台湾维管束植物物种丰富度和种域宽度的海拔格局及对Rapoport法则的检验

物种丰富度和种域(即物种分布范围)沿环境梯度的变化是生物地理学和生物多样性研究的核心问题.岛屿由于受到地理隔离的作用.其物种分布、多样性格局及其成因的特殊性对于发展和检验生物地理学的假说具有重要意义.Rapoport法则提出,生物种域存在着随海拔上升而增大的趋势.台湾地区具有显著的海拔梯度和典型的岛屿环境,其植物区系丰富而独特.我们首次对台湾维管束植物的海拔分布进行研究,包括不同类群植物的物种丰富度和种域的海拔梯度格局,并检验了Rapoport法则的适用性.综合相关信息得到台湾维管束植物区系包含241科1,466属4,751种(含种下单位),对其中具有海拔分布范围信息的3,330种植物进行统计,结果表明:(1)台湾维管束植物科、属、种的丰富度总体上随海拔上升而减小,入侵植物丰富度具有类似格局,而台湾特有植物呈现明显的单峰格局;按照分类群计,蕨类植物和裸子植物为单峰格局,被子植物的3个生态类群均为单调递减格局.(2)物种种域海拔宽度与海拔的关系随不同类群和分析方法而异.其中,入侵植物的种域宽度和中点海拔具有显著的正相关关系,支持Rapoport法则,而全部植物和特有植物不支持;蕨类植物的海拔分布支持Rapopott法则,裸子植物不支持,其他分类群因方法不同而结果之间不一致.我们还比较了台湾和周边大陆和岛屿山地的物种丰富度海拔格局,认为它们物种丰富度海拔梯度模式的不同可能与降水海拔格局的差异有关;而关于Rapoport法则的检验表明,即使在同一山体,不同类群植物分布范围的海拔模式也可能取决于不同的因素和作用机制.     

杨属物种多样性在中国的地理分布格局

利用地理信息系统技术与空间统计相结合的方法,研究了杨属物种多样性在中国区域尺度上的空间分布格局,并且采用线性回归分析方法研究了杨属物种多样性与经纬度的关系。结果表明:(1)杨属物种在中国呈带状分布,东西分布幅度大于南北分布幅度;(2)纬度梯度上杨属物种集中分布区位于30—40°N,经度梯度上位于110—120°E,说明杨属物种多样性格局在经、纬度梯度上并非单调递增或递减,而是在某一最适区域具有最高的物种多样性;(3)中国杨属物种多样性的分布中心集中于东北—西南方向的黑河-腾冲线两侧,从黑腾线向西北和东南方向延伸过程中,物种多样性逐渐降低;沿黑腾线从东北向西南方向物种多样性呈增加趋势;(4)从分组、分种检索上看,白杨组和青杨组物种在中国分布范围最广,山杨、小叶杨、响叶杨和青杨4种物种分布范围最广,可见同一类群中不同分类等级的植物多样性地理分布格局存在差异。     

高黎贡山种子植物物种丰富度沿海拔梯度的变化

物种丰富度沿海拔梯度的分布格局成为生物多样性研究的热点。为探讨中尺度区域物种丰富度沿海拔梯度的分布,本文以高黎贡山为研究对象,利用该地区的地方植物志资料,结合通过GIS生成的区域数字高程模型(DEM)数据,分析了该区域全部种子植物和乔木、灌木、草本三种生活型种子植物物种丰富度的垂直分布格局以及物种密度沿海拔梯度的变化特征。结果表明：(1)全部种子植物和不同生活型植物物种丰富度随着海拔的升高呈现先增加后减小的趋势,最大值出现在海拔1500—2000m的范围;(2)物种密度与海拔也呈现单峰曲线关系;(3)物种丰富度和物种密度分布格局的形成主要受海拔所反映的水、热状况组合以及物种分布的边界影响。     

