深圳市建成区入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响

入侵植物对城市生态系统形成潜在威胁,有待引起足够的关注。为探究城市入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响,以深圳市建成区入侵植物鬼针草（Bidens pilosa）和南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）为例,分析了不同绿地类型中不同程度的单独入侵和共同入侵对草本植物群落物种多样性和功能多样性的影响规律。结果显示：①Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均与入侵植物盖度呈显著负相关（P<0.05,0.5865 < R² < 0.9356）。②功能丰富度指数（FRic）、功能均匀度指数（FEve）和Rao二次熵指数（FD_Q）与入侵植物盖度有一定的相关关系（0.0000 < R² < 0.2211）。③群落的特征加权平均株高（CWM_H）与入侵植物盖度有一定的正相关关系（0.0716 < R² < 0.2262）。④与未入侵的样方相比,鬼针草轻度入侵显著提高了物种多样性（P<0.05）,鬼针草和南美蟛蜞菊单独重度入侵均显著降低物种多样性（P<0.05）,二者各种程度的分别单独入侵及共同入侵都显著提高了群落加权平均株高（CWM_H）（P<0.05）。⑤对不同的绿地类型分开计算发现,鬼针草单独入侵和二者共同入侵都显著提高了各种绿地类型的物种多样性（P<0.05）,南美蟛蜞菊单独入侵只对部分绿地类型的群落物种多样性影响显著。⑥鬼针草和南美蟛蜞菊之间的生态效应可能为拮抗作用。研究结果为进一步揭示植物入侵对城市草本植物群落的影响规律提供参考,为有效防治城市外来植物入侵提供一定的依据。     

兰州滨河公园自生植物物种组成及多样性分析

调查研究兰州4处滨河公园自生植物的物种组成和多样性特征,为低成本、低养护和野趣自然的园林景观规划提供参考。在黄河兰州主城区段自西向东选取银滩湿地公园、马滩湿地公园、马拉松主题公园、雁滩公园,通过网格系统取样法共设置344个样方,调查研究滨河公园自生植物物种组成和分布特征。结果表明,4处滨河公园共有44科118属163种;在物种来源中,乡土物种79种（48.46%）、国内外来物种53种（32.51%）、国外外来物种14种（8.58%）、入侵植物有17种（10.42%）;4处滨河公园间α多样性存在显著差异（P<0.05）;银滩湿地公园、马滩湿地公园、马拉松主题公园、雁滩公园的多样性指数H''分别为4.76、4.36、4.064、3.99;均匀度指数J''分别为0.53、0.586、0.56、0.54;丰富度指数R''分别为30.68、29.47、22.80、20.27;平均多度分别为55.43、44.82、50.16、39.40。兰州滨河公园自生植物资源较为丰富,在未来的城市园林绿地建设中可合理规划,提高自生植物的应用比例,并根据不同环境营造具有地域特色的自生植物景观。     

高寒草甸不同坡向植物群落物种多样性与功能多样性的关系

植物群落物种多样性与功能多样性是生态学研究的热点问题之一,研究其对于保护生物多样性和维持生态系统功能具有重要意义。采用野外群落调查方法,探讨了物种多样性与功能多样性在坡向梯度上的变化格局及其关联性。结果显示：（1）从北坡到南坡,土壤含水量、有机碳呈递减趋势;坡度、照度、土温、pH呈递增趋势;土壤全氮、全磷在西坡明显低于其他各坡向;（2）物种多样性指数均由北坡向南坡依次递减;（3）一元性状功能多样性在各坡向间的差异显著（P<0.05）,除LDMC_FDrao外,其他功能性状均为北坡大于南坡;（4）多元性状功能丰富度与功能均匀度均由北坡向南坡呈递减的趋势,各坡向的功能均匀度差异性不显著。通过相关分析与通径分析发现,功能多样性指数的主要环境决定因子与限定因子均存在差异：功能丰富度、功能均匀度主要环境限定因子为pH,功能离散度主要环境限定因子为土温;功能离散度主要环境决定因子为土壤含水量;（5）物种多样性指数与功能丰富度呈正线性相关,与功能离散度呈负线性相关,而与功能均匀度不相关。     

