高寒草甸种间性状差异和物种均匀度对物种多样性与功能多样性关系的影响

物种多样性(SD)与功能多样性(FD)之间存在多种关系,但由于生态系统功能主要由物种的功能属性决定,因而功能多样性对生态系统功能的影响大于物种多样性的影响。但在种间性状差异和物种均匀度这两个构成功能多样性的基本成分中,何者对功能多样性影响更大,并进而决定SD-FD关系尚不明确。通过在高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为期6a的刈割(留茬1 cm、3 cm及不刈割)和施肥(尿素7.5 g m~(-2)a~(-1)+磷酸二胺1.8 g m~(-2)a~(-1)、不施肥)控制实验,研究了种间性状差异(33个物种13个性状)和物种均匀度(所有物种)对物种多样性(所有物种)与功能多样性(33个物种13个性状)之间关系的影响。研究结果显示:(1)物种多样性与功能多样性正相关,它们与多性状种间差异负相关,而与物种均匀度正相关。物种均匀度是导致功能多样性变化的主要因素,也是导致SD-FD正相关的原因,这是因为随着物种多样性增加,物种均匀度的增加程度大于多性状种间差异的减少程度,因而功能多样性增加,SD-FD正相关;(2)功能多样性指数(FD_(Rao)和FDis)随物种多样性指数(H')减速递增,表明群落存在一定的功能冗余,且功能冗余随物种多样性的增大而增大,但尚未达到产生SD-FD无相关性的极限H'值;(3)功能多样性对高寒草甸生态系统地上净初级生产力(ANPP)的影响大于物种多样性的影响,二元线性回归显示在同时考虑二者对ANPP的影响时,可排除物种多样性的作用。但由于物种多样性下降或物种丧失引起的物种功能性状丢失或性状空间维度减小将导致功能多样性降低,表明它们之间存在一定互补性,在研究生物多样性与生态系统功能关系时,同时考虑物种多样性和功能多样性的影响仍十分必要。     

佛坪自然保护区植物群落物种多样性和复杂性的海拔格局研究

通过样地调查,利用多样性和复杂性指数分别研究了佛坪国家自然保护区植物群落物种多样性、复杂性沿海拔的变化规律,并对比分析了复杂性与物种多样性之间的关系.结果表明:(1)随着海拔升高,群落结构总复杂性与物种多样性表现出相似的变化规律,均呈现出“低-高-低”的偏正态分布格局,且海拔1 300～1 500 m是植物群落总复杂性和多样性最大区域;植物群落无序结构复杂性与总复杂性沿海拔变化规律相似,而群落有序结构复杂性却没有随海拔升高呈规律性变化.(2)研究区域植物群落物种多样性不仅与海拔变化有关,还与巴山木竹(Bashania fargesii)、秦岭箭竹(Fargesia qinlingensis)分布密度有着密切关系;在2个竹林交汇区域,物种多样性及物种数量都有着明显升高.(3)群落总复杂性、无序结构复杂性分别与多样性各个指数具有极显著的线性关系,物种多样的变化能够完全表达植物群落总复杂性的变化,但植物群落有序结构复杂性与物种多样性之间无显著相关性.因此,物种多样性不能用作植物群落结构复杂性测度方法.     

生产力与生物多样性关系研究进展

生物多样性与生态系统的功能的关系已经成为人类社会面临的一个重大科学问题。本文简要介绍了生产力与生物多样性的概念和研究背景,综述了生产力与物种多样性关系研究的最新进展与争论：1．是物种多样性还是物种特性或物种组成决定生态系统的功能,目前还没有一致的结论;2．生产力与物种多样性关系的尺度效应极其明显,深刻理解和把握生态学尺度和尺度效应有望成为解析生产力与物种多样性关系的突破口：3．不能只保护所谓的关键种,考虑到生态系统的功能很大程度上依赖于受各式各样物种影响的各种不同的过程,尽最大可能保护最大的多样性,才是谨慎而明智的：4．由于自然生态系统极大的复杂性,生产力与物种多样性关系并没有一般的模式。在对已有成果进行综合分析的基础上,对生产力与物种多样性关系研究中亟待解决的区别物种特性与物种多样性问题、尺度问题、实验设计问题进行了探讨,并对未来的发展方向进行了展望。     