科尔沁沙地植物物种丰富度格局及其与环境的关系

能量、水分和生境异质性是物种丰富度分布格局的重要因素。本文以特殊环境科尔沁沙地为对象,通过植物区域物种丰富度数据和对应气候数据统计,结合生境异质性分析,对科尔沁沙地物种丰富度格局及其主导因素进行研究。结果显示:(1)科尔沁沙地植物共计有115科1030种,呈现显著的空间异质分布,随着经度的增加物种丰富度呈先下降后上升的趋势,而受纬度影响较小。(2)水热动态假说最适合用于解释科尔沁沙地植物物种丰富度格局。说明水资源可利用性是科尔沁沙地植物物种丰富度的主要影响因素。     

Distribution and species diversity patterns of Vitex negundo var. heterophylla shrublands in North China

生境差异是影响植物群落及其物种多样性分布格局的重要因素。该研究基于370个荆条(Vitex negundo var. heterophylla)灌丛的野外调查样方, 结合多元回归树(MRT)、显著性分析、Pearson相关分析等技术手段, 分析了华北地区荆条灌丛及其物种多样性的空间分布格局。结果表明: 荆条灌丛的经纬度均跨越10°以上, 可分为高、中、低纬度分布区; 分布海拔则从117 m至1 248 m跨越了1 000 m以上, 也可分为高、中、低海拔分布区。所有分布区中荆条灌丛草本层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和均匀度指数均高于灌木层。灌木层物种多样性随着纬度的降低而降低, 随着海拔的升高而降低; 草本层相反, 物种多样性随着纬度降低而升高, 随着海拔升高而升高。灌木层和草本层的物种丰富度(Shannon-Wiener指数)与水、热、地形等环境因子显著相关, 其中灌木层物种多样性随着气温、坡位升高而显著减少, 随着降水的增加而显著增加;草本层则相反。     

物种分布区特征及其对生物多样性保育的意义

物种分布区表征物种所能分布的最大面积和最大范围,是物种重要的生态学和进化学特征,是生态学和生物地理相关学科最基本和最重要的研究内容之一.近20年来,基于更精确的数据和更先进的分析技术,物种分布区研究非常繁荣.在不同尺度、区域和类群的研究发现,物种分布区差异巨大,小分布区的物种多于大分布区的物种,物种分布区特征受物种扩散能力、种群密度、个体大小、气候、地形及土壤等因子的影响.在将来的研究中,需要更精确的大尺度物种分布数据,以生物自然地理区为研究对象,来探索物种分布区的格局及成因.物种分布区可以作为物种濒危状况的一个指示特征,指导保育策略的制定,但是具体的应用方式还需要在典型物种和典型区域上进一步探索.     

中国蔷薇属植物物种丰富度分布格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学及生物地理学的中心议题之一。蔷薇属(Rosa L.)植物具有很高的经济价值和生态价值,探讨中国蔷薇属植物的丰富度分布格局及其影响因素可为该属植物资源的保护和合理开发利用乃至其系统进化研究提供重要依据。基于蔷薇属植物在中国的15451条分布数据和11种地理、气候等环境因子进行了物种丰富度分析和相关性分析,研究结果显示:(1)蔷薇属植物在中国分布不均匀。在水平方向上,蔷薇属植物于26.19°—34.29°N带内有较高的物种丰富度,之后随着纬度的增加而降低,且随着经度的增加表现为先增加后减少,于99.10°—108.47°E间存在明显的峰值;在垂直方向上,蔷薇属植物的物种丰富度随海拔的增加表现为先增加后减少,956.46—3518.60m范围内的丰富度最高。西南横断山区为蔷薇属物种分布的中心地区,新疆北部及东北长白山周边地区为局部聚集区。(2)蔷薇属物种丰富度与各能量、水分和生境异质性因子均呈正相关关系,与气候稳定性因子呈负相关关系。表明中国蔷薇属植物在水分和热量条件好、气候季节性变化小且生境异质性程度高的地方,有着更高的物种丰富度。(3)蔷薇属...     

