南亚热带森林常见种和偶见种的功能多样性特征

群落特征可能取决于物种在功能实体功能特征的独特组合（FE）中的分布。了解这些分布是保护生物多样性和维持生态系统功能的基础。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落物种丰富,根据物种的多度来区分常见种（每hm²超过一个个体）和偶见种（每hm²少于一个个体）。基于功能实体,分别计算功能实体数量、功能冗余度、功能脆弱度和功能过度冗余度来描述每个样方中常见种和偶见种的功能多样性。采用Wilcoxon检验检测常见种和偶见种功能性状的差异,通过线性回归分析常见种和偶见种的功能多样性与物种数量的关系,采用冗余分析（RDA）影响常见种和偶见种的功能多样性的环境因子。研究结果表明：（1）鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落中功能性状在常见种和偶见种间差异显著。（2）群落中数量较低的偶见种保持着较高比例的功能实体数量。功能实体数量、功能冗余度与常见种和偶见种数量显著正相关,功能过度冗余度与偶见种数量显著正相关,功能脆弱度与常见种和偶见种的物种数量呈显著负相关。（3）海拔是影响常见种功能多样性最关键的地形因子,凹凸度是影响偶见种功能多样性最关键的地形因子。土壤含水量是影响常见种功能多样性最关键的土壤因子,速效钾是影响偶见种功能多样性最关键的环境因子。研究结果表明,尽管物种丰富的热带森林具有较高的功能冗余,但其提供的保险效应不能抵消生态系统的功能脆弱性。减少具有独特功能实体和偶见种的损失是避免热带森林生态系统功能损失的有效和必要的方法。     

井冈山鹿角杜鹃群落灌木层功能多样性及其随海拔梯度的变化

研究植物群落功能多样性沿环境梯度的变化可以揭示功能多样性与生态系统功能间的关系及维持机制。以井冈山地区鹿角杜鹃（Rhododendron latoucheae）群落为研究对象,通过调查不同海拔梯度群落灌木层植物的物种组成与结构特征,研究了该群落类型灌木层植物的物种多样性、功能多样性、环境因子的特征及其相互之间的关系。结果表明：1）群落类型灌木层植物物种多样性和功能多样性沿海拔梯度呈现不同的变化趋势。物种多样性指数均随着海拔的升高呈减小趋势,而功能多样性指数的变化却较为复杂。其中FRic、FEve和FDis随着海拔的升高显著减小,FDiv和Rao却随海拔的升高而增加;2）群落中物种多样性和功能多样性呈现复杂的相关性。FRic、FEve与丰富度指数呈显著正相关,而Rao、FDis、FDiv与Simpson优势度指数呈线性相关关系,且具有显著相关性;3）群落所分布的坡位及土壤氮与磷含量等环境因子对灌木植物的功能多样性有着重要的影响。鹿角杜鹃群落灌木层植物的物种多样性和功能多样性的相互关系及其对环境变化的响应共同决定了群落的生态系统功能。     

城市建成区自生草本植物群落的物种多样性与功能多样性——以深圳市为例

城市自生草本植物的物种多样性和功能多样性直接影响城市生态系统的功能和稳定性,但目前相关研究依然很缺乏。以深圳市为例,基于建成区600个1hm²样地的现场调查数据,分析自生草本植物的群落结构、物种多样性、群落功能特征及功能多样性。结果显示:①调查共记录自生草本植物61科178属273种,其中多年生草本占54.6%,乡土植物占65.6%。②占明显优势的功能特征有中小型叶(91.85%)、草质叶(42.59%)、纸质叶(32.96%)、叶片无毛或近无毛(56.67%)、中等密度绒毛(40.37%)、叶面较粗糙(52.59%)、花期4-6个月(50.78%)、果期4-6个月(49.22%)、干果(86.03%)。③群落类型间功能丰富度FDp、功能离散度Rao二次熵差异极显著(P ＜ 0.01)、功能均匀度FEve差异显著(P ＜ 0.05)。④公园绿地的物种多样性指数明显高于其他三类绿地;不同绿地类型间的功能丰富度和功能离散度在滞尘、降噪、降温增湿及生物多样性保护方面都有极显著差异(P ＜ 0.01),功能均匀度只在滞尘及生物多样性保护方面差异极显著(P ＜ 0.01)。⑤各功能多样性指数均与Margalef指数、Simpson指数及Shannon-Wiener指数呈极显著正相关关系(P ＜ 0.01)。研究结论和方法为维护城市生态系统稳定性、建设生态宜居城市、促进城市可持续发展提供理论依据。     

