坡向对东祁连山高寒草甸群落物种功能群及其多样性的影响

为探究祁连山东缘地区不同坡向的高寒草甸群落物种功能群和多样性差异,该研究选择北坡(N坡)、西北坡(NW坡)、西坡(W坡)、东坡(E坡)、东北坡(NE坡)、西南坡(SW坡)和南坡(S坡)7个坡向类型,调查各坡向的植被特征(高度、盖度和频度),测定土壤因子,分析物种均匀度和多样性指数及其相关性等。结果发现：(1)研究区样地共有植物11科18属21种,主要有豆科(4属4种)、菊科(3属3科)、蔷薇科(1属3种)、莎草科(2属2种)、禾本科(2属2种)和蓼科(1属2种);不同坡向的植物科、属数量变化趋势与种相同,均为东北坡、西南坡、北坡(76.19%)>南坡(66.67%)>东坡(61.90%)>西坡、西北坡(19.05%)。(2)不同坡向的草地群落组成不同,其中东坡、南坡和东北坡主要以草本植物为主,西南坡和北坡为草本和灌丛交错区,西坡和西北坡主要以灌丛为主。(3)不同坡向的物种功能群不同,其中东坡、南坡、东北坡、北坡和西南坡的莎草类重要值最高,西坡和西北坡只有豆科和杂类草,且杂类草重要值最高。(4)不同坡向的优势功能群不同,其中：禾本科植物的重要值大小为阴坡(NE坡)>阳坡(S坡和SW坡)>半阳坡(E坡),莎草科植物重要值大小为半阳坡(E坡)>阳坡(S坡)>阴坡(NE坡和N坡),豆科植物重要值大小为阳坡(S坡)>阴坡(N坡、NW坡和NE坡)>半阳坡(E坡)>半阴坡(W坡),杂类草植物重要值大小为半阴坡(W坡)>阴坡(N坡和NE坡)>半阳坡(E坡)>阳坡(SW坡和S坡)。(5)随着坡向梯度变化,物种丰富度和香农 威纳多样性指数变化一致,其大小均表现为：阴坡>阳坡>半阳坡>半阴坡。(6)冗余分析发现,土壤含水量和碳氮比是影响灌丛植物［瑞香(Daphne odora)、金露梅(Potentilla fruticosa)和头花杜鹃(Rhododendron capitatum)］重要值的重要因素。研究表明,不同坡向的土壤水分、养分和光照等的变化显著影响了高寒草甸植物群落物种功能群及其多样性。     

内蒙古羊草群落、功能群、物种变化及其与气候的关系

基于1981-1994年内蒙古羊草草原的群落学调查数据和同期气象资料,分析了羊草草原群落、功能群与主要物种变化及其生物量与气候的关系.结果表明,1981-1994年5月羊草群落多样性指数、优势度指数、丰富度指数、群落高度、群落生物量的年际变异显著高于其他月,其中羊草群落生物量的变异性自5-9月依次降低,生物量和多样性不存在显著相关性.羊草群落、功能群、物种的年际变异依次增大;不同功能群中一二年生草本和中生植物的年际波动最大,不同物种间的均衡效应降低了群落的变异性.羊草群落生物量具有气候累积效应,主要受上年10月至当年12月的均温、4-8月降水、上年10月至当年8月累积降水的影响,表明羊草群落生物量变化由不同时段的水热因子协同作用决定.     

植物群落的生物多样性及其可入侵性关系的实验研究

 生物入侵已经成为一个普遍性的环境问题,并为许多学者所关注。尽管一些理论研究和观察表明生物多样性丰富的群落不容易受到外来种的入侵,但后来有些实验研究并没能证实两者的负相关性,多样性 可入侵性假说仍然是入侵生态学领域争论比较多的一个焦点。人为构建不同物种多样性和物种功能群多样性（C3 禾本科植物、C4植物、非禾本科草本植物和豆科植物）梯度的小尺度群落,把其它影响可入侵性的外在因子和多样性效应隔离开来,研究入侵种喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)在不同群落里的入侵过程来验证多样性 可入侵性及其相关假说。研究结果显示,物种功能群丰富的群落可入侵程度较低,功能群数目相同而物种多样性不同的群落可入侵性没有显著性差异,功能群特征不同的群落也表现出可入侵性的差异,生活史周期短的单一物种群落和有着生物固氮功能的豆科植物群落可入侵程度较高,与喜旱莲子草属于同一功能群且有着相似生态位的土著种莲子草(A. sessilis)对入侵的抵抗力最强。实验结果表明,物种多样性和群落可入侵性并没有很显著的负相关,而是与物种特性基础上的物种功能群多样性呈负相关,群落中留给入侵种生态位的机会很可能是决定群落可入侵性的一个关键因子。     