北京东灵山暖温带落叶阔叶林地形和林分结构对林下草本植物物种多样性的影响

森林群落林下草本植物物种多样性丰富,然而大多数森林物种多样性研究集中在乔木层,对林下草本植物物种多样性及其影响因子的研究较少。本研究基于北京东灵山20 ha森林动态监测样地450个1 m×1 m的草本样方调查数据,选择物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Simpson优势度指数(D)和Pielou均匀度指数(E)作为草本植物物种多样性数据指标,分析了林下草本植物物种多样性与地形和林分结构的相关关系;并采用Pearson相关性分析、回归分析、冗余分析(RDA)及层次分割的方法,探讨了地形因子和林分因子对草本植物物种多样性的影响。结果表明:(1)林下草本植物的Shannon-Wiener多样性指数与坡向呈显著负相关(P <0.05),随坡向增大(由阳坡转向阴坡)而呈下降趋势; 4个多样性指数与海拔、坡度和凹凸度均无显著相关性。(2)物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随林分密度和林地物种丰富度的增大呈下降的趋势,但随平均胸径的增大呈上升的趋势;各物种多样性指数均与胸径变异系数无显著相关性。(3)层次分割结果表明,环境因子对林下草本植...     

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。     

浅析环境特征对遗传多样性与物种多样性的平行效应

遗传多样性与物种多样性是生物多样性的两个基本层次。近年来的研究表明,环境特征可能对种群遗传多样性与群落物种多样性产生平行效应。本文对遗传多样性与物种多样性关联模型中环境特征对遗传多样性与物种多样性的平行效应部分进行了具体化介绍。基于群落形成的四个基本过程,即突变与物种形成、选择、漂变和扩散,探讨了环境特征对遗传多样性与物种多样性产生平行效应的理论基础。在全球变化的大背景下,研究环境特征对遗传多样性与物种多样性的平行效应及这两个维度多样性对全球变化响应的异同具有重要的生态学与保护生物学意义。然而,目前大多数生物多样性研究仍然只基于物种多样性一个维度,在同一系统中同时对遗传多样性与物种多样性进行整合研究的工作仍然较少。希望通过本文的总结与讨论,能对国内遗传多样性与物种多样性整合研究起到参考与促进作用。     

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明：（1）森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。（2）物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数（Margalef、Pielou、Simpson指数）、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI （Net relatedness index）指数、NTI （Net nearest taxa index）指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。（3）土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。     

植物群落物种多样性研究综述

物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式 ,包括两方面的含义 ,一是指一定区域内物种的总和 ,主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一个区域内物种的状况进行研究 ,也称区域物种多样性 ;二是指生态学方面物种分布的均匀程度 ,常常是从群落组织水平上进行研究 ,也称为生态多样性或群落多样性[1] 。本文所涉及物种多样性即为群落组织水平上的物种多样性。植物群落物种多样性的研究是其它多样性 (遗传多样性、生态系统多样性等 )的基础 ,有大量的研究成果相继报道 ,也有一些综述对植物群落物种多样性某一领域的研究进行总结。Ｍａｇｕ…     

塔里木河下游植物群落的物种数量变化与生态系统动态研究

物种多样性是指物种及其集合体的生物学多样性。物种多样性研究的核心是物种的数量变化和物种的生物学多样性程度。本文根据野外采集的数据 ,运用Simpson指数、McIn tosh指数以及Margalef指数 ,对塔里木河下游英苏、阿布达勒、喀尔达依、阿拉干、依干不及麻等地区的物种多样性指数分别进行了计算 ,并根据计算得到的生物多样性指数探讨了干旱区退化生态系统的物种多样性以及在干旱区物种多样性与生态系统稳定性之间的关系。结果表明 ,塔里木河下游从英苏至依干不及麻 ,Simpson多样性指数的变化范围为 0 82～ 0 2 6 ,McIn tosh均匀度指数的变化范围为 0 6 0～ 0 1 8,Margalef丰富度指数的变化范围为 1 4 7～ 0 38,物种数的变化范围是 9～ 2。分析表明塔里木河下游生态系统退化十分严重 ,并据此讨论了塔里木河下游生态系统退化的特征、演替动态及稳定性     

浙江西天目山苔藓植物物种多样性的研究

对浙江西天目山不同海拔苔藓植物进行调查,从种类组成、相似性、α多样性和β多样性等方面进行了苔藓植物物种多样性分析.结果表明,海拔1 100 m处落叶阔叶林下的苔藓植物种类最多,物种丰富度最高;它与海拔1 300 m落叶矮林下苔藓植物的相似性系数也最高;而海拔800～1 100 m之间的β多样性最大,这一区段苔藓植物的物种变化速率最快,种类更替最明显.西天目山海拔1 100 m处苔藓植物物种多样性最高,是该山体苔藓植物多样性保护的关键区段.     