功能多样性和功能冗余对高寒草甸群落稳定性的影响

功能多样性和功能冗余是影响群落稳定性的重要因素,但它们对稳定性影响的相对强弱尚有争论。通过在青藏高原高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为期6a的刈割(不刈割、留茬3cm、留茬1cm)和施肥(施肥、不施肥)控制实验对此进行了探讨。研究结果显示,群落稳定性随着功能多样性和功能冗余的增大而单调增加,但由于功能多样性的变异性大于功能冗余的变异性,功能多样性与物种多样性间的相关性强于功能冗余与物种多样性间的相关性,功能多样性与群落稳定性间的相关性也强于功能冗余与群落稳定性间的相关性,因此,尽管功能冗余产生的保险效应对维持群落稳定性具有促进作用,但功能多样性的互补效应对维持群落稳定性的作用更大。结果表明,功能多样性和功能冗余对群落稳定性的相对影响与其变化程度正相关,功能多样性与群落稳定性的变化具有更紧密的联系,能更好地预测生态系统稳定性的变化。研究为草原生态系统的可持续管理提供了重要启示。     

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。     

高黎贡山南段海拔梯度森林乔木层时空动态

研究群落物种组成和多样性的时空动态对揭示生物多样性的分布规律以及预测全球变化情景下生物多样性的变化趋势具有重要意义。然而,在山地生态系统中,不同海拔梯度的森林群落物种多样性和系统发育多样性如何随着时间尺度的变化仍不清楚。该研究以高黎贡山南段东、西坡海拔梯度(960～2 878 m)森林群落固定监测样带的17个样方为研究对象,基于2004、2008和2013年乔木层(DBH ≥ 5 cm)重调查数据,分析样方内物种组成、物种多样性和系统发育多样性的时空动态变化。结果表明:(1)沿着海拔梯度,物种多样性呈现单峰分布格局,系统发育多样性呈现上升的趋势,系统发育结构呈现聚集到离散或者随机的结构。(2)在时间尺度上,森林乔木层在物种多样性和系统发育多样性上并未发生显著性变化。然而,系统发育结构随着时间的推移呈现更加聚集的趋势。(3)在海拔梯度上,东坡低海拔区域(960～1 381 m)的森林群落样方呈现显著的物种丧失,其植被完全被耕地所替代。其中,诃子(Terminalia chebula)、麻栎(Quercus acutissima)、清香木(Pistacia weinmanniifolia)、枳椇(Hovenia acerba)和假香冬青(Ilex wattii)等为主要的丧失物种。相反,物种获得主要集中在西坡低海拔的样方,群落中丰富度显著增加的物种主要为曼青冈(Cyclobalanopsis oxyodon)、华山矾(Symplocos chinensis)和台湾杉(Taiwania cryptomerioides)等。据此,我们推测高黎贡山海拔梯度森林乔木层的群落结构和多样性的动态变化在中高海拔受群落演替和气候变化的制约,而在低海拔主要受人类活动的影响。该研究结果加深了对高黎贡山亚热带常绿阔叶林植物群落动态变化的认识,也有助于该地区精准保护策略的制定。     