天坑森林植物群落叶功能性状、物种多样性和功能多样性特征

以天坑内部-边缘-外部森林植物群落为研究对象,通过调查植物的群落结构、叶功能性状,探究天坑内外森林植物群落叶功能性状、物种多样性和功能多样性变化特征及其内在关联,为深入了解负地形森林生态系统的功能和恢复退化喀斯特地区的植被提供一定参考。研究结果如下：（1）比叶面积（SLA: 198.75 cm2/g)）、叶面积（LA: 42.70 cm2）、叶磷含量（LPC: 1.70 g/kg）和叶钾含量（LKC: 10.27 g/kg）在天坑内部最高,叶组织密度（LTD: 0.32 g/cm3）和叶干物质含量（LDMC: 0.41 g/g）在天坑外部最高,天坑内外森林均易受到磷限制,表明随天坑内部-边缘-外部生境变化,植物对环境的适应机制和生存策略发生了部分调整,物种的防御策略增强,生长投入策略减弱。（2）Shannon-Wiener指数（2.82）、Simpson指数（0.92）和Pielou’s均匀度指数（0.87）均以天坑外部最高,功能丰富度（1.05）、功能离散度（1.88）和Rao’s二次熵（4.52）以天坑内部最高,表明随天坑内部-边缘-外部生境的变化,植物功能性状的差异减少,物种分布及其功能性状分布总体上更为均匀、物种数量增多。（3）物种多样性指数之间、功能多样性指数之间存在较强的相关性,表明物种多样性指数之间、功能多样性指数之间存在不同的制约关系。（4）叶功能性状与物种多样性、功能多样性的相关性强,物种多样性和功能多样性之间相关性较弱,表明叶性状对生态学过程的变化较为敏感,叶功能性状与物种多样性之间存在较强的耦合关系。     

喀斯特多山城市空间形态结构与植物群落物种多样性的耦合关系——以安顺市为例

快速城市化导致土地资源开发利用强度增大,由此带来许多生态环境和社会经济等问题,相关部门在国土空间规划中提出\"多规合一\"举措,对有效统筹空间规划和城市生物多样性保护规划极为重要。为探析喀斯特山地城市空间形态结构与城市生物多样性内在关系,以典型黔中多山城市——安顺市为研究对象,运用空间句法和生物多样性相关理论与方法,分析了安顺市空间形态结构特征与植物物种多样性特征及二者之间耦合关系。结果表明：①安顺市城市空间形态结构呈东南-西北向条块状分布,城市整体水平上空间形态结构特征表现为：中心性不明显,核心分散,可达性较差,空间联系程度不高,网络结构规律性不明显,可理解性不高。②城市道路密度较低且分布不均匀,其密集区域在中心城区和西南片区,交通潜力大,空间聚集程度高、渗透性较好。③安顺市植物群落物种多样性指数偏低,不同空间区域差异较大;不同绿地类型中植物群落物种多样性指数由高到低的顺序为区域绿地、公园绿地、附属绿地、防护绿地、广场绿地。④安顺市整体空间形态结构与植物群落物种多样性呈显著负相关关系,在城市空间形态结构指数较高区域,植物群落物种多样性较低,但在局部尺度上这种相关性则较弱。本研究揭示了城市空间形态结构与生物多样性的互作关系,为城市空间规划、生物多样性保护规划与维持提供理论依据,同时对城市国土空间规划上的\"多规合一\"途径具有重要参考意义。     

