古生物多样性统计中的偏差及其校正

地质历史时期生物多样性统计中的偏差是普遍存在的。文中以奥陶纪海洋生物和二叠纪腕足动物分异度为例介绍和讨论古生物多样性统计中的偏差问题。认为在研究某些时段分异度时不能依靠单一的种、属或科的数量来建立分异度模式,而需要用生物分异度、灭绝率和新生率等多种计算方法来综合分析。同时古生物分异度的研究受到化石记录的完整性、研究、保存和采集程度、时间段的不均一性等多种因素影响,因此,大多需要应用稀疏标准化法等对不同时段或化石群在同等量化标准的基础上进行比较和校正后,才能得到比较符合实际的分异度模式。     

生物多样性不同层次尺度效应及其耦合关系研究进展

生物多样性包含遗传、物种、生态系统和景观多样性4个层次,虽然各个层次的研究较多,但是各层次间相互关系的研究较少。物种多样性多采用野外样方调查法,景观多样性采用遥感、地理信息系统和野外调查,研究方法较为成熟;生态系统多样性研究因生物地理地域和尺度的不同,常采用不同的分类体系,尚无统一评估标准。物种多样性的尺度效应在α、β、γ指数上均有不同体现,景观多样性的尺度效应非常明显。生境异质性与物种α和β多样性指数密切相关,在一定尺度上,丰富的景观多样性提高了物种多样性。未来研究需要揭示不同生物多样性层次之间的耦合关系,并将研究结果应用到生态系统红色名录制定、区域生物多样性综合监测与评估等实践之中。     

高寒草甸植物物种丧失对草原毛虫的影响

植物多样性是调控食物网结构和生态系统功能最重要的生物因素, 植物多样性丧失深刻影响食草动物, 但由于小型食草动物种群数量波动明显、统计随机性较大等困难, 我们对植物多样性丧失如何影响小型食草动物依然知之甚少。基于在青藏高原高寒草甸设置的长期植物物种剔除试验, 本研究于2016-2020年7-8月连续调查了植物物种剔除各处理中草原毛虫(Gynaephora alpherakiif)的数量, 分析了植物物种及功能群丧失对草原毛虫的影响。结果表明, 虽然时空差异及统计随机性是影响草原毛虫数量变化的主要因素, 但植物物种剔除介导的群落差异对草原毛虫数量的影响依然显著: (1)在各观测时段, 优势种线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的丧失导致群落中草原毛虫数量显著减少; 禾草类物种丧失也会减少草原毛虫数量, 但其影响仅在8月显著; (2)杂类草物种丧失通过增加群落中禾草物种多度, 可增加草原毛虫数量; 豆科物种丧失使莎草增多, 也会增加草原毛虫数量; (3)各植物功能群部分物种剔除并未显著影响草原毛虫数量。本研究证实了高寒草甸中草原毛虫数量会因优势植物嵩草和禾草的多度减少或禾草物种丧失而显著减少, 但群落总生物量、个体数和物种丰富度、豆科多度以及各功能群植物同比减少, 都对草原毛虫数量没有明显影响。这些结果说明在随机作用主导下, 植物群落中的特定功能群相对多度(而非物种多样性)变化深刻影响草原毛虫适合度, 进而影响生态系功能及服务; 未来生物多样性研究及草地虫害生物防控中应更多考虑统计随机性及植物功能多样性对小型食草动物的影响。     

