群落构建的中性理论和生态位理论

物种共存和生物多样性维持一直是生态学研究的中心论题。基于物种生态位分化的群落构建理论已经发展了近一个世纪, 但我们对群落构建和生物多样性维持的机理仍然不清楚。近年来, 群落中性理论以其简约性和预测能力成为群落生态学研究的焦点, 但由于其“物种在生态功能上等价”的假设与大量研究结果相悖, 同时对自然群落结构的准确预测也只限于少数的生态系统, 因而饱受质疑。如今, 越来越多的生态学家认为群落构建的生态位理论与中性理论之争的最终归宿应该是二者的整合。 在本文中, 我们在简要回顾生态位理论和群落中性理论发展的基础上, 分析二者之间的主要分歧和互补性, 试图梳理二者整合的途径。我们认为, 尽管中性理论的发展极大地丰富了群落构建理论, 但二者的整合尚处于初级阶段; 群落构建零模型假说、中性—生态位连续体假说、随机生态位假说等都不失为有价值的尝试, 今后需要在其他类型的生态系统中进行实验验证, 以更好地理解确定性过程和随机过程在决定群落构建和生物多样性维持中的作用。     

三峡大老岭山地常绿落叶阔叶混交林林隙干扰研究II.林隙干扰的地形格局

 根据对三峡大老岭地区山地常绿落叶阔叶林林隙的调查结果,运用多种方法定量分析和检验了5种地形要素对林隙和3类林隙形成木(GM)各方面特征的空间格局的影响。结果反映了地形对林隙时空格局的影响,和不同类型林隙形成木的响应特征：1）林隙干扰随海拔上升、坡度增大、坡位从山脊到沟谷、坡形由凸到凹而加剧;坡向影响的规律不明显。林隙特征对各地形因素梯度有显著的响应,其中扩展林隙面积、林隙高度、GM数量、种数以及平均胸径是反映地形影响的敏感指标。2）GM的平均胸径、最大胸径和扩展林隙面积与海拔显著正相关;GM平均胸径还与坡位正相关;GM数量沿N→S的坡向梯度减少,而随坡度增大及坡形由凹转凸而增加;GM种类沿坡度和坡形梯度有相同的变化趋势。林隙高度（亦即植被高度）随海拔和坡度增大而减小,但随坡位上升而增大。地形要素对林隙高度和GM平均胸径的空间格局的贡献最大,分别达到75.9%和67.0%。3）折干特征的空间格局受海拔和坡位的显著影响;枯立木的分布特征主要受小地形的坡位和坡形控制;影响翻倒木的最根本地形因素是坡度。     

湖北无心菜属(石竹科)一新种——神农架无心菜

描述了湖北省神农架地区发现的石竹科一新种——神农架无心菜Arenaria shennongjiaensis Z. E. Zhao &; Z. H. Shen,并绘出了线图。该种与秦岭无心菜A. giraldii (Diels) Mattf.相近,为柔弱草本,具纺锤形块根,花瓣顶端齿裂;不同之处在于其茎有1列腺毛,花瓣顶端具4齿裂,裂片又2浅裂。     

基于种群分布地形格局的两种水青冈生态位比较研究

提出了根据不同植物种在地形梯度上的分布格局测度和比较其生态位的思路.将地形分解为海拔、坡向、坡位和坡度4个属性指标,作为多维生态位空间的环境梯度轴.根据对三峡大老岭地区米心水青冈(Fagusengleriana)和亮叶水青冈(F.lucida)群落样方及其地形因子调查,分析了两个种的多维生态位宽度及种间的生态位重叠.结果1)大老岭米心水青冈种群的生态位宽度总体上大于亮叶水青冈.亮叶水青冈在坡向梯度上的生态位较宽;米心水青冈在海拔、坡位和坡度梯度上的生态位较宽;2)两个种在海拔、坡向、坡位和坡度梯度上的生态位重叠度分别为0.259、0.831、0.670、0.676,其总体重叠度为0.087;3)亮叶水青冈和米心水青冈分布的海拔范围分别为1300～2000m和1450～2600m.米心水青冈主要分布于NW80°～NE80°之间的阴坡和半阴坡;亮叶水青冈集中于NW20°～SW10°和NE20°～SE10°的半阴半阳坡.亮叶水青冈不见于沟谷底部,其重要值随坡位上升而增大;而米心水青冈在湿润稳定的中、下坡位重要值最高.米心水青冈适应的坡度范围很宽,主要在20°～40°;而亮叶水青冈集中在35°～45°的坡度范围.上述结果表明在景观尺度上,采用地形因子表征植物多维生态位空间的梯度特征是一个有效而可行的途径,能够很好地反映两种植物生态位的差异.最后讨论了不同尺度上生态位测度的相互验证问题.     