兰州市3所高校自生草本植物多样性调查与分析

自生植物是建设低成本、低维护、可持续发展的节约型景观不可缺少的植物材料。为了解兰州市高校自生草本植物资源现状,使其更好地在园林中应用,采用网格布样法于2023年4～10月对甘肃农业大学、兰州大学、兰州理工大学(老校区)校园自生草本植物进行逐月调研。将其所处生境划分为4类,共计样点146个,样方438个,运用Shannon-Wiener指数、Ducan检验等计算方法对物种组成和多样性特征进行分析。结果表明,3所高校共调研到自生草本植物32科87属103种,乡土植物61种,占59.22%;外来入侵植物21种,占20.39%。生活型以多年生草本为主,共63种,一二年生草本40种。物种频度排名前3的为蒲公英Taraxacum mongolicum (67.63%)、早开堇菜Viola prionantha (55.76%)、白三叶Trifolium repens (48.32%),在所有样地中数量较多,有一定生长优势。优势科为菊科Compositae和禾本科Poaceae,为34属44种,菊科植物占比最高;其中蒲公英在林荫、草地、道路3种样地中重要值均位于前5,在甘肃农业大学林荫样地中排第1,重要值为42.21。从空间格局看,林荫和草地生境物种较多,分别为59种和47种,其Shannon-Wiener指数依次为林荫＞草地＞道路＞水边;Shannon-Wiener指数随月份呈先升后降再升趋势,在6月、10月最高,均值分别为6.41和6.17,各生境样地多样性处于较高水平,为与气候、人为干扰、管理水平有关。校园自生草本植物具有良好的生态适应性和植物景观效果,科学利用和规划可形成富有特色和生态意义的园林植物景观。     

毛乌素沙地植被不同恢复阶段植物群落物种多样性、功能多样性和系统发育多样性

进入21世纪以来, 中国荒漠化恢复取得显著成效, 荒漠化、沙化土地面积持续减少, 植被覆盖度大幅提升, 但关于植被恢复过程中生物多样性如何变化的研究不足, 这制约着对荒漠化恢复成效的全面评估。本文基于群落调查和叶功能性状(叶片厚度、叶片干物质含量、比叶面积和叶片密度)的测定, 分析了毛乌素沙地不同恢复阶段(半固定沙地、固定沙地、结皮覆盖沙地和草本植物覆盖沙地)的植物群落物种多样性、功能多样性和系统发育多样性特征。结果表明: (1)多数叶功能性状的系统发育信号不显著, 表明环境因子对研究区植物功能性状的塑造作用很强。(2)对于α多样性, 结皮覆盖沙地的物种多样性(Shannon-Wiener多样性, H)、物种丰富度(S)、功能丰富度(FRic)及系统发育多样性(PD)指数均显著低于其他恢复阶段, 而其他3个阶段间无显著差异; 这些指数间均显著正相关, 表明物种多样性、功能多样性和系统发育多样性在植被恢复过程中协同变化。(3) β多样性指数随恢复阶段间隔增加而逐渐增大, 表明物种组成、功能属性及系统发育关系随植被恢复持续变化, 且半固定沙地到固定沙地的群落物种组成、功能属性及系统发育关系更替最快, 导致群落间差异最大。(4)固定沙地、结皮覆盖沙地和草本植物覆盖沙地群落系统发育结构均趋向于发散, 表明竞争排斥是群落构建的主要驱动力; 而半固定沙地群落系统发育结构无一致规律, 表明群落构建可能受到生境过滤和竞争排斥的综合作用。研究结果可为植被建设与管理提供参考, 为毛乌素沙地生态保育和生物多样性的保护提供科学依据。     