贵州北盘江流域观赏兰科植物及其功能群研究

为科学保护和合理开发贵州北盘江流域野生兰科(Orchidaceae)植物资源,科学筛选高观赏价值兰科植物并探究其环境适应特征,该文以贵州省北盘江流域分布的兰科植物为研究对象,基于层次分析法筛选出具有较高观赏价值的种类,并使用聚类和冗余分析明确不同环境条件下的植物功能群物种组成。结果表明：(1)研究区兰科植物共74属249种(含变种),在水平空间分布上有2个密集区,分别是望谟县与紫云县交界片区和盘州市西部片区;在垂直空间分布上,随海拔变化呈“中间膨胀型”分布,以800～1 600 m范围为主。(2)研究区观赏兰科植物可划分为三大等级,第一级为开发优等级,共51种兰科植物,第二级为开发储备级,共170种,第三级的28种观赏价值较低,没有作为观赏植物开发的必要。(3)研究区开发优等级的观赏兰科植物可划分为低海拔喜荫非石灰岩山地功能群、低海拔喜阳石灰岩山地功能群、中海拔喜荫石灰岩山地功能群和高海拔喜阳非石灰岩山地功能群4类,不同功能群间兰科植物适应环境类型差异较大。综上表明,对贵州北盘江流域观赏兰科植物的筛选和生态功能群的划分,为今后园林应用、科学保护、引种驯化开发、野外回归等研究提供了一定参...     

环境DNA metabarcoding及其在生态学研究中的应用

环境DNA metabarcoding(eDNA metabarcoding)是指利用环境样本(如土壤、水、粪便等)中分离的DNA进行高通量的多个物种(或高级分类单元)鉴定的方法。近年来,该方法引起了学者的广泛关注,逐渐应用于生物多样性研究、水生生物监测、珍稀濒危物种和外来入侵物种检测等生态学领域。介绍环境DNA metabarcoding的含义和研究方法;重点介绍环境DNA metabarcoding在物种监测、生物多样性研究和食性分析等生态学领域中的应用;总结环境DNA metabarcoding应用于生态学研究领域面临的挑战并对该方法的发展进行展望。     

木质藤本及其在热带森林中的生态学功能

木质藤本是热带森林的一个重要组分,直接或间接地影响着森林中树木的生长和更新,改变森林树木的种类组成,并且可以通过改变森林碳固定量等方式在生态系统水平上发挥作用。全球气候的变化,以及热带森林片断化程度的加剧,将很大程度上影响着木质藤本的多样性和丰富度,其特殊的生物学特性将在森林动态中发挥更加重要的作用。本文结合国内外目前木质藤本研究现状,概述了木质藤本的一般知识（包括木质藤本的定义和生物学特性等）,介绍了木质藤本全球分布格局、其多样性维持机理以及木质藤本在森林生态系统中的功能与作用,并就存在的一些问题以及需进一步开展的工作展开了讨论。     

木质藤本及其在热带森林中的生态学功能

木质藤本是热带森林的一个重要组分, 直接或间接地影响着森林中树木的生长和更新, 改变森林树木的种类组成, 并且可以通过改变森林碳固定量等方式在生态系统水平上发挥作用。全球气候的变化, 以及热带森林片断化程度的加剧, 将很大程度上影响着木质藤本的多样性和丰富度, 其特殊的生物学特性将在森林动态中发挥更加重要的作用。本文结合国内外目前木质藤本研究现状, 概述了木质藤本的一般知识(包括木质藤本的定义和生物学特性等), 介绍了木质藤本全球分布格局、其多样性维持机理以及木质藤本在森林生态系统中的功能与作用, 并就存在的一些问题以及需进一步开展的工作展开了讨论。     