面积和中间膨胀效应对丽江地区种子植物物种丰富度垂直分布格局的影响

滇西北地区是我国三大特有物种分化中心之一。作者利用地方植物志资料,结合数值高程模型(DEM)数据,研究了云南丽江地区种子植物物种丰富度的垂直分布格局,并分析了面积和中间膨胀效应(mid-domaineffect)对该格局的影响。研究结果表明:随着海拔的升高,各海拔段面积呈先增加后下降的分布格局;物种丰富度、物种密度和中间膨胀效应的物种丰富度预测值在海拔梯度上均呈单峰型变化格局。面积和中间膨胀效应对丽江地区物种丰富度的垂直分布格局有着显著的影响。其中,面积起主要作用,对物种丰富度的变异解释百分率达80.2%,而中间膨胀效应的影响作用相对较小,仅占11.3%。     

Community analysis of undergrowth vegetation in industrial plantation of Eucalyptus grandis×E.urophylla

基于群落调查方法,对巨尾桉林下植物进行群落学分析.结果表明:巨尾桉林下植物共有维管束植物57科、124属、154种及变种,以禾本科和菊科的种类占优势;林下植物物种组成较为分散,优势属不明显;种子植物53科划分为6个分布区类型和2个变型,以热带分布科为主;种子植物120个属有14个分布区类型和7个变型,以热带分布属为主,植物区系成分较为复杂.林下植被可分为灌木层和草本层,但是分层现象不明显,草本层植物占优势,偶见有少量的层间植物分布.林下物种丰富度表现为草本层>灌木层;而Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数则表现为灌木层>草本层,生境空间异质性及人为干扰活动影响了巨尾桉林下植物组成及分布.     

太行山山地森林群落植物区系与地理格局——基于植物群落清查数据

太行山区位于黄土高原与华北平原之间,是我国生物多样性保护的重要优先区之一.本文以广义太行山涉及的108个行政县域为研究区域,基于太行山山地森林群落植物清查数据,系统分析了太行山山地森林群落的科属特征、区系组成、植物多样性地理格局及其丰富度热点地区.结果表明: 调查的778个样地得到太行山山地森林群落种子植物共计100科447属963种,其中,裸子植物3科7属12种,被子植物97科440属951种,生活型以草本植物占优势(71.1%);科的分布区类型以热带分布(38%)和温带分布(24%)为主,属的分布区类型以温带成分占主导(68.7%);太行山山地森林群落植物多样性的水平分布格局呈由西南向东北逐渐递增的趋势,群落物种多样性与经纬度均呈正相关关系,但不同生活型植物的多样性格局不相一致,草本植物多样性与经纬度呈正相关,而木本植物多样性与经纬度则无明显相关性;在垂直梯度上,太行山山地森林群落植物丰富度呈单峰分布,集中分布在400~1800 m的低中海拔地带,在1000~1200 m丰富度最高;基于群落清查数据绘制太行山山地森林群落植物丰富度分布图,鉴别出小五台山、云台山、太岳山、王屋山、中条山等山地为植物丰富度热点地区,应列入太行山优先保护的重点规划区域.     

渤海区无居民海岛植物物种丰富度分布格局

为了解渤海区小型无居民海岛植物物种丰富度的分布格局, 本研究以渤海区9个无居民海岛为研究对象, 基于种-面积关系和种-多度对数正态分布模型探究了无居民海岛植物的物种丰富度分布格局。结果表明: (1)位于温带地区的无居民海岛木本植物相对多度符合对数正态分布特征, 表明海岛木本植物群落中多度较大的物种数较少, 而多度较小的物种甚至是稀有种或罕见种较多; (2)渤海区多数无居民海岛物种数介于60-130之间, 表明总体丰富度较高; (3)通过分析海岛与周边保护区的空间关系发现, 物种丰富度高的海岛基本位于保护区内, 总体上渤海区海岛植物热点区得到了有效保护。综上所述, 种-多度分布模型和种-面积关系均是揭示海岛植物物种丰富度分布的重要手段, 同时可初步推断, 生态位理论对海岛植物物种多样性的维持显得更为重要。     