稀有种丧失对鱼类群落物种多样性和功能多样性的影响

稀有种是海洋生态系统中物种共存与多样性维持的重要类群,但其对鱼类群落物种多样性、功能多样性的调控机制不明。以三门湾鱼类群落为研究对象,基于地理范围、栖息地特异性和种群规模大小识别群落稀有种,利用自抽样技术模拟稀有种在自然条件下的随机丧失,探讨稀有种丧失对物种多样性、功能多样性的影响。结果表明,稀有种的丧失造成物种丰富度与功能丰富度呈显著下降趋势;物种均匀度在夏季稳定性较低,在其余季节稳定性较高,功能均匀度在冬季稳定性较高,在其余季节稳定性较低,这与稀有种地理分布范围及其功能性状所占据的空间特殊位置有关;Simpson指数与Shannon-Wiener指数呈现下降趋势,但前者数值变化区间小于后者,这与群落丰富度、均匀度密切相关;功能离散度在夏季呈下降趋势,而在其他季节保持相对稳定,主要受位于性状空间边缘物种数量的影响。总体上,稀有种的丧失对物种多样性、功能多样性的稳定性产生影响,且物种多样性与功能多样性的相关性较强。     

黑河中游湿地典型植物群落特征与物种多样性

运用植物学及植物地理学方法,结合野外实地调查,对黑河中游湿地植物区系组成、地理成分、生态特征和物种多样性进行了分析.结果表明:黑河中游湿地共有84种植物,隶属于32科70属,其中,菊科、禾本科的种类最多,占所有植物种类的29.8％;植物区系地理成分多样,温带分布型是主要组成部分;黑河中游湿地草本植物占数量优势,以多年生为主.双向指示种分析法(TWINSPAN)将42个湿地样方划分为10个群落,不同植物群落类型的物种多样性指数均较低,且存在较大差异;以重要值计算的Margalef丰富度指数(Rm)介于0.344 ～1.202,Simpson多样性指数(D)介于0～0.840,Shannon多样性指数(H)介于0 ～1.999,Pielou均匀度指数(J)在0.712 ～1.0,表明了黑河中游湿地植物群落的结构简单、组织水平低.     

物种与物种多样性

本文首先讨论生物物种的科学概念和生物学本质,分析物种客观存在的自然属性和物种概念的局限性,认为物种的生物学属性和物种多样性的科学属性之间有着本质联系。物种多样性研究的实质是研究生物物种的生物学多样性。度量物种多样性程度有多种方法,但物种数目是物种多样性程度最直接、也是最基本的表达,估计物种多样性数目是当前国际上物种多样性研究的核心与热点内容。物种多样性产生的根源是物种形成,物种绝灭速率是维持物种多样性的关键因素。本文简要总结了物种形成与绝灭的基本模式和机制,通过分析生物地理区系与物种多样性研究的密切关系,说明物种的区系成份分析是物种多样性大尺度格局研究的重要内容。     

荒漠植物性状权衡策略及功能多样性研究进展

荒漠植物是干旱区具有独特功能性状与资源权衡表征的地带性植物。植物功能性状及其多样性格局与资源权衡策略对群落结构优化和生态系统功能改善起着关键作用。该综述主要从荒漠植物组织、器官功能性状特征、功能性状权衡策略、功能多样性组分及测度3个方面梳理了荒漠植物性状权衡策略与功能多样性研究的进展脉络：1）荒漠植物独特的根、茎、叶功能性状特征揭露了植被对环境变化的响应以及对生态系统功能的影响,基于植物功能性状的研究有助于解决许多生态学的关键性问题;2）作为植物功能性状之间存在的最普遍的联系,权衡策略是经过自然筛选后形成的性状组合,关键性状已经被发掘并创造性的提出了\"经济谱\"概念。荒漠植物研究过程中,应分析其根、茎、叶的特征属性筛选关键性状,着眼于关键性状间及整株植物性状间的权衡策略;3）功能多样性是影响生态系统运行和发挥作用的生物多样性的重要组成部分,荒漠植物功能多样性能预测和指示群落中物种对于荒漠生态系统功能发挥和过程变化的影响。功能多样性的组分可以从不同角度反映群落的生态位占据状况和资源利用程度,指数的选择要体现在群落内部物种的功能特征之间的差异程度,同时要考虑这些物种自身在群落内的优势程度。本研究为未来荒漠植物功能性状及多样性研究梳理了一些新的研究方向和内容,期望为荒漠植物生理生态学研究的选题和发展提供一些新的思路。     