广东省鸟类新记录及其与自然和社会经济因素的关联性

物种多样性的保护必须以充分了解地区物种资源的分布状况为前提。科研监测是传统而有效的数据获取手段, 但研究地点大多集中在自然保护区。公众观鸟记录活动扩大了物种数据收集的时空范围, 是科研监测的有益补充, 但观鸟活动开展的范围和强度受经济水平的影响明显, 呈现空间上的不均匀性。为明确自然保护地分布格局和地区经济水平对鸟类物种多样性记录的影响, 本研究以广东省为例, 对比了公众观鸟和科研监测所记录的鸟类物种分布地区差异。结果表明: 从2016年至2020年, 公众观鸟为广东省贡献了17种鸟类新分布记录和10种再确认记录, 但有100种历史科研监测记录的鸟类种类未记录到。线性回归分析结果显示: 广东各市地区生产总值(GDP)对于公众观鸟记录的鸟类物种丰富度具有最高的解释率(校正R² = 0.582), 而保护地面积则是科研监测记录的鸟类物种丰富度的主要解释因子。对于市级总体鸟类物种丰富度, GDP的解释率为保护地面积的4.2倍。研究结果反映了经济发展对公众观鸟活动的有力支撑, 促进了广东鸟类新记录的发现, 但也显示广东省目前的物种多样性地区分布信息存在一定偏差。建议根据各市经济发展水平和自然环境差异, 制定相应的物种多样性监测与保护措施, 并结合科研与公众力量各自的优势, 加强对物种多样性被低估地区的本底资源调查与监测。     

由演化不均衡性阐明中间过渡种缺失和大灭绝规模

地球区域气候差异造成物种演化不均衡性特点：在一些气候温暖湿润地带形成物种稳定区域,是新物种主要发源地,在一些寒冷干旱地带形成物种不稳定区域,物种演替较频繁和种类少。由物种演化不均衡性和化石分布不均衡性特点等,较好解释演化中间过渡种缺失和历史上大灭绝事件,即物种稳定区域化石缺失导致演化过渡种缺失．造成大灭绝事件统计上较大偏差。演化不均衡性对物种多样性和人类进化有重要意义。     

苔藓植物化石的研究进展及应用

苔藓植物化石为探索植物界物种进化发展和重建古气候环境提供了重要的科学基础。该文通过大量的化石资料,结合当今前沿科学技术和热点问题,从苔藓植物起源分化及物种多样性分布、形态表现及分子进化及古气候环境的重建等方面对该领域的研究成果进行了综述和总结。(1)苔藓植物起源于早古生代的赤道低纬度区,至少在奥陶纪时期就有了苔类与藓类的分化;其物种多样性总体上呈增加趋势,并具有低纬度区物种多样性高的特点,但个别地质年代苔类与藓类的物种多样性具有明显差异,凸显了二者对气候环境的敏感程度不同。(2)苔藓植物具有缓慢的形态和分子进化,其中苔类的进化速率相对较快。(3)对于显生宙古气候环境的变迁及重建,苔藓植物化石自身的形态特征、孢粉学和古分子化石的分析、以及碳和氧同位素的测量均提供了重要的科学依据。针对苔藓植物化石研究中存在的问题,作者提出了自己的观点。     

高寒矮嵩草草甸物种多样性与功能多样性对初级生产力的影响

自然生态系统中植物物种多样性是否随功能多样性变化而影响初级生产力的问题存在很大争议。在高寒矮嵩草草甸,对不同放牧强度、不同利用格局和土壤资源水平的4种生境（Ⅰ.畜圈：重度放牧、资源丰富;Ⅱ.牧道：中度放牧、资源适中;Ⅲ.人工草地：轻-中度放牧、资源贫乏;Ⅳ.封育草地：不放牧、资源贫乏）中物种多样性与功能多样性的变化及其对初级生产力的影响进行了研究。结果表明：物种多样性在牧道生境最高,符合中度干扰理论的预测;人工草地物种多样性低但功能多样性却最高;封育草地物种多样性和功能多样性均较高;物种多样性与地上生物量呈正相关,而功能多样性则与地上生物量呈负相关。表明功能多样性不随物种多样性而变化,二者可能在一定程度上是相互独立地作用于生产力的。群落生产力和生物多样性受生境资源、物种特征、放牧历史和放牧强度等因素的综合影响。     

地层古生物研究辅助绘图软件StratDraw 1.0

为了减少绘制化石延限图的误差和工作量,设计了StratDraw1.0,自动对化石延限资料进行汇总,并借助于专业矢量绘图软件CorelDraw,自动生成初始延限图。在此基础上,可利用CorelDraw做各种编辑和修饰,获得可直接出版的化石延限图。该软件也可根据用户的选择对化石种级、属级或更高分类单元的地质延限进行自动绘制,借助于这一功能,用户可以直观地进行生物宏演化方面的数据统计。     

“物种”与“个体”:究竟谁是生物多样性保护的恰当对象?