刈割、施肥对高寒草甸物种多样性与生态系统功能关系的影响及群落稳定性机制

植物群落中不同“功能身份”物种的多样性与特定生态系统功能之间具有何种关系及其作用机制尚不明确。通过在高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为期5年的刈割(不刈割、留茬3 cm、留茬1 cm)、施肥(施肥、不施肥)和浇水(浇水、不浇水)控制实验, 研究了刈割与土壤资源获得性梯度上不同“功能身份”物种(群落中所有物种、响应物种、作用物种和共有物种)的多样性变化与群落地上净初级生产力和稳定性的关系以及稳定性机制。研究结果显示: 群落中响应物种、作用物种和共有物种数分别占全部物种数的36.6%、18.3%和64.8%, 物种多样性对生态系统功能具有不同的效应, 净初级生产力主要受响应物种和作用物种的多样性变化影响, 而稳定性则主要由共有物种的多样性变化决定; 群落稳定性的维持主要依赖于共有物种的多样性增加, 其作用机制是投资组合效应, 而超产效应和异步性效应对稳定性并无作用; 刈割和施肥对物种多样性、稳定性和净初级生产力具有相反的影响, 前者能增加物种多样性和稳定性, 并降低净初级生产力, 而后者的作用正相反。这与群落中全部物种的多样性变化受刈割影响较大, 而作用物种的多样性变化受资源获得性影响较大有关。上述结果表明高寒草甸生态系统地上净初级生产力主要由少数影响生产力的作用物种的多样性决定, 而稳定性则由大量共有物种的多样性所掌控。投资组合效应是物种多样性导致稳定性的机制。由于群落中不同物种的多样性效应具有分异性, 对于特定的生态系统功能而言, 物种的“功能身份”可能比物种多样性本身更重要, 不加区别地笼统定义物种多样性与生态系统功能的关系可能欠妥。     

黄土高原马栏林区基于不同植被组织尺度的群落物种多样性

物种多样性格局随着时空尺度的变化而变化, 同时也与植被组织尺度的变化密切相关, 基于多组织尺度的研究能更好地揭示一个地区的物种多样性规律。在应用数量分类(TWINSPAN)和主成分分析法(PCA)确定黄土高原马栏林区不同组织尺度的群落类型及其相互关系的基础上, 采用加性分配法分析该区域物种多样性与植被型、群系和群丛3种植被组织尺度之间的关系, 结果表明: (1) 区域物种多样性(γ)可加性分配分为群丛内(α₁)、群丛间(β₁)、群系间(β₂)和植被型间(β₃) 4个多样性成分, 无论用物种丰富度指数还是Shannon-Wiener多样性或Simpson多样性指数, 乔木、灌木和草本植物的最大物种多样性都存在于群丛内(草本层的物种丰富度除外), 说明群丛尺度是度量该区物种多样性的最佳尺度。(2)植被型、群系和群丛3种组织尺度的Shannon-Wiener多样性百分比均大于Simpson多样性百分比, 说明稀有种的分布对马栏林区各植被组织尺度的物种多样性格局起主要作用。(3)各尺度间的β多样性大小顺序在乔木、灌木、草本植物3层以不同多样性指数表示时各不相同, 这与乔木、灌木、草本植物3层的物种组成和分布, 以及主导不同植被组织尺度的物种多样性的因素差异有密切联系。     

长白山不同演替阶段针阔混交林群落物种多样性及其影响因子

基于长白山3个5.2hm²针阔混交林永久监测样地的野外调查数据,以胸径(DBH)≥1cm的乔木树种为对象,运用R4.0.3软件计算物种多样性指数以及进行物种多样性相关性分析和多元回归分析,以探讨生物和非生物因素对不同演替阶段针阔混交林物种多样性的影响。结果表明：(1)3个典型针阔混交林的4个物种多样性指数均随演替的正向进行而下降,其中物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数在3个演替阶段存在显著性差异,而Pielou均匀度指数在次生杨桦林与次生针阔混交林阶段差异不显著。(2)胸径结构变量是影响物种多样性变化的主要驱动因子,随着演替的进行,林分密度对物种多样性产生的影响越来越大。(3)所有土壤因子在针阔混交林阶段对物种多样性指数均表现出显著的影响,而在次生杨桦林只有土壤全氮与物种多样性指数存在显著相关关系,土壤全磷在原始椴树红松林阶段是影响物种多样性的主要因素。综上,研究认为在各演替阶段,生物和非生物因素均影响着森林群落的物种多样性,胸径结构和林分密度是影响群落物种多样性的主要因素,林分中的土壤因子受到不同群落特征的影响产生不同变化,从而对群落的物种多样性产生影响也有所不同。     

