生境隔离作用对喀斯特季节性雨林群落树种空间格局的影响

森林群落内强烈生境异质性可能会驱动不同树种间形成空间隔离,从而塑造出与局域复杂生境相适应的群落树种空间结构。该文以广西喀斯特季节性雨林中具有不同生境异质性强烈程度的3个典型森林群落1 hm²样地为研究对象,通过分析主要树种的种内空间分布格局和种间关联格局来量化群落树种空间结构,检测其对喀斯特局域生境隔离作用的响应规律。结果表明:(1)3个森林群落树种的空间分布格局整体上以中小尺度聚集分布为主,在较小尺度(0～13 m)上聚集分布比例为85%,在中尺度(13～30 m)上逐步降低至60%,在较大尺度(>30 m)上降低至20%以下; 随着生境异质性强烈程度的增加,群落内中小尺度种内聚集分布的比例逐步增加,平均值分别为63.1%、89.5%、94.4%。(2)3个森林群落树种的种间关联格局整体上以空间隔离和部分重叠为主; 在小尺度(0～3 m)上二者共占50%,在中小尺度(3～20 m)上占70%,在较大尺度(>20 m)上逐步降低至40%; 随着生境异质性强烈程度增加,群落中小尺度种间空间隔离和部分重叠的比例逐步增加,平均值分别为60.4%、70.2%、83.7%。综上结果表明,强烈的局域喀斯特生境异质性会增加群落树种的种内聚集分布强度,提高群落不同树种之间产生空间隔离的概率,说明局域复杂生境的隔离作用是塑造喀斯特森林群落树种空间结构的重要因素。该研究强调,在喀斯特石漠化区域进行植被生态恢复时,需充分评估不同地段生境条件,并参考相应原生境森林群落来配置树种及其空间组合。     

辽东山区次生林木本植物空间分布

森林木本植物的空间格局有助于揭示群落结构的形成机制与潜在的生态学过程,且对林分经营具有一定指导意义。在0—50 m尺度范围内综合分析了辽东山区4 hm2温带次生林样地多度10的树种空间格局。研究发现:(1)在完全随机零模型下,大部分树种呈现聚集格局,聚集格局树种的比例随尺度增加而降低;在32 m的较大尺度下,随尺度增加,随机和规则格局成为树种分布的主要形式;(2)在异质性泊松过程零模型下,55.9%的树种呈现随机格局,其余大部分树种在10 m的尺度下呈现聚集格局,且随尺度增加,规则格局成为主要形式;(3)在完全随机零模型下,树种属性(林层、径级和多度)显著地影响种群聚集度,而在异质性泊松过程零模型下,树种属性对种群聚集度不存在显著影响。综上,生境异质性、扩散限制和树种属性部分解释了辽东山区次生林木本植物空间分布格局,相对而言,生境异质性的效应更为突出。研究结果有助于揭示次生林群落生物多样性的维持机制。     

木林子保护区优势种翅柃种群结构与空间分布格局

该研究以湖北木林子保护区优势种翅柃(Eurya alata)为研究对象,编制静态生命表,绘制存活曲线、死亡率和消失率曲线;采用成对相关函数分析各龄级的空间分布特征,双变量成对相关函数分析不同生活史阶段间的空间关系,为阐明木林子保护区常绿落叶阔叶混交林不同构建规律在物种多样性维持机制中的作用提供理论参考。结果显示:(1)翅柃属增长型种群,存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型,死亡率和消失率曲线呈单峰型。(2)翅柃Ⅰ～Ⅴ龄级呈现聚集分布且随径级增加而减弱,Ⅵ、Ⅶ龄级在较大尺度上随机分布。(3)在完全随机零模型下,各生活史阶段均呈空间正关联;在先决条件零模型下,成年树与幼树、小树小尺度上呈无关联和负关联,其余生活史阶段间呈正关联,较大尺度上无关联。研究表明,翅柃种群幼树个体丰富,更新状态良好,在自然演替过程中,生境过滤、扩散限制和密度制约均可能驱动种群的构建过程。     

黄土高原油松和辽东栎林下植物β多样性差异及影响因素

β多样性是生态学研究的热点论题,相同的β多样性格局可能由不同的生态过程所决定.该文通过构建零假说模型和典范变异分解的方法,比较了黄土高原油松人工林(Form.Pinus tabulaeformis)和辽东栎天然林(Form.Quercus wutaishanica)林下植物群落β多样性,确定了环境过滤和扩散限制在β多样...     