生物多性保护实践涉及到两大基本问题:一是我们要保护的是什么,二是我们优先保护什么。从保护对象的角度看,物种和个体均不是生物多样性保护的恰当对象,准确的目标是“物种多样性”。所有的物种都在物种分化程度与分化时间上千差万别,从而导致不可能有统一的标准去划分不同的物种。从多样性或者说物种多样性的目标出发,作为保护对象的物种必须是独立进化的单元,同时,它必须有一个可操作的、相对合理的界定方法,而整合分类法可能就是一条极具吸引力的道路。生物分类学家应当尽可能利用整合分类思想和整合方法,建立可操作的、相对合理的物种概念和优先保护级别划分体系,以避免实际工作中的冲突与困境,更好地服务于生物多样性保护事业。     

山西平陆黄河湿地植物分类学多样性

传统的物种多样性通常使用物种数量指标α和β等多样性指数进行测度,由于其对取样和样本大小有依赖关系且极其敏感,因此取样方法的不同会对多样性的结果产生显著影响。分类学多样性方法基于分类学系统关系测量物种多样性,弥补了传统方法的不足,同时面对各种变量和不受控制的取样具有稳健性,同时也考虑了集合的分类学均匀度。不仅能反映植物群落多样性,还能间接反映环境与扰动间的关系,用于识别生态系统或生境是否处于退化阶段。为了探究平陆黄河湿地的物种多样性,检验分类学多样性方法在植物生态学方面的应用,选取了16个样地进行植物调查,并结合历史资料整理了种子植物名录,结果表明平陆黄河湿地共有植物368种,隶属于36目67科213属。含种最多的科为菊科和禾本科,分别为54种和45种。应用平均分类学差异指数(Δ+)和分类学差异变异指数(Λ+)研究了各样地的植物物种多样性:Δ+和Λ+的理论平均值分别为74.24和480;位于三门峡大坝上游和下游的样地和不同群落类型的分类学多样性均没有显著差异(P0.05)。受人类干扰较大的车村和鳖干平均分类学差异指数值显著较低,Δ+分别为62.28和67.41,位于95%的置信漏斗外;而水分条件较好且人为干扰较少的南沟渡口和三湾湖平均分类学差异指数值最高为分别81.30和79.94。车村的分类差异变异指数值最高为814.44,其物种在不同分类阶元分布最不均一,涧北的分类差异变异指数值最低为423.31,其物种分布相对较均一。传统的多样性方法难以全面的反映某个区域的物种组成、分布和多样性,此外分类学多样性的高低与物种数量的多少没有一定的相关关系,Δ+与S、Λ+与S的相关关系分别为-0.257和-0.187(P0.05)。耕作、生态旅游、日常活动等人为干扰因素可能是造成平陆黄河湿地分类学多样性降低及物种在不同分类等级间分布不均匀的主要原因。     