新疆山地森林乔木和草地草本植物个体大小分布特征

个体大小是植物重要的特征之一,目前其受环境因子的影响还不十分清楚。基于样地实际调查数据,我们分析了新疆山地森林乔木和草地草本植物个体大小的特征(统称为乔木和草本,分别以平均胸径和平均株高表示),并在物种和区域尺度,分析了其与分布区特征和植物多样性的关系。研究发现:(1)在物种尺度上,森林植被中乔木物种的个体大小与其分布区特征正相关,即分布范围较广的乔木倾向于个体更大;草地植被中草本植物的特征与此类似;(2)在区域尺度上,乔木平均个体越大,区域植物平均分布区越小,反之亦然;草本植物的平均个体大小与区域植物分布区特征无显著相关性;(3)在区域尺度上,森林乔木和草地草本植物的个体大小与植物多样性均呈正相关关系,即森林乔木和草地草本植物平均个体较大时,其区域多样性更高。     

西南喀斯特地貌区两栖动物丰富度分布格局与环境因子的关系

物种丰富度分布格局的成因机制一直是宏观生态学研究的热点问题之一。中国西南地区喀斯特地貌区(以广西、云南和贵州为主)是世界上面积最大的喀斯特地貌区, 也是全球范围内34个生物多样性热点地区之一。为了解该区域两栖动物物种丰富度分布格局及其与环境因子之间的关系, 本研究根据中国科学院成都生物研究所标本馆、中国科学院昆明动物研究所标本馆、广西壮族自治区自然博物馆和中南林业科技大学动物标本室收藏的标本数据, 以及公开发表的文献数据, 共获得18,246条两栖动物记录(219个物种), 然后运用生态位模型估测每个物种的潜在分布区, 并把每个物种的潜在分布区叠加起来, 最终得到该区域在10 km ´10 km生态位模型空间尺度上的两栖物种丰富度地理分布格局图, 最后进行多元回归和模型选择分析。结果表明: 有12种两栖动物仅在喀斯特地貌区分布, 占物种总数的5.48%; 有104种两栖动物仅在非喀斯特地貌区分布, 占物种总数的47.49%; 有103种两栖动物在喀斯特地貌区和非喀斯特地貌区均有分布, 占物种总数的47.03%; 两栖动物物种丰富度随纬度的增高而降低; 地貌类型(喀斯特地貌和非喀斯特地貌)对两栖动物物种丰富度的分布格局有显著影响(χ² = 36.47, P < 0.0001), 但模型拟合效果差(McFadden’s Rho square = 0.0037)。影响该区域两栖动物物种丰富度分布格局最大的环境因子是年均降雨量(R² = 0.232, P < 0.001), 其次是最干月平均降雨量(R² = 0.221, P < 0.001)。该区域两栖动物物种丰富度的格局主要是由地貌和不同的环境因子共同相互作用的结果, 不过仍有相当一部分物种丰富度的分布格局未被解释。因此, 要更全面地认识该区域两栖动物物种丰富度格局的形成机制, 有必要加强干扰、捕食、竞争等其他生物因子的影响研究。     

铜壁关自然保护区种子植物物种丰富度的海拔梯度格局——兼论物种密度的计算方法

利用对铜壁关自然保护区多次考察形成的种子植物数据库,结合通过GIS生成的区域数字高程模型(DEM)数据,分析了该区域种子植物物种丰富度及物种密度沿海拔梯度的变化特征。结果表明, 科、属、种的丰富度随海拔的升高,先增加后降低,在中海拔区域达到最大值,科、种的丰富度最大值出现在海拔1400~1800 m的范围内,属的丰富度最大值出现在1000~1400 m的海拔范围。科、属、种的密度随海拔升高先下降后上升,再下降后再上升;且最大值都出现在保护区最高海拔3000~3400 m的范围内。物种丰富度和物种密度分布格局明显受到海拔梯度的影响,海拔梯度综合了水热条件等诸多因素。铜壁关种子植物科、属、种水平上的物种丰富度的海拔分布格局符合中域效应假说;同时还对目前常用的计算物种密度的"对数模型"方法的普遍适用性提出质疑。     