甘肃省鱼类资源现状及DNA条形码在鱼类物种鉴定中的应用

为了摸清甘肃省土著鱼类资源与分布现状, 探索DNA条形码在鱼类辅助物种鉴定中的适用性, 2012年6-9月对甘肃境内黄河水系、嘉陵江水系和河西内陆河水系进行了较全面的鱼类调查。共采集鱼类标本3,087尾, 隶属于5目10科38属64种, 以鲤科种类最多, 为30种, 占总种数的46.88%。物种多样性分析表明, 在黄河水系的夏河和庄浪河多样性指数是所有调查点中最低的, 分别为1.38和1.09。嘉陵江水系各河段的多样性指数较高(H = 2.15-3.27), 其次为河西内陆河水系(H = 2.01-2.83)。在河西内陆河水系中, 疏勒河的均匀度指数最高, 为1.10, 黑河最低(0.68)。庄浪河的优势度指数最高, 为0.34, 而嘉陵江干流两当段的优势度指数在所有调查点中最低, 为0.04。利用DNA条形码分析了49种662尾标本的COI基因部分序列, 大部分种类在neighbor-joining系统树中形成各自的单系, 种内平均遗传距离0.88%, 种间平均遗传距离为9.99%, 在种内和种间COI序列遗传距离之间形成明显的条形码间隙, 斯氏高原鳅(Triplophysa stoliczkae)与达里湖高原鳅(T. dalaica), 甘肃高原鳅(T. robusta)与似鲇高原鳅(T. siluroides), 嘉陵裸裂尻鱼(Schizopygopsis kialingensis)与黄河裸裂尻鱼(S. pylzovi)之间的遗传距离低于2%, 甘肃高原鳅与似鲇高原鳅不能通过COI基因片段区分开, 其他两对物种可以采用核苷酸诊断法来进一步区分。斯氏高原鳅和拉氏鱼岁(Phoxinus lagowskii)种内遗传分歧较大, 揭示种内可能存在隐存种。结果表明, 对某些近缘种和不同地理种群差异较大的物种, 要将分子、形态和地理分布特点结合起来才能准确鉴定。     

功能、谱系多样性在机场鸟类群落研究中的应用——以扬州泰州国际机场为例

随着航空业的发展,野生动物与飞机之间的冲突愈发密集,机场鸟类群落多样性研究引起了大量关注。研究鸟类群落对生境类型的使用状况,可以掌握生境类型与鸟击风险的潜在关系,为机场环境改造提供理论依据。本研究于2019年7月至2021年11月,采用样点法对扬州泰州机场及周边8 km范围内的农田、湿地、林地和城镇4种生境中30个样点的鸟类群落进行调查。利用鸟类群落多样性指数,包括丰富度、多度、香农威纳多样性指数、辛普森多样性指数以及均匀度指数来表征群落的物种多样性,以及功能和谱系多样性,阐明机场周边4种生境的鸟类群落多样性差异。同时,基于多度加权的平均成对功能距离（MFD）和平均成对谱系距离（MPD）来表征群落的功能和谱系结构,探究群落构建机制,量化各多样性指标间的相关性。研究共记录扬州泰州国际机场鸟类88种,分别隶属于14目36科,目、科中数量最多的为雀形目（Passeriformes）和鹬科（Scolopacidae）。谱系和功能多样性在生境间差异显著,功能分散度在农田最高,城镇最低;谱系多样性指数在城镇最高,湿地最低。标准化效应值分析表明,随机生态过程影响了湿地鸟类群落功能和谱系的构建过程,农...     