片段化森林群落构建的生态过程及其检验方法

鉴于全球森林均呈现片段化(破碎化)的分布状态, 理解片段化森林群落构建的过程很有必要。该文通过综述群落构建的主要生态过程如生态漂变、扩散、选择和物种形成等在片段化森林群落构建中的相对作用, 发现因片段化森林形成方式的不同, 重构群落(片段化生境中通过次生演替重新形成的森林群落)和解构群落(原有森林被片段化后形成的森林群落)在不同演替阶段所受到的主要生态过程的相对作用有所不同。虽然利用基于群落内物种分布格局推测构建过程(如物种多度分布、零模型结合β多样性的方法、功能特征的收敛和发散等)、人工控制实验、群落结构动态分析等方法对片段化森林中群落构建的过程进行了有效的检验, 但是针对片段化森林群落构建过程的实验性研究仍然不足。未来有待在理论模型、群落构建过程的检验以及理论与物种保护相结合等方面继续开展深入的研究。     

玛曲高寒草甸沙化过程中群落结构与植物多样性

针对玛曲高寒草甸沙质荒漠化和水土流失日趋严重的问题,采用群落样方调查的方法,研究了潜在、轻度、中度和重度4种典型高寒沙化草甸的植被结构特征和α多样性与β多样性变化规律。结果表明:随着沙化程度的加剧,1)群落植被盖度持续下降(分别为99.216%,80.078%,49.895%,36.398%)、物种数逐渐减少(分别为53,32,14,13)、群落结构趋向简单(重要值大于1的物种分别有28,16,10,8种),典型高寒草甸优势种和伴生种逐渐退出群落,而适应沙质荒漠的物种逐渐占据群落中的优势地位,玛曲高寒草甸生态系统有向高寒沙质荒漠生态系统转化的趋势,群落以青藏苔草+高山早熟禾群落→青藏苔草+防风+高山嵩草群落→高山嵩草+防风+青藏苔草群落→毛穗赖草+藏虫实+青藏苔草+防风群落的方向演替;2)群落丰富度和植物多样性指数均呈下降趋势,差异显著;均匀度指数先增加后减小,在轻度沙化草甸达到最大,但差异不显著;而群落优势度逐渐增加,在中度沙化草甸增加极显著;3)潜在沙化草甸与沙化草甸之间的Whittaker指数差异极显著,中度沙化草甸与重度沙化草甸之间差异显著,而轻度沙化草甸与中度沙化草甸之间差异不显著。4)潜在沙化草甸与3种沙化草甸和轻度沙化草甸与重度沙化草甸之间群落相异性系数较高(0.705—0.937),群落共有度指数较低(0.034—0.173),而重度沙化草甸与中度沙化草甸、轻度沙化草甸与中度沙化草甸之间群落相异性系数相对较低(0.545—0.553),群落共有度指数相对较高(0.293—0.303)。以上分析表明,玛曲高寒草甸在沙化过程中存在轻度沙化和重度沙化两个关键过程,因此对潜在沙化草甸应采取封育、禁牧、轮牧、抚育等科学管护措施,而对沙化草甸应采取草皮移植、补播、施肥等植被快速恢复措施和流沙治理措施进行生态修复,防止草甸沙化的加剧和蔓延。     