长期氮添加对典型草原植物多样性与初级生产力的影响及途径

氮(N)沉降对陆地生态系统的结构和功能已产生了重要的影响, N也是中国北方草原植物生长和初级生产力的主要限制性元素。物种多样性和功能多样性是揭示生物多样性对生态系统功能维持机制的关键指标, 然而, 关于长期N添加下草原物种多样性与功能多样性的关系, 及其对初级生产力的影响途径及机制, 尚不十分清楚。为此, 该研究依托在内蒙古典型草原建立的长期N添加实验平台, 实验处理包括1个完全对照(不添加任何肥料)和6个N添加水平(0、1.75、5.25、10.50、17.50和28.00 g·m^-2·a^-1), 研究了长期N添加对典型草原物种多样性、功能多样性和初级生产力的影响大小及途径。结果表明: 1) N添加显著降低了典型草原的物种丰富度和Shannon-Wiener指数, 但对功能多样性(包括功能性状多样性指数和群落加权性状值)无显著的影响。2)结构方程模型分析表明, 功能多样性主要受物种丰富度的影响, 但是物种多样性减少并没有导致功能多样性降低, 其原因主要是功能群组成发生了改变, 即群落内多年生根茎禾草所占比例显著增加, 以致群落加权性状值变化不大。3) N通过影响物种丰富度和功能群组成, 间接影响群落加权性状值, 进而影响群落净初级生产力。其中, 群落加权性状值是最重要的影响因子, 可解释48%的初级生产力变化, 表明初级生产力主要是由群落内优势物种的生物量及功能性状所决定, 因此该研究的结果很好地支持了质量比假说。     

浙江遂昌马尾松林物种和谱系β多样性驱动因子分析

生境过滤和扩散限制是影响森林群落间物种组成差异(β多样性)的主要生态过程。为了探究生境过滤和扩散限制对亚热带马尾松(Pinus massoniana)群落物种和谱系β多样性的相对贡献,该文以浙江省遂昌县37个马尾松林样地为研究对象,结合物种和谱系β多样性分析,探讨了影响群落间物种组成差异主要生态机制; 通过计算群落内物种β多样性指数(Bray-Curtis指数)和谱系β多样性指数(Dnn指数和Dpw指数),分析土壤、地形等生境因子和地理距离与物种和谱系β多样性之间的相关性,并通过方差分解分析生境因子和地理距离对物种和谱系β多样性的相对作用大小; 此外,还进行了不同径级和生长型的上述相关性分析和方差分解。结果表明:(1)Bray-Curtis指数与土壤、地形因子和地理距离均显著正相关,Dnn指数仅与地理距离显著正相关,Dpw指数与土壤因子和地理距离均显著正相关。(2)环境因子对Bray-Curtis指数和Dpw指数的解释度均高于地理距离的解释度。(3)从物种多样性角度来说,生境因子对不同生长阶段Bray-Curtis指数的解释度均高于地理距离的解释度; 从谱系多样性角度来说,地理距离对幼树阶段的Dnn指数和Dpw指数的解释度更高,生境因子则对成树阶段的Dpw指数的解释度更高。由此可以推论,生境过滤是驱动该地区马尾松林物种和谱系β多样性的主要生态机制,扩散限制仅在幼树阶段对马尾松林谱系β多样性起主导作用。     

山西文峪河上中游森林群落多样性

基于山西文峪河上中游森林群落的野外调查数据,选取植物生活型、生活史、固氮类型、传粉途径、种子传播途径等14个植物功能性状,计算丰富度指数(R)、多样性指数(H')、均匀度指数(E)等物种多样性指数和功能丰富度指数(FRic)、功能均匀度指数(FEve)、功能分歧度指数(FDiv)等功能多样性指数,并用TWINSPAN对森林群落进行分类,Spearman秩相关分析多样性指数间及其与环境因子间的相关性,对山西文峪河上中游森林群落多样性进行研究。结果表明:青杄林种数最多(R=27),辽东栎油松林和油松林种数最少(R=16);白桦林的H'和E最大,油松林的H'和E最小。山杨白桦林的FRic值最大,白杄林的FRic值最小;青杄林的FEve值最大,山杨白桦林的FEve值最小;山杨林的FDiv值最大,白桦林的FDiv值最小。文峪河上中游森林群落物种多样性指数与功能多样性指数间相关性不显著(P0.05),仅FDiv与H'呈显著负相关关系(P0.05);物种多样性指数间呈极显著相关关系(P0.01),功能多样性指数间相关性不显著(P0.05),仅FRic与FEve呈显著负相关关系(P0.05);随着海拔增加,物种多样性指数增加(P0.05或P0.01),但功能多样性指数减小(P0.01或P0.05)。     