我国东北三省自然保护区物种保护价值评估

自然保护区作为保护生物多样性最主要的手段之一,得到了世界各国的重视。如何科学客观地评价自然保护区的保护价值,并依据保护价值对其进行分类管理是当前我国自然保护区建设与管理的重要课题之一。以我国东北地区40个国家级自然保护区为研究对象,分别对其物种多样性保护价值和遗传种质资源保护价值进行了评估。通过选取物种的濒危性、特有性和保护等级等指标来计算野生动植物的多样性保护价值;选取分类独特性、近缘程度和濒危性等指标来计算遗传种质资源保护价值,进而计算出各自然保护区的综合物种保护价值。研究结果显示:该评价方法能够很好的反映自然保护区生物多样性及其各个层次和类群的保护价值,能够较准确地识别其物种保护优先性。不同自然保护区其保护价值存在一定差异;同一自然保护区中野生动物与植物之间的物种多样性保护价值没有显著差异,但其野生动物与植物之间的遗传种质资源保护价值存在一定差异性;绝大多数自然保护区其植物遗传种质资源保护价值大于动物遗传种质资源保护价值;虽同为国家级自然保护区,其综合物种多样性保护价值差异很大。吉林长白山国家级自然保护区、吉林珲春东北虎国家级自然保护区、吉林松花江三湖国家级自然保护区的综合保护价值显著高于同类型的其他自然保护区,而辽宁章古台国家级自然保护区、黑龙江双河国家级自然保护区和黑龙江三环泡国家级自然保护区的综合物种保护价值较低,不同类型自然保护区之间其综合保护价值则没有明显差异。该评价方法能较好地进行自然保护区物种保护价值评价,并用于进行自然保护区之间的比较,并不会因自然保护区所处生境、所分布物种不同而产生评价结果上的偏差;该方法在对自然保护区遗传种质资源部分的计算方面需要进一步完善;总体上来说该评价方法不会因自然保护区类型的不同产生差异;今后在对东北地区自然保护区管理分类研究中可将此评价结果作为参考,并作为评价该地区自然保护区能否晋升为国家级自然保护区的辅助工具。这在一定程度上减少了人为主观性,具有较大可行性。     

阿尔泰山两河源牧区草地群落生物量及物种多样性

群落生物量和物种多样性是表征草地生态系统数量特征的重要指标。该研究以新疆阿尔泰山南麓两河源放牧区草地为研究对象,利用样方法对两河源不同放牧区的草地植被进行调查,分析研究区生物量和物种多样性变化,探讨二者与环境因子之间的关联性,为草地群落物种保护以及草地可持续利用提供理论依据。结果表明：(1) 两河源不同牧区间群落盖度、高度、植株密度、地上生物量和单位盖度生物量存在差异。(2) 两河源牧区草地群落地上生物量与群落盖度、植株密度呈显著正相关关系(P<0.05),且地上生物量主要受草地群落盖度的影响;不同牧区的物种多样性指数有一定差异,但物种分布相对均匀。(3)两河源牧区草地群落生物量及物种多样性主要受气温和降水的影响。     

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。     

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。     

资源互补效应对多样性-生产力关系的影响

许多有关物种多样性-生态系统功能关系的观察、理论和实验研究都表明, 在局域尺度范围内, 植物种多样性对生态系统生产力存在正效应。 然而, 对于促成这种关系的潜在生态学机制却缺乏足够的了解。 该实验利用9种一年生栽培牧草, 采用各物种单播及混播的方法, 构建不同多样性梯度的实验群落, 对物种多样性与生态系统生产力的关系及资源互补效应对系统生产力的影响进行了研究。 结果表明, 在一年生植物群落内,植物种多样性在一定程度内对系统生产力存在正效应, 物种多样性与生产力呈二次函数关系, 关系式为y = -98.449x² + 1 039.2 x - 42.407, (R² = 0.423 1)。 各物种在资源利用、生长速度和竞争能力等功能特征方面存在较大差异, 最高产物种和最低产物种间产量相差5.8倍。 在同一多样性梯度内, 不同物种组合的群落间生产力和互补效应也存在较大差异, 说明物种的成分对生态系统生产力也有重要影响。 同时,在混播群落中程度不同地存在着资源的互补性利用, 说明物种多样性对系统生产力有增强作用, 但相关分析表明, 互补效应和物种多样性间不存在显著相关关系。互补效应的4种计算方法所反映的资源互补程度有所不同, 每种方法各有利弊, 在对系统的多样性效应作用机制进行评价时, 应根据具体情况, 同时采用几种方法, 以利于对资源互补效应做出恰当的估测。     