生态学中的点格局研究概况及其在国内的应用

点格局分析是研究生态学格局的工具之一,近年来在生态学中的应用越来越多。为深入了解点格局分析方法在国内的研究与应用情况,以所总结的研究进展、一般步骤和基本要点为背景,分析评述了1996—2015年期间以点格局为主题的国内中文核心期刊文献。结果表明,在国内生态学格局研究中,应用研究占据主导地位,研究对象广泛,包括以树木为主的乔、灌、草等不同生活型的植物,甚至包括景观;基础研究,包括概括性统计量、零模型与点过程模型等方面,以及专用软件工具包的开发等研究薄弱。在应用中存在一定问题,主要表现为:概括性统计量使用单一,且以Ripley的K-函数及其变形为主;零模型(或点过程模型)是科学问题的统计表达,但是有一半以上的研究未明确给出零模型。建议在未来应用研究中重视多种统计量的组合使用和原假设的建立,在探讨热带、亚热带森林等具有复杂空间结构系统的多样性格局时,考虑对象的不同世代和系统的不同垂直层次,并加强多变量或三维概括性统计量的开发、点格局分析方法与动态过程模型的结合研究等工作。     

外来种入侵的生物学与生态学基础的若干问题

外来物种的入侵及其所造成的危害已越来越为人们所认识。一个外来物种入侵一个新的生境无疑要具备一定的条件 ,尽管目前对这种条件的研究还只是初步的。首先从其自身来说 ,需要有足够的入侵性 ,这可以认为是入侵种的生物学基础 ,可能表现为具有多倍性、一定的遗传变异、杂合性或表型可塑性 ,以及不同的交配系统等 ;其次一个物种的入侵成功还取决于入侵生境的可入侵性 ,这可以认为是入侵种的生态学基础 ,而新的种间关系的形成 ,尤其是入侵种与其他种类的互惠共生关系的建成是关键。本文主要介绍了有关入侵种的生物学和生态学基础中的一些最新进展 ,希望有助于我国学者对相关研究内容的开展以及对有害外来种入侵的防治     

物种多样性与生态系统功能：影响机制及有关假说

本文主要介绍了有关物种多样性对生态系统功能的影响机制及有关假说,包括冗余种假说、铆钉假说、不确定假说、无效假说、补偿／关键种假说、非线性假说、单调／驼峰模型假说等。尽管这些假说的提出都有一定的理论或实验研究基础,但到目前为止,还没有一种假说被普遍认为反映了两者之间关系的实际情形（如果确实存在这样一种普适机制）。通过分析,我们发现在这些假说之间存在一定的内在联系,它们或者互相包含,或者互相补充,并且都可以归结到冗余种假说有关。     

生态学中关键种的研究综述

关键种 (Keyspecies)是生态学研究 ,特别是生物保护学研究中的一个研究热点。关键种可以是为了最大程度地保护生物多样性而进行优先保护的目标。但是目前的研究来看 ,在群落或者生态系统中确定关键种不是一件容易的事情。本文通过对有关关键种研究的回顾 ,探讨了国内外的研究状况 ,着重说明了关键种在实际研究中的实践以及存在的局限性 ,并且重点阐述了确定关键种的一些实验方法和定量测度方法 ,并进行了简要的评述。     

Drivers of productivity and its temporal stability in a tropical tree diversity experiment

There is increasing evidence that mixed‐species forests can provide multiple ecosystem services at a higher level than their monospecific counterparts. However, most studies concerning tree diversity and ecosystem functioning relationships use data from forest inventories (under noncontrolled conditions) or from very young plantation experiments. Here, we investigated temporal dynamics of diversity–productivity relationships and diversity–stability relationships in the oldest tropical tree diversity experiment. Sardinilla was established in Panama in 2001, with 22 plots that form a gradient in native tree species richness of one‐, two‐, three‐ and five‐species communities. Using annual data describing tree diameters and heights, we calculated basal area increment as the proxy of tree productivity. We combined tree neighbourhood‐ and community‐level analyses and tested the effects of both species diversity and structural diversity on productivity and its temporal stability. General patterns were consistent across both scales indicating that tree–tree interactions in neighbourhoods drive observed diversity effects. From 2006 to 2016, mean overyielding (higher productivity in mixtures than in monocultures) was 25%–30% in two‐ and three‐species mixtures and 50% in five‐species stands. Tree neighbourhood diversity enhanced community productivity but the effect of species diversity was stronger and increased over time, whereas the effect of structural diversity declined. Temporal stability of community productivity increased with species diversity via two principle mechanisms: asynchronous responses of species to environmental variability and overyielding. Overyielding in mixtures was highest during a strong El Niño‐related drought. Overall, positive diversity–productivity and diversity–stability relationships predominated, with the highest productivity and stability at the highest levels of diversity. These results provide new insights into mixing effects in diverse, tropical plantations and highlight the importance of analyses of temporal dynamics for our understanding of the complex relationships between diversity, productivity and stability. Under climate change, mixed‐species forests may provide both high levels and high stability of production.     