井冈山自然保护区栲属群落物种多样性的研究

以井冈山栲属群落 1 5个样地调查资料为基础 ,研究了井冈山栲属群落的物种多样性特征。结果表明 :栲属群落物种多样性指数较高 ,各样地间多样性指数测值变幅不大 ;测度栲属群落物种多样性时 ,各种多样性指数基本表现出相同的趋势 ;总体来看 ,栲属群落物种多样性在群落不同层次的变化规律为 :灌木层 >乔木层 >草本层 ;各层次变化幅度从大到小的顺序为 :草本层 >乔木层 >灌木层 ;群落物种多样性没有表现出一个明显的随海拔高度的变化规律 ,这表明了井冈山栲属群落物种多样性的一致性 ;井冈山栲属群落物种多样性比中亚热带东部和福建龙栖山常绿阔叶林的物种样性指数高 ,这与井冈山的环境条件优越 ,群落保护较好 ,并可能与井冈山处于由南亚热带至中亚热带的过渡地带这一特殊的地理位置有关 ;人为因子的干扰对栲属群落的物种多样性有较大的影响。     

水盐变化对荒漠植物功能多样性与物种多样性关系的影响

研究植物功能多样性与物种多样性关系对土壤水盐环境的响应规律,有助于掌握胁迫环境下植物多样性的维持机理.本研究分析了艾比湖高、低土壤水盐环境下荒漠植物功能多样性、物种多样性差异及二者间关系在不同水盐环境下的变化规律.结果表明:(1)高水盐环境下植物功能离散度显著低于低水盐环境(P<0.05),物种多样性指数Fish-α显著高于低水盐环境;(2)一元与多元回归分析均表明,高水盐环境下物种多样性对功能多样性RaoQ与FRic指数有显著促进作用,低水盐环境下物种多样性对功能多样性和均匀度有显著促进作用,但对功能离散度具有显著抑制作用(P<0.05);(3)物种多样性对功能多样性的影响在低水盐环境下更显著,预测力更强;(4)功能丰富度、离散度与均匀度能较敏感地反映出荒漠植物功能多样性对水盐变化的响应.本研究有助于理解荒漠植物群落构建机制,并为荒漠植物恢复与管理提供理论参考.     

植物种多样性对生态系统功能的影响

采用8种1年生植物,利用室外盆栽方法构建的植物群落对物种多样性与群落生产力、杂草入侵性之间的关系及其潜在的作用机理进行了研究.结果表明,各物种单播时其生产力和抗杂草入侵能力都有较大差异.物种多样性与群落生产力之间不存在线性关系,而呈现单峰格局关系,即在一定范围内(本研究为4种),物种多样性对生产力增加有促进作用,超过该范围,物种多样性增加,群落生产力不再增加.但群落生产力和物种多样性均与杂草入侵量之间呈显著负相关关系.相对产量总和(RYT)分析表明,资源互补效应是本研究中所观察到的多样性-生产力、多样性-入侵性及生产力-入侵性关系的主要作用机理.     

欧亚大陆东部毛茛科植物多样性格局及主导因子

毛茛科是真双子叶植物的基部类群之一, 包含多种药用植物, 具有较高的保护价值, 但关于毛茛科物种多样性和谱系多样性大尺度格局及其影响因子的研究还比较匮乏, 特别是以较高分辨率分布数据为基础的物种多样性格局研究尚未见报道。本文旨在: (1)建立欧亚大陆东部毛茛科植物分布数据库, 估算不同生活型物种多样性和谱系多样性格局, 并探究格局的形成机制。(2)分析毛茛科物种多样性和谱系多样性的相关关系, 确定多样性热点地区, 为毛茛科保护规划提供依据。根据中国、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、蒙古和俄罗斯等国家的区域和地方植物志, 建立了“欧亚大陆东部地区毛茛科物种分布数据库”。该数据库包含了欧亚大陆东部地区1,688种毛茛科物种的分布数据, 空间分辨率为100 km × 100 km。在此基础上, 估算了毛茛科全部及不同生活型的物种多样性和谱系多样性格局, 并利用广义线性模型和等级方差分离方法分析了毛茛科物种和谱系多样性格局与环境因子的关系。最后比较了物种多样性和谱系多样性的相关关系, 确定了毛茛科的古热点地区。结果显示: (1)欧亚大陆东部毛茛科植物物种和谱系多样性均呈明显的纬度格局, 且在山区具有较高的多样性。(2)毛茛科植物物种和谱系多样性受现代气候、地形异质性和末次冰期以来的气候变化的共同影响, 但不同影响因子的相对贡献率在物种和谱系多样性及不同生活型之间差异显著。(3)中高纬度地区的谱系多样性高于给定物种数的预期, 是毛茛科的古热点地区, 在毛茛科保护规划中应受到重视。     