中国木兰科植物的地理分布

对木兰科植物的物种丰富度、特有性指数、相似性系数、垂直分布和水平分布进行了系统的研究.结果表明:木兰科植物的分布中心在滇、粤、黔、湘一带;特有性中心在滇、藏、台等地;相似性系数较大的是地理上相近、环境异质性较小的地区;垂直分布中心在海拔1000～2000 m;水平分布中心在北纬20°～25°和东经90°～100°之间.     

库姆塔格沙漠不同区域种子植物物种组成与区系特征研究

库姆塔格沙漠是我国西北荒漠地区较典型的沙漠之一,本文基于实地调查并结合遥感资料,对该地区植被的物种组成及种子植物区系特征进行了研究。结果表明:(1)库姆塔格沙漠地区共有种子植物29科91属143种;该地区植物物种贫乏、生活型简单,主要以灌木、一年生及多年生草本植物为主。(2)库姆塔格沙漠地区的植物组成受水分、高温以及土壤盐分等因子影响,形成了3个主要的种子植物分布区(阿奇克谷地、阿尔金山山前洪积扇戈壁、西湖湿地),且各区的物种组成差异显著。(3)从3个主要植物分布区的物种组成与生活型组成来看,阿尔金山山前洪积扇戈壁区域植物生活型比阿奇克谷地和西湖湿地丰富;因阿尔金山山前洪积扇戈壁环境复杂,在3个区域中其物种相对丰富,科、属、种的种类较多;阿奇克谷地和西湖湿地植物的属、种相似度较高;3个区域的植物属、种总体上相似度较低。(4)库姆塔格沙漠地区种子植物区系表征科主要为藜科(Chenopodiaceae)、菊科(Compositae)、麻黄科(Ephedraceae)等;3个主要植物分布区科的分布型均以世界分布为主,属的分布型以北温带分布和地中海区、西亚至中亚分布为主,具体表现为:阿奇克谷地和西湖湿地植物属的分布型以地中海区、西亚至中亚分布为主,阿尔金山山前洪积扇戈壁植物属的分布型以北温带分布为主。(5)库姆塔格沙漠地区种子植物以旱生种所占比例较高,物种类型具有明显的残遗性;由于环境条件特殊,形成了库姆塔格沙漠地区特有的植物类群和区系特征。本研究结果为库姆塔格沙漠地区植物组成及区系研究提供了基础资料。     

长江三峡库区物种多样性的垂直分布格局:气候、几何限制、面积及地形异质性的影响

为了验证生物多样性地理格局的几个重要假说,即种-面积关系、水分-能量动态假说、几何限制(中域效应)假说和生境异质性假说,作者以长江三峡库区维管植物物种丰富度沿海拔梯度的分布格局为例,采用多元回归和方差分解方法,研究了面积、气候、几何限制、地形异质性对多样性垂直格局的独立影响和协同作用,及其对各植物类群(不同分布宽度、不同分布区类型和不同生长型)影响的差异.结果表明,三峡库区各种植物类群的物种丰富度随着海拔上升均呈先升后降的单峰格局.水分-能量动态假说对多样性格局有很强的解释能力,其总的解释力(＞93％)明显高于其他所有解释机制.但对于很多植物类群而言,水分和能量的解释力中有很大一部分属于几何限制、面积及地形异质性等因素的协同作用.几何限制对分布宽度大的物种的多样性格局解释力很强,但对分布宽度小的物种作用很小;面积自身对物种丰富度解释力较强,但在考虑了其他环境因素的影响时,仅对少数植物类群有解释力;地形异质性自身对多样性的解释能力很弱,但在多元回归模型中起着必要的作用.综合来看,水分-能量动态是解释三峡库区植物多样性垂直格局的最重要的机制.几何限制的作用随着物种分布宽度减小而递减;地形异质性虽然对多样性垂直格局的影响较弱,但也是一种必要的补充解释机制;由于面积与气候、几何限制等因素存在强烈的共线性,面积对植物多样性垂直格局的相对作用大小还需要进一步的系统比较研究.     