Ecosystem function and species loss – a microcosm study

There are too many kinds of organisms to be able to study and manage each, yet the loss of a single species can sometimes unravel an ecosystem. Such `fusewire species'– critical in the same sense that an electrical fuse can cut out a whole circuit – would be a rewarding focus for research and management effort. However, this approach can only be effective if these `fusewires' represent but a small proportion of the number of species in the system.  

Aim

To demonstrate methods for measuring what proportion of the species in a system are critical to ecosystem function.  

Methods

The prevalence of fusewire species was measured in manipulative experiments on an aquatic microcosm.  

Results

No single genus deletion caused changes in key characteristics of the system.  

Main conclusions

Comparison of these results with other published studies shows that the proportion of critical fusewire species varies amongst different ecosystems. The oxidation pond microcosms were shown to contain no single species indispensable to system function. They appear to be ill-suited to a management strategy which focuses on priority eukaryote species. However, a single study provides no evidence that this result is general or even typical of other kinds of ecosystems; it is presented here as an empirical model. Other methods of investigation are available; they are less experimentally rigorous but more practical. These could provide important guidance in planning an approach to management in a particular ecosystem.     

入侵种西花蓟马与其它昆虫的种间竞争

西花蓟马Frankliniella occidentalis作为一种重要的入侵害虫,在全球范围的入侵过程中,为获取更多资源以建立自己的种群,势必会和处于同一营养级的昆虫发生种间竞争。本文对近年来有关西花蓟马与其它种蓟马、粉虱及叶螨等昆虫种间竞争的研究进行了综述,分析了温度、CO 2、寄主植物、农药和天敌等主要因素在竞争取代中的作用,并对今后的研究方向以及种间竞争的研究方法进行了讨论,以期为揭示西花蓟马在我国的种群动态和变化规律奠定基础。     

Greater than the sum of the parts: how the species composition in different forest strata influence ecosystem function

The mechanisms underpinning forest biodiversity‐ecosystem function relationships remain unresolved. Yet, in heterogeneous forests, ecosystem function of different strata could be associated with traits or evolutionary relationships differently. Here, we integrate phylogenies and traits to evaluate the effects of elevational diversity on above‐ground biomass across forest strata and spatial scales. Community‐weighted means of height and leaf phosphorous concentration and functional diversity in specific leaf area exhibited positive correlations with tree biomass, suggesting that both positive selection effects and complementarity occur. However, high shrub biomass is associated with greater dissimilarity in seed mass and multidimensional trait space, while species richness or phylogenetic diversity is the most important predictor for herbaceous biomass, indicating that species complementarity is especially important for understory function. The strength of diversity‐biomass relationships increases at larger spatial scales. We conclude that strata‐ and scale‐ dependent assessments of community structure and function are needed to fully understand how biodiversity influences ecosystem function.     

内蒙古典型草原建群种羊草基因型多样性抑制群落物种多样性的生态功能

植物群落的物种多样性以及群落建群种的基因型多样性对群落生态功能是否存在交互影响已成为群落生态学研究的热点内容。以内蒙古典型草原群落内常见物种为研究对象,研究了群落物种多样性与建群种羊草(Leymus chinensis)基因型多样性及其交互作用对群落生物量生态功能特性的影响。结果表明:(1)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对群落地上、地下和总生物量无显著影响(P0.05);(2)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对多样性效应(净多样性效应、互补效应和选择效应)有显著影响(P0.05)。羊草基因型多样性抑制多样性净效应的发挥,且主要抑制互补效应;而物种多样性则促进多样性净效应的发挥,主要表现为选择效应对地上生物量的正效应;(3)互补效应对群落生物量多样性净效应起主要贡献。实验所得结果不仅为探讨多样性效应在物种水平以及群落水平上对群落生物量的影响因素提供了重要启示,而且为内蒙古草原种质资源的保护及合理利用,乃至生态系统的恢复和重建提供理论指导。