刈割和施肥对高寒草甸物种多样性和功能多样性时间动态及其关系的影响

强烈扰动和环境胁迫对植物群落的物种多样性(SD)和功能多样性(FD)有重要影响, 但SD和FD随时间的变化模式及其关系至今少有研究。该研究通过对高寒矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸为期7年(2007-2013年)的刈割(3个水平: 不刈割、留茬3 cm和留茬1 cm)和施肥(2个水平: 施肥和不施肥)控制实验探讨了SD和FD随时间的变化模式及其关系。研究结果显示: (1)刈割显著增加了SD和FD, 施肥处理则降低了SD, 对FD增加仅有微弱影响; (2)各处理群落的SD随着时间而下降, FD则随时间增加; (3)随着刈割强度的增加, SD(x)-FD(y)关系由正线性相关变为无相关, 斜率大小为slope_l ≥ slope_m > slope_h (下标l、m和h分别表示轻度、中度和重度扰动强度), 施肥并不会改变此关系形式和斜率; (4)刈割与施肥对SD和FD的互作效应都不显著, 且不施肥群落SD(x)-FD(y)关系的斜率也为slope_l ≥ slope_m > slope_h。上述结果说明, 刈割并不一定导致植物功能性状的趋同构建, 也能引发趋异构建, 而施肥引起的强烈种间竞争也并未显著增强趋异构建过程, 这与植物群落构建理论的预测不完全一致。与施肥相比, 刈割扰动是决定群落中SD-FD时间关系形式的主要因素, 并决定着SD-FD关系斜率的变化。     

践踏干扰对碧塔海高寒草甸植被茎叶性状、物种多样性和功能多样性的影响

高寒草甸具有重要的生态服务功能,然而固有脆弱性使其极易遭受气候变化和人为干扰等多重因素的影响。作为滇西北旅游资源中重要的组分之一,高寒草甸吸引了大批游客前往开展徒步旅行活动,但伴随着的践踏干扰作用会不可避免地对高寒草甸生态系统带来负面影响。然而,目前关注践踏干扰对滇西北高寒草甸植被的影响,特别是植被功能性状和功能多样性如何发生变化方面的研究还十分欠缺。以云南省香格里拉市碧塔海自然保护区内的典型高寒草甸生态系统为研究对象,采用实验践踏的方式(一共5种不同强度的践踏处理)来模拟旅游活动对草甸植被的干扰作用,并以草甸植被的茎叶性状特征为切入点,重点探讨践踏干扰对茎叶性状的平均大小和变异程度的影响,以及物种丰富度(以物种形态分类为基础)和功能丰富度(以功能性状为基础)之间的关系。研究结果显示,随着践踏强度的增加,植株高度和叶片大小的平均值,而不是茎叶性状的变异程度,出现明显下降趋势。此外,物种丰富度和功能丰富度均随践踏强度的增强而减小,且两者之间呈现显著正相关关系。然而,较之轻度践踏实验组,重度践踏实验组中的功能均匀度和功能分离度水平均有所增加,表明践踏干扰可能会在短期内打破优势种对资源的绝对占有格局和减少物种间的生态位重叠程度。尽管高寒草甸对人类践踏活动有一定的承受能力,但气候变化和人为干扰等多重因素势必会改变和影响高寒草甸群落的结构和功能可持续性,这也对高寒草甸的保护与管理工作提出了更加紧迫的要求。     

蚂蚁群落与栖境关系研究进展及新趋势

生物群落与栖境的关系是生态学研究的核心之一,蚂蚁群落由于在陆地生态系统中的生物量、分布以及具备的生态功能的重要性,是研究这种关系的理想对象。在查阅大量文献的基础上,简述了蚂蚁物种多样性与栖境关系研究现状。介绍了蚂蚁功能群划分以及在不同尺度上与栖境关系的应用研究,评述了功能群应用的限制。阐明了功能特征的定义以及基于形态特征和营养级方面的蚂蚁群落功能特征与栖境的研究,并对功能特征的研究趋势进行了展望。     