中域效应模型中物种分布幅度梯度的影响

中域效应（Mid-domain effect）模型量化了几何限制对物种丰富度空间分布格局的影响．然而,目前的研究缺乏对该模型的生物学意义作进一步的阐明,以及对物种分布幅度的梯度变化进行数量评价．本文利用已发表的马达加斯加蝴蝶的多样性数据,通过模拟方法和物种幅度频度分布（RSFD）的分析,研究了几何限制和物种幅度非随机分布的共同效应．研究发现,尽管马达加斯加蝴蝶物种丰富度的分布格局满足中域效应模型,但并不符合该模型的特征RSFD变化．如果在模型中加入物种分布幅度的梯度变化,则能较好地模拟实际RSFD的变化,表明物种丰富度的空间格局确实存在物种分布幅度的梯度变化．同时还发现,物种分布幅度梯度的存在对最终丰富度格局影响不大,表明中域效应模型的生物学意义难以从物种分布幅度的行为上来解释．     

卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物叶特性海拔梯度特征

川滇高山栎林是中国植被非常特殊的亚高山硬叶栎林类型,广泛分布在横断山地区。为了阐明植物群落植物叶型组成对海拔梯度的响应,对卧龙自然保护区巴朗山阳坡川滇高山栎群落植物叶型特征随海拔梯度（15海拔梯度,海拔2200～3600 m）的变化进行了研究。卧龙自然保护区巴朗山各个梯度川滇高山栎群落维管束植物的叶级以小型叶为主,占总种数的平均百分率为36.09％;细型叶和中型叶的维管束植物比例相当,分别为25.64％,25.22％;大型叶和巨型叶维管束植物分别占6.82％～9.94%和0.00％～0.71%;微型叶植物比例在1.28～5.59%;小型叶维管束植物的比例随海拔先降低后升高再降低,最低值出现在海拔3000 m左右。各个海拔梯度川滇高山栎林内维管束植物的叶型以单叶为主,平均占总种数的75.89％,其余为复叶植物,占总种数的24.11％;维管束单叶型植物物种比例随海拔升高变幅较小,在73.84％～78.78％之间,但在海拔2500 m有一个最低值,其比例为73.85％;复叶维管束植物在各海拔梯度群落物种数比例在21.21％～26.15％之间。各海拔川滇高山栎林内维管束植物的叶质以纸叶型为主,平均占总种数的46.03％,其次为薄叶植物（29.17％）,革质（22.00%）和厚革质植物（2.79％）。川滇高山栎群落内纸质与厚革质维管束植物种类的比例随海拔升高而降低;革质与薄叶型维管束植物种类的比例随海拔升高而升高。全缘维管束和非全缘维管束植物种类分别占总数的50.50％和49.50％;全缘类维管束植物随海拔升高呈正二项式分布,而非全缘维管束植物则呈相反的分布格局。     

巨尾桉工业原料林下植物群落学分析

基于群落调查方法,对巨尾桉林下植物进行群落学分析。结果表明:巨尾桉林下植物共有维管束植物57科、124属、154种及变种,以禾本科和菊科的种类占优势;林下植物物种组成较为分散,优势属不明显;种子植物53科划分为6个分布区类型和2个变型,以热带分布科为主;种子植物120个属有14个分布区类型和7个变型,以热带分布属为主,植物区系成分较为复杂。林下植被可分为灌木层和草本层,但是分层现象不明显,草本层植物占优势,偶见有少量的层间植物分布。林下物种丰富度表现为草本层>灌木层;而Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数则表现为灌木层>草本层,生境空间异质性及人为干扰活动影响了巨尾桉林下植物组成及分布。