北江干流河岸带植物物种多样性的纵向梯度效应

河岸带生态系统是水生生态系统和陆生生态系统进行物质、能量和信息交换的生态交错带,具有较高水平的物种多样性并能提供多种生态系统服务。本研究基于植物群落调查,探讨了北江干流河岸带植物物种组成以及纵向环境梯度上植物物种α、β和γ多样性的分布规律。结果表明:(1)群落调查共记录植物59科116属136种,以禾本科和菊科植物居多,但样地间物种差异明显,物种出现频率低,其中只出现1次的物种数百分比高达48.7%～71.4%,表明河岸带维持植物物种多样性的功能很大程度上是维持不同的物种共存,而不是单一物种的数量;(2)在纵向环境梯度上,α多样性均呈先减少后增加的趋势,高海拔河岸带物种α多样性最高;(3)纵向环境梯度物种替代性表现出强烈的波动性和间断性,而相似性则呈现连续变化,这与河岸带保存物种多样性的特征以及人类活动、地形、气候要素等影响下物种分布相对不均有关;(4)γ多样性在纵向环境梯度上呈先减少后增加的趋势,说明河岸带γ多样性在区域尺度上受多种环境梯度交互影响,但高海拔河岸带物种γ多样性高于低海拔河岸带。     

吉林蛟河阔叶红松林木本植物物种多样性及群落结构与生产力的关系

该研究以吉林蛟河阔叶红松林为分析对象,比较了物种多样性和群落结构对生产力的影响,试图为解释多样性-生产力关系、指导森林经营管理提供科学依据。研究利用11.76 hm~2大样地中10 973株木本植物数据,通过线性回归模型分析了7个物种多样性和群落结构指标与生产力的相关性,进而利用结构方程模型比较了物种多样性和群落结构对生产力的影响。结果显示:(1)在线性回归模型中,物种多样性和群落结构均对生产力有显著作用,其中物种多样性均匀度指数与生产力显著负相关,群落结构的香农指数与生产力显著正相关,基尼系数与生产力显著负相关。(2)在结构方程模型中,群落结构对生产力的影响比物种多样性更强。研究认为群落结构对生产力的作用比物种多样性更大,在森林经营管理中,提高群落结构复杂性对促进生产力具有重要的意义。     

农业景观非农生境植物多样性及其影响因素

农业景观是人类生活所需资料的最主要来源地和生物多样性保护的重要区域之一。黄河中下游地区是我国最重要的农业区之一,在区域农业景观中,非农生境中各群落植物物种多样性组成特征有何差异?在不同尺度上,景观异质性特征与生境特征对植物物种多样性特征有何影响?在黄河中下游典型区域布点,对区内主要非农生境(次生林、次生灌丛、人工林和农田边缘等)中的植物群落物种多样性进行调查。结果显示:(1)次生灌丛中的物种丰富度和多样性显著高于其他生境,而农田边缘也保育有较多的物种;(2)从物种组成来看,景观尺度上样点间物种多样性差异(β_2)是所有生境中物种丰富度的最主要组成部分,而次生灌丛与次生林两类自然生境中小尺度(α和β1)物种丰富度的贡献相对较高。(3)景观异质性特征指标对物种多样性的影响主要体现在样方尺度上(α_(样方)),而β和γ多样性与之的关系并不甚密切。表征生境特征的群落高度和盖度指标能更好的预测物种多样性的特征。研究发现,常用的表征景观异质性的指数在各尺度上对植物群落物种多样性特征的影响也并不显著,局地群落特征的影响更为直接和重要。在探讨景观异质性特征与生物多样性关系时,常用的多样性指数(Shannon多样性指数、均匀度指数和Simpson指数等)并不合适,而拆分后的物种丰富度会更有效。但景观异质性对生物多样性的影响也不容忽视,它的改变会是影响群落物种多样性及其组成结构的重要潜在因素,在更大尺度上景观异质性会通过对景观组成要素特征(生境组成和构型)的影响进而影响到区域植物物种丰富度的变化。