中国森林生物多样性监测网络: 二十年群落构建机制探索的回顾与展望

中国森林生物多样性监测网络(CForBio)目前已经沿纬度梯度从寒温带到热带布设23个大型森林动态样地, 监测1,893种木本植物, 代表我国木本植物种类的近1/6。CForBio的主要目标之一是研究森林群落的构建机制。本文综述了近20年来CForBio在群落构建机制探索方面取得的进展, 包括生物多样性时空格局、生境过滤、生物相互作用、局域扩散和区域因素以及利用新技术取得的新认知等。CForBio研究发现: (1)生境过滤和扩散限制共同决定种-面积关系及β多样性等多样性格局, 但二者的相对作用在不同样地及不同尺度存在差异; (2)生境过滤对局域群落构建的作用广泛存在, 但很难量化其对群落构建的重要性; (3)同种负密度制约在不同气候带样地普遍存在, 负密度制约的强度主要由植物菌根类型介导, 并随植物生活史类型、功能性状及环境变化而变化; (4)扩散限制在局域群落构建中发挥关键作用, 而区域因素如区域地质历史、区域物种库大小等塑造不同生物地理区群落之间的生物多样性差异; (5)宏观和微观两个方面的新技术促进群落构建机制的研究。在宏观方面, 遥感技术以低成本使大范围、多尺度的连续群落生物多样性监测和时空比较研究成为可能; 另一方面, 叶绿体基因技术和代谢组学等微观技术能促进推导群落构建的分子机制。同时, 本文还总结了以往研究的不足, 并展望了基于森林动态样地开展群落构建机制研究的未来发展, 特别强调了: (1)关注群落构建研究中的尺度问题; (2)深入开展多维度(物种、功能和系统发育)、多营养级生物互作相关的研究; (3)拓展全球变化对群落构建影响的研究; (4)融合观测-实验-模型多种手段开展群落构建机制的研究; (5)连结“群落构建理论研究”和“森林管理实践”。总之, 中国森林生物多样性监测网络的长期监测和联网研究是森林群落构建机制研究的重要基础, 也是推动群落构建理论、解决森林管理难题的重要平台。     

长期施加N、P肥对高寒草甸小型土壤节肢动物群落的影响

为查明长期施肥对高寒草甸小型土壤节肢动物群落影响,2012年5月下旬在西南民族大学青藏高原畜牧业高科技研究基地内用随机区组方式设置施N、P和NP混施三种处理实验样地,每种施肥处理分别设置10 g/m²、20 g/m²和30 g/m²三个施肥梯度,以不施肥的高寒草甸为对照样地。2017年8月对各样地内的小型土壤节肢动物、植物群落和土壤理化性质进行调查。结果表明：（1）施肥可以明显改变高寒草甸小型土壤节肢动物的群落组成结构,其中NP混施比单施N、P肥更能有效增加螨类和昆虫的类群数;（2）N、P、NP三种施肥种类的小型土壤节肢动物群落个体密度、类群数和Shannon多样性指数均显著增加（P<0.05）,且当施肥量为20 g/m²时,小型土壤节肢动物群落的个体密度、类群数和Shannon多样性指数均达到最大;（3）小型土壤节肢动物群落的个体密度、类群数和Shannon多样性指数均与全磷含量呈显著正相关（P<0.05）。研究表明,在高寒草甸长期施加氮、磷肥,尤其是氮磷混施,不仅能够明显改变小型土壤节肢动物群落组成结构,还能显著提高群落密度和多样性,建议按照20 g/m²的总量对高寒草甸进行氮磷等量混施,以提高小型土壤节肢动物群落多样性及其生态功能。     

不同干扰类型对高寒草甸群落结构和植物多样性的影响

对高寒草甸天然草地进行了施肥、围栏和放牧 中牧和重牧 处理,研究不同干扰类型对草地植物多样性的影响.结果表明,施肥使草地植物群落物种组成贫乏,群落结构趋于简单,物种多样性减少;中等程度放牧增加了群落结构的复杂性,丰富度指数和多样性指数均最高,支持 中度干扰理论 ;重度放牧,由于干扰过于剧烈而减少了物种优势度和多样性;而轻度干扰的围栏草地,群落由少数优势种所统治,多样性也不高.物种数 S 、丰富度指数 Ma 、Shannon-Wiener指数 H' 、Simpson指数 D 的排列顺序均为:施肥草地<围栏草地<重牧草地<中牧草地;均匀度指数 Jsw 的变化趋势与上述各指数相同;优势度指数的变化趋势则相反,为施肥草地>围栏草地>重牧草地>中牧草地.4种干扰类型草地群落的生活型功能群基本一致,均由多年生禾草、多年生杂类草和莎草类组成,但各功能群在群落中所占比重及各功能群内所含物种数则大不相同.说明不同干扰类型对草地植物群落的物种组成、多样性格局及系统功能等方面产生不同的影响.     