吉林蛟河针阔混交林林层结构对生产力的影响

探讨不同林层物种多样性和林分结构与森林生产力之间的关系,为森林可持续经营管理策略优化提供理论支持。以吉林蛟河30 hm²针阔混交林固定监测样地中的38432株木本植物的野外调查数据为研究对象,利用结构方程模型探讨了不同林层物种多样性和林分结构多样性对森林生产力的作用机制。结果表明：（1）林冠层林分结构多样性和生产力之间呈负相关关系,路径系数为-0.138;林下层林分结构多样性和生产力之间呈正相关关系,路径系数为0.083。（2）林冠层物种多样性和生产力之间呈正相关关系,路径系数为0.099;林下层物种多样性和生产力之间关系不显著,且物种多样性在林冠层和林下层呈正相关关系,路径系数为0.147。物种多样性和林分结构多样性与森林生产力之间不存在唯一的关系,这种关系的大小、方向和潜在机制与林层有关。为此,在森林经营过程中要充分考虑不同林层物种多样性和林分结构多样性与森林生产力之间的关系。     

扬州泰州国际机场鸟类多样性及鸟击防控

鸟类群落多样性研究对机场鸟击防控有重要意义。国内机场现今均采用物种丰富度和均匀度等传统物种多样性指标来评价机场周边地区的鸟类群落,该方法缺乏物种的生态系统功能和系统发育相关信息。为阐明机场鸟类群落多样性特点,本文以扬州泰州国际机场为研究区域,进行为期一年的调查,从物种多样性、功能多样性、谱系多样性三个层次来研究。本研究共记录鸟类71种,隶属13目33科,雀形目鸟类物种数最多,其次为鸻形目。从居留型看,候鸟较多;从区系上看,广布种鸟类最多,古北界和东洋界鸟类都较少。春季的FRic高于其他季节,春、夏季的FEve和FDis高于秋冬季。FDiv在季节间无显著性差异,群落物种的离散程度差异较小,季节变化对FRic、FEve、FDis具有显著影响。各生境的FRic、FEve、FDiv无显著差异,FDis在湿地与草坪间存在显著性差异。栖息地类型的交错分布支持多种功能性状的鸟类,使得各生境的鸟类功能分布无显著差异。谱系多样性分析发现,鸟类群落呈现谱系发散趋势。结合鸟类多样性指数、分布系数及重要值,严重危险鸟类有6种,包括斑嘴鸭(Anaszonorhyncha)、珠颈斑鸠(Spilopeliachin...     

天目山物种多样性尺度依赖及其与空间格局关系的多重分形

以浙江省天目山国家级自然保护区为例,采用多尺度分析思想,利用多重分形分析方法,研究了不同尺度下物种多样性的变化、空间分布格局以及多样性与空间格局之间的关系。研究主要得到3方面的结论：（1）物种多样性具有尺度依赖性,随着空间尺度的增大,Shannon-Wiener多样性指数Ⅳ增大,Margalef多样性指数足和均匀度指数E减小;（2）多重分形参数αmin。多重分形谱的变化范围SR等能够定量反映物种的空间分布特征,空间大尺度越大,物种越聚集,空间分布越不均匀;（3）物种多样性与空间格局存在线性或幂函数关系。研究表明多重分形分析定量描述物种空间格局是有效性的,多重分形参数与生物多样性之间的定量关系为研究物种空间格局、生态属性与尺度之间的关系奠定了基础。因此,分形结合传统方法,在生物多样性方面的研究将有很大的潜在价值。     

浙江大雷山夏蜡梅群落植物物种多样性及其与土壤因子相关性

分别采用物种丰富度、物种多样性指数和群落均匀度等指标对浙江省大雷山夏蜡梅群落植物物种多样性进行测定,并通过相关分析对各种指数与土壤因子的关系进行研究。据10个样地统计,共有维管植物74科、165属、193种。从种子植物属的地理成分来看,温带分布的类型居多。不同群落木本植物的物种丰富度和多样性指数以杉木+木荷林最高,群落均匀度以杉木林最高,毛竹林的各项指数最低。草本植物的物种丰富度以杉木+马尾松林最高,杉木林最低;多样性指数和群落均匀度以竹林最高,短柄枹+格药柃林最低。在不同群落的垂直结构中,乔木层的物种丰富度和多样性指数均小于灌木层,草本层的物种多样性在不同群落间变化较大。相关分析表明,夏蜡梅群落物种多样性与土壤有机质含量相关性较大,其中,木本植物物种多样性与有机质含量显著正相关,草本植物与有机质含量显著负相关。     

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。