生态学的多样性指数:功能与系统发育

生物多样性是生态学的核心问题。传统的多样性指数仅包含物种数和相对多度的信息,这类基于分类学的多样性指数并不能很好地帮助理解群落构建和生态系统功能。不同物种对群落构建和生态系统功能所起到的作用类型和贡献也不完全相同,且物种在生态过程中的作用和贡献往往与性状密切相关,因此功能多样性已经成为反映物种群落构建、干扰以及环境因素对群落影响的重要指标。同时,由于亲缘关系相近的物种往往具有相似的性状,系统发育多样性也可以作为功能多样性的一个替代。功能多样性和系统发育多样性各自具有优缺点,但二者均比分类多样性更能揭示群落和生态系统的构建、维持与功能。     

桂林岩溶石山青冈群落数量分类与排序

植物群落的数量分类和排序可以客观地揭示植物群落与环境之间的关系,从而能为植被恢复与重建、森林经营与管理和生物多样性保护等提供理论依据。基于群落学调查和环境因子测定数据,采用Ward聚类、双向指示种分析(TWINSPAN)和多元回归树(MRT)对桂林岩溶石山青冈群落进行数量分类,选用冗余分析(RDA)进行排序,分析其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)3种分类方法所得结果基本一致,可将桂林岩溶石山青冈群落划分为3个群丛类型,分别为青冈-粗糠柴+龙须藤+红背山麻杆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Bauhinia championi+Alchornea trewioides-Carex tristachya)、青冈-龙须藤+红背山麻杆+干花豆-宽叶沿阶草+三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Bauhinia championi+Alchornea trewioides+Fordia cauliflora-Ophiopogon platyphyllus+Carex tristachya)、青冈-粗糠柴+干花豆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Fordia cauliflora-Carex tristachya);(2)冗余分析结果较好地反映出各群丛类型的分布格局及其与环境梯度的相互关系,在10个环境因子中,岩石裸露率、土壤含水量、pH值、全氮、全磷、全钾、速效钾这7个环境因子对群落的分布影响显著。土壤含水量和全钾含量可能是影响该植物群落物种组成与分布的重要生态因子。     

Land-use intensification reduces functional redundancy and response diversity in plant communities

Ecosystem resilience depends on functional redundancy (the number of species contributing similarly to an ecosystem function) and response diversity (how functionally similar species respond differently to disturbance). Here, we explore how land-use change impacts these attributes in plant communities, using data from 18 land-use intensity gradients that represent five biomes and > 2800 species. We identify functional groups using multivariate analysis of plant traits which influence ecosystem processes. Functional redundancy is calculated as the species richness within each group, and response diversity as the multivariate within-group dispersion in response trait space, using traits that influence responses to disturbances. Meta-analysis across all datasets showed that land-use intensification significantly reduced both functional redundancy and response diversity, although specific relationships varied considerably among the different land-use gradients. These results indicate that intensified management of ecosystems for resource extraction can increase their vulnerability to future disturbances.
Ecology Letters (2010) 13: 76–86     

江西柘林水库鱼类群落结构及功能多样性分析

为了解江西柘林水库鱼类群落结构和多样性的时空变化特征,研究鱼类物种多样性和功能多样性的关系,于2020年9月至2021年4月在该水库调查分析了鱼类物种组成、优势度及群落物种多样性和功能多样性。结果表明,共采集鱼类53种,分属于5目12科36属。其中,鲤形目(38种)种类最多,占调查物种数的71.69%,柘林水库上、中、下游库区分别采集到鱼类36、40和32种,各库区均以鲤形目鱼类为主,分别占采集物种数的72.97%、85.00%和75.00%。优势物种主要是■(Hemiculter leucisculus)、鳙(Aristichthys nobilis)和黄尾鲴(Xenocypris davidi),重要种主要是草鱼(Ctenopharyngodon idella)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳊(Parabramis pekinensis)、鲫(Carassius auratus)、蒙古红鲌(Erythroculter mongolicus)等。鱼类群落结构季节性差异大于空间格局差异,主要表现为秋季和冬季之间;生物多样性指数Margalef和功能丰富...     