三峡水库坝下江心洲植物群落及其性状对不同水淹强度的响应

三峡水库的运行,改变了其坝下游的水沙情势,使坝下游沙洲生境呈现出明显的水淹强度梯度变化。阐明这一梯度变化下沙洲植被组成、分布和性状结构特征,是理解植被与沙洲稳定关系的基础,更是阐明三峡工程对长江中下游地区生态环境影响的核心内容之一。选取上荆江河段第一个江心洲-太平口心滩作为研究样地,通过植被组成和分布特征的调查,对不同水淹强度下群落物种组成、多样性和功能特征进行了深入分析。结果表明：太平口心滩植被组成以草本植物为主,稀布小型灌木川三蕊柳。调查共记录物种21科33属39种,以禾本科和菊科植物为主要优势种。轻微（20-40 d）和极强水淹强度（100+d）条件下的生境物种组成同其他水淹强度生境具有显著性差异,轻微水淹强度下牛鞭草和节节草为主要优势种,极强水淹强度下虉草为主要优势种。不同水淹强度下物种多样性指数差异显著,功能多样性指数和生物多样性指数趋势基本一致。随着水淹时间的延长,植被更倾向于表现出花果期位于出露期、植株高度更加低矮、须根系、进行营养繁殖的功能性状。江心洲植被的群落结构和功能性状特征都在水淹梯度下呈现出明显的梯度变化特征。这些研究结果表明水淹强度的梯度变化是沙洲植物群落变化的重要驱动因子,为进一步研究沙洲植物群落动态变化以及沙洲植被协同演替机制,明晰大坝影响下的生态环境变化提供重要依据。     

物种多样性驱动高寒草甸地上生产力对养分添加的响应

为进一步了解养分添加下草地物种多样性如何驱动地上生产力变化,在青藏高原高寒草甸开展养分添加实验,通过调查植物群落和测定功能性状,基于功能性状和物种多样性两种途径解析养分添加对高寒草甸地上生产力的驱动机制。结果表明:(1)氮和氮磷混合添加显著增加了群落地上生产力,分别增加67%和49.1%,其中氮是高寒草甸植物群落地上生产力的主要限制性养分。(2)氮和氮磷混合添加显著降低物种丰富度、香农维纳指数和功能丰富度;(3)植株高度在氮和氮磷混合添加后显著增加,分别增加24.2%和29.6%;比叶面积在磷和氮磷混合添加后显著增加,分别增加22.1%和34.6%;而叶片干物质含量仅在氮添加下显著增加10.1%,叶绿素含量仅在磷添加下显著降低5.5%。(4)地上生产力与功能多样性之间不存在显著的线性回归关系,但与物种多样性和叶片干物质含量之间分别存在显著负线性回归和正线性回归关系。(5)功能多样性和功能性状对群落地上生产力解释非常有限,然而物种多样性可以很好解释地上生产力的变化;这与质量比假说的预测相一致。综上,表明中期养分添加条件下高寒草甸群落地上生产力的增加主要是由优势种的功能性状所驱动,且物种多样性比功能多样性更好解释高寒草甸地上生产力变化。     

Function-specific response to depletion of microbial diversity

Recent meta-analyses suggest that ecosystem functioning increases with biodiversity, but contradictory results have been presented for some microbial functions. Moreover, observations of only one function underestimate the functional role of diversity because of species-specific trade-offs in the ability to carry out different functions. We examined multiple functions in batch cultures of natural freshwater bacterial communities with different richness, achieved by a dilution-to-extinction approach. Community composition was assessed by molecular fingerprinting of 16S rRNA and chitinase genes, representing the total community and a trait characteristic for a functional group, respectively. Richness was positively related to abundance and biomass, negatively correlated to cell volumes and unrelated to maximum intrinsic growth rate. The response of chitin and cellulose degradation rates depended on the presence of a single phylotype. We suggest that species identity and community composition rather than richness matters for specific microbial processes.