的潜在分布区叠加起来, 最终得到该区域在10 km ´10 km生态位模型空间尺度上的两栖物种丰富度地理分布格局图, 最后进行多元回归和模型选择分析。结果表明: 有12种两栖动物仅在喀斯特地貌区分布, 占物种总数的5.48%; 有104种两栖动物仅在非喀斯特地貌区分布, 占物种总数的47.49%; 有103种两栖动物在喀斯特地貌区和非喀斯特地貌区均有分布, 占物种总数的47.03%; 两栖动物物种丰富度随纬度的增高而降低; 地貌类型(喀斯特地貌和非喀斯特地貌)对两栖动物物种丰富度的分布格局有显著影响(χ² = 36.47, P < 0.0001), 但模型拟合效果差(McFadden’s Rho square = 0.0037)。影响该区域两栖动物物种丰富度分布格局最大的环境因子是年均降雨量(R² = 0.232, P < 0.001), 其次是最干月平均降雨量(R² = 0.221, P < 0.001)。该区域两栖动物物种丰富度的格局主要是由地貌和不同的环境因子共同相互作用的结果, 不过仍有相当一部分物种丰富度的分布格局未被解释。因此, 要更全面地认识该区域两栖动物物种丰富度格局的形成机制, 有必要加强干扰、捕食、竞争等其他生物因子的影响研究。     

宏生态尺度上景观破碎化对物种丰富度的影响

生物多样性的地理格局及其形成机制是宏生态学与生物地理学的研究热点。大量研究表明,景观尺度上的生境破碎化对物种多样性的分布格局具有重要作用,但目前尚不清楚这种作用是否足以在宏生态尺度上对生物多样性地理格局产生显著影响。利用中国大陆鸟类和哺乳动物的物种分布数据,在100 km×100 km网格的基础上生成了这两个类群生物的物种丰富度地理格局,进一步利用普通最小二乘法模型和空间自回归模型研究了物种丰富度与气候、生境异质性、景观破碎化的相关关系。结果表明,景观破碎化因子与鸟类和哺乳动物的物种丰富度都具有显著的关联关系,其方差贡献率可达约30%—50%(非空间模型)和60%—80%(空间模型),略低于或接近于气候和生境异质性因子。方差分解结果显示,景观破碎化因子与气候和生境异质性因子的方差贡献率的重叠部分达20%—40%。相对鸟类而言,景观破碎化对哺乳动物物种丰富度的地理格局具有更高的解释率。     

甘肃河西小型哺乳动物物种多样性与水热分布的关系

野外调查、文献和标本资料收集相结合,采用因子分析法,分析了甘肃河西地区小型哺乳动物物种多样性分布格局与水热条件空间分布的关系.结果表明:物种丰富度与年降水量呈正相关关系,而与最热月(7月)平均温度、年平均温度、年蒸发量呈负相关关系,与最冷月(1月)平均温度相关性不明显;影响小型哺乳动物物种丰富度空间分布的决定因素以年降水量、最热月(7月)平均温度、年平均温度、年蒸发量为主的要素所构成的基本景观因子,其次是最冷月(1月)平均温度.     

面积、温度及分布区限制对物种丰富度海拔格局的影响: 以秦岭太白山为例

 物种丰富度的分布格局及其形成机制是生态学研究的热点。以往的研究主要描述丰富度的格局, 而对其形成机制研究较少, 且主要集中于探讨单个因子或过程的影响。物种丰富度同时受到多个因子和过程的综合作用, 面积、温度及物种分布区限制被认为是控制山地物种丰富度海拔格局的主要因素, 三者同时沿海拔梯度而变化, 同时作用于丰富度的海拔格局。幂函数种-面积关系(SAR)、生态学代谢理论(MTE)及中域效应假说(MDE)分别基于以上3个因素, 从机制上解释了物种丰富度 的海拔格局。探讨这些假说的相对影响对研究物种丰富度的大尺度格局及其形成机制具有重要意义。方差分离方法有利于分解不同因素的影响, 为此, 该文以秦岭太白山的植物物种丰富度为例, 采用方差分离和逐步回归方法, 分析了SAR、MTE及MDE对物种丰富度海拔格局的影响。结果表明, 太白山的植物物种丰富度沿海拔梯度呈单峰分布格局, 但丰富度峰值存在类群差异; 对太白山所有植物物种丰富度的垂直格局而言, SAR、MTE及MDE分别解释了其物种丰富度随海拔变化的66.4%、19.8%和37.9%, 共同解释了84.6%, 在消除其他因素的影响后, SAR和MTE的独立影响较高(分别为25.5%和17.7%), 而MDE的独立影响不显著; 分类群研究则发现, 苔藓植物丰富度的海拔格局主要受MDE的影响, 蕨类植物丰富度的海拔格局同时受到SAR、MTE以及MDE的影响, 而种子植物物种丰富度的海拔格局主要受SAR和MTE影响。