Biogeography of functional trait diversity in the Taiwanese reef fish fauna

The richness of Taiwanese reef fish species is inversely correlated to latitude as a direct consequence of the abiotic environment and its effects on benthic habitats. However, to date, no studies have investigated the variations in the diversity of traits (FD) linked with the role of these fishes in the ecosystem. FD is usually considered more sensitive than species richness in detecting early changes in response to disturbances, and therefore could serve as an indicator of ecological resilience to environmental changes. Here, we aim to characterize FD in the Taiwanese reef fish fauna and to document its regional variations. Six traits were used to categorize the 1,484 reef fish species occurring in four environmentally contrasted regions around Taiwan. The number of unique trait combinations (FEs), their richness (FRic), their redundancy (FR), their over‐redundancy (FOR), and their vulnerability (FV) were compared among these regions. Overall, 416 FEs were identified. Their number decreased from south to north in step with regional species richness but FRic remained similar among regions. FR and FOR were higher to the south. At the local scale, variations in FEs and FRic are in concordance with the worldwide pattern of FD. High‐latitude, impoverished fish assemblages, offer a range of trait combinations similar to diversified tropical assemblages. Increasing diversity in the latter mainly contributes to raising FR and supports already over‐redundant entities. High vulnerability makes many combinations highly sensitive to species loss, and was higher at intermediate latitudes when using a fine resolution in trait categories. It suggests that the loss of FEs may first be characterized by an increase in their vulnerability, a pattern that could have been overlooked in previous global scale analyses. Overall, this study provides new insights into reef fish trait biogeography with potential ramifications for ecosystem functioning.     

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。     

马尾松林向香樟林改造林下植物功能多样性研究

在生物多样性研究中,功能多样性比物种多样性可以更直接地反映生态系统的结构和功能,从而在群落生态学研究中受到越来越多的推崇。马尾松次生纯林是一种亟待改造的森林类型,而在亚热带地区香樟是马尾松林改造的理想树种之一。为了完善马尾松林向香樟林改造的研究,以更好地指导马尾松林改造的实践,本文用空间代替时间的方法,选取马尾松林向香樟林改造过程中4种不同阶段群落为研究对象,对林下灌木层和草本层植物的功能性状及其多样性展开了研究。结果表明:(1)随着森林改造的进行,林下植物的物种数目、功能性状多样性均表现为先上升后下降的变化趋势,其中功能丰富度和功能均匀度在改造前期达到峰值,而物种数目和功能离散度则在改造中期表现最高。(2)比较森林改造的4个时期,林下植物功能多样性的综合表现大致为:改造前期>改造中期>改造后期>未改造时期。(3)森林改造过程中,林下植物"光响应性状"和"繁殖性状"的功能多样性变化趋势相似,但前者比后者对改造的响应更敏感。(4)在森林改造过程中,林下植物的生长、发育和扩散受到林下光照资源的影响,并在长时间的生物竞争中逐渐表现为物种种类、多度和空间分布格局的变化,最终影...     

Fish functional diversity as an indicator of resilience to industrial fishing in Patagonia Argentina

The relationship between fish functional diversity and fishing levels at which its baselines shift is important to identify the consequences of fishing in ecosystem functioning. For the first time, the authors of this study implemented a trait-based approach in the Argentine Patagonian Sea to identify the vulnerability and spatiotemporal changes in functional diversity of fish assemblages incidentally captured by a trawling fleet targeting the Argentine red shrimp Pleoticus muelleri (Spence Bate, 1888) between 2003 and 2014. The authors coupled seven fish trophic traits to a reconstructed fish assemblage for the study area and by-catch and evaluated changes in fish species richness and four complementary functional diversity measures (functional richness, redundancy, dispersion and community trait values) along with fishing intensity, temporal use, latitudinal location and depth of fishing grounds, and vessel length. Resident fishes larger than 30 cm in length, with depressed and fusiform bodies, intermediate to high trophic levels, and feeding in benthic, demersal and midwater areas were vulnerable to by-catch. In addition, fish assemblages exhibited a low functional trait redundancy, likely related to species influxes in a biogeographic ecotone with tropicalisation signs. Significant increases in fish trait richness and dispersion poleward and deep suggested new functional roles in these grounds, matching trends in community body size, reproductive load, maximum depth and trophic level. Finally, a temporal increase in fish species and functional trait removal in fishing grounds led to trait homogenisation since 2003. The authors identified that tipping points in temperate fish functional trait diversity showed the importance of trait-based approaches within ecosystem-based fisheries management.     

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。