甘南高寒草甸土壤纤毛虫对磷酸氢二铵添加的响应

为研究磷酸氢二铵(DAP)添加对土壤纤毛虫群落结构的影响,于2012年4月在甘南高寒草甸选取典型样地,在0～120 g·m^-2浓度区间内设置5个添加水平,采用“非淹没培养皿法”、活体观察法和“3级10倍环式稀释法”测定土壤纤毛虫物种数和密度,同时测定了土壤相关环境因子(含水量、pH值、总氮、总磷、有机碳).共获得土壤纤毛虫129种,隶属9纲17目31科46属.对照组的土壤纤毛虫物种数和物种多样性指数均大于施肥处理,且随着施肥量的增大,土壤纤毛虫物种数减少,物种多样性减小,但其密度随施肥量的增大而增加.对照土壤纤毛虫优势类群为刺钩目,随着施肥量的增大,土壤纤毛虫优势类群更新为肾形目.土壤纤毛虫群落结构和环境因子的冗余分析表明,总磷、土壤温度和含水量是影响甘南高寒草甸土壤纤毛虫群落分布的关键环境因子.     

Dispersal of aquatic organisms by waterbirds: a review of past research and priorities for future studies

1. Inland wetlands constitute ecological islands of aquatic habitat often isolated by huge areas of non-suitable terrestrial habitats. Although most aquatic organisms lack the capacity to disperse by themselves to neighbouring catchments, many species present widespread distributions consistent with frequent dispersal by migratory waterbirds.
2. A literature review indicates that bird-mediated passive transport of propagules of aquatic invertebrates and plants is a frequent process in the field, at least at a local scale. Both endozoochory (internal transport) and ectozoochory (external transport) are important processes.
3. The characteristics of the dispersed and the disperser species that facilitate such transport remain largely uninvestigated, but a small propagule size tends to favour dispersal by both internal and external transport.
4. We review the information currently available on the processes of waterbird-mediated dispersal, establishing the limits of current knowledge and highlighting problems with research methods used in previous studies. We also identify studies required in the future to further our understanding of the role of such dispersal in aquatic ecology.     

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。     

基于高通量测序的两种高寒草甸土壤原核生物群落特征研究

土壤微生物在生态系统中具有重要的生态功能,研究青藏高原高寒草甸的土壤原核生物群落组成及其主要影响因子,对揭示青藏高原独特的微生物地理区系和预测全球环境变化的影响有重要意义。利用Illumina Miseq高通量测序技术,结合分子生态网络,对青藏高原高寒沼泽化草甸和高寒草甸的土壤原核生物的群落组成特征进行了分析。结果共检测到23145个OTUs,可分为2个古细菌类群和33个已知的细菌类群;其中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门为土壤的优势菌群,相对丰度累计超过79%;高寒草甸原核生物的多样性高于高寒沼泽化草甸,两种草甸类型原核生物群落特征具有显著差异性(P0.001)。分子生态网络分析表明,高寒草甸网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比高寒沼泽化草甸网络更能抵抗外界环境变化,在应对气候变化时具有更高的稳定性;典范对应分析(CCA)和分子生态网络的分析结果均表明,土壤p H值是影响土壤原核生物群落特征的主要影响因子。综上所述,土壤微生物群落的组成变化对于评估其对全球气候变化的响应具有重要的指示作用,土壤原核生物群落特征在不同的高寒草甸土壤中具有显著差异,了解其变化规律和影响因子,能为高寒草甸生态系统的适应性管理和应对气候变化提供理论依据。     

近28年金昌市土地利用动态变化及模拟预测

基于1987、1999、2006和2014年的4期Landsat TM/ETM+和Landsat-8 TIRS遥感影像,综合运用RS与GIS技术手段,在Workstation平台下选择Arc Tools和Arc模块,获取土地利用矢量数据,再利用IDRISI Selva 17.0软件平台下的CA-Markov模型对金昌市土地利用空间格局和发展趋势进行模拟。结果表明:近28年来,金昌市建设用地、林地和耕地增加,其中建设用地增加最突出,增加了96.98%,且增加主要集中于人类活动强烈地带——城镇和工矿业所在地及交通线附近;而未利用地、草地和水域减少,并以未利用地和草地减少较突出,分别减少5.13%和4.32%;在土地利用类型相互转化中,未利用地向建设用地、草地向未利用地和水域向未利用地的转变规模最显著;未来16年,金昌市土地利用变化大致保持原有的变化趋势,但变化幅度增大,即建设用地、林地、耕地和水域将处于增加趋势,而未利用地将减少并处于被高度开发阶段,草地将减少且还会有明显退化趋势;因此,保护草地对金昌市生态环境及防风固沙显得尤为重要。