中国西南干旱河谷植被的区系地理成分与空间分异

根据对云南、四川、甘肃三省九条主要河流干旱河谷的植物群落调查数据, 对我国西南干旱河谷维管束植物区系的科、属分布区类型进行划分, 并分析其地理分布格局。结果表明: (1)西南干旱河谷区的植物区系地理成分复杂, 联系广泛, 共包含11个科级和15个属级分布区类型; 总体上, 科、属两级热带/温带成分比例分别为3.06和1.77, 显示了强烈的热带区系亲缘及温带区系的后期影响; 与地中海-西亚至中亚植物区系存在一定联系; 其东亚成分和中国特有成分比例低于亚热带区系平均水平, 且中国-喜马拉雅成分比例高于中国-日本成分。(2)从西南向东北方向, 植物区系的热带性质逐渐减弱, 温带性质逐渐增强; 科、属水平区系成分与古地中海-中亚区系的相似性逐渐增强; 东亚和中国特有成分比例增加; 南盘江与元江的干旱河谷植物区系之间存在中国-日本和中国-喜马拉雅成分的分界线。(3)根据干旱河谷植物属区系成分的比例构成将怒江、澜沧江和元江与其他流域分开, 显示了长江溯源侵蚀和水系合并对西南诸河流植物区系发育的影响。     

气候变化情景下基于最大熵模型的中国西南地区清香木潜在分布格局模拟

清香木(Pistacia weinmannifolia)是中国西南干旱河谷植被的特征种。本文利用野外调查的165个清香木分布点信息以及22个环境变量数据, 基于最大熵(Maxent)算法构建清香木分布的适宜生境预测模型, 并据此模拟清香木在我国西南地区的适宜分布区, 以及历史和未来不同气候情景下的分布格局变化。结果表明: 清香木生境预测的Maxent模型准确性非常高(AUC = 0.974), 温度季节性变化、极端低温和降水量是限制其分布的主要气候因子。清香木当前的潜在分布区集中在我国西南干旱河谷区, 其适宜生境的气候特征是降水少、温度季节性变化小且无极端低温。对清香木在末次间冰期和末次冰盛期分布的模拟结果表明, 其分布区范围均以诸大江河的河谷为中心, 随气候变化在我国西南地区主要呈现先向东扩张, 然后向西退缩的趋势, 并印证了“冰期走出横断山(glacial out-of-Hengduan Mts.)”的观点。在未来(2061-2080年) 3种典型浓度路径(representative concentration pathway, RCP)的气候情景下, 清香木在我国西南地区的分布都向东扩张, 主要分布在云贵高原与四川盆地结合地带的河谷, 以及云贵高原与广西西部交界地带的河谷中, 这也反映了这些地区河谷地段干旱化的可能, 而当前的潜在分布区趋于消失; 清香木的潜在适宜分布面积在中低浓度路径情景下均将减少约33%, 而在高浓度路径情景下有所增加。     

金沙江干旱河谷植物群落的数量分类及其结构分异的环境解释

植物群落的空间分异格局是异质生境条件下物种性状、种间相互作用等生态学过程共同作用的结果, 对其分析有助于深入理解群落构建进程。本文基于金沙江流域干旱河谷116个样点562个样方的植物群落调查数据, 采用自适应仿射传播聚类的方法进行群落数量分类, 运用莫兰特征向量地图, 和方差分解的方法对影响群落结构的空间和环境因子进行分析。结果表明: (1)自适应仿射传播聚类将金沙江干旱河谷的植物群落分为30组, 可归为7个植被型, 23个群系, 以稀树草原(30.0%)、暖性落叶阔叶灌丛(55.7%)为最主要的植被类型。(2)年均温和干燥指数是限制金沙江干旱河谷植物群落分布的主要环境因子。稀树草原、肉质灌丛、常绿阔叶灌丛是典型的干热河谷植被类型; 暖性落叶阔叶灌丛、常绿硬叶林是干暖河谷植被的优势类型; 暖性针叶林、落叶阔叶林则主要在干温河谷环境占优势。(3)纯环境因子可以解释群落物种组成变化的5.5%, 纯空间因子可以解释的物种组成变化为22.5%, 有空间结构的环境因子部分为6.6%, 未解释的部分为65.4%。在诸多环境因子中, 年均温及干燥指数的不同显示了不同群落生境的重要差异, 并显著影响到群落的分布格局。大尺度的空间因子则主要通过地理隔离对群落结构的差异产生影响。     

《中国植被志》的植被分类系统、植被类型划分及编排体系

植被志(vegegraphy)是基于植被调查资料, 全面记叙植被的群落外貌、种类组成、结构和功能、生境条件, 以及地理分布等特征, 并对同类植被进行归纳和总结的志书。“植被志”的英文译为“vegegraphy”, 是本文的新造词, 它是由“vegetation”的词头“vege-”和英文后缀“-graphy” (记叙之意)组成的合成词。《中国植被志》的研编是一项时间紧迫、内容复杂、工作量浩繁的重大科学工程。它的完成将极大提升中国植被科学和生态学的研究水平, 并为中国植被资源的合理利用、生物多样性保护及生态环境治理等提供不可或缺的基础资料。本文首先简述了植被的基本特征(主要包括外貌特征、种类组成、群落结构以及动态变化等)和国内外植被调查的进展情况, 简要回顾了中国植被分类系统的研究历史, 并对以往的分类系统进行了若干修订。在此基础上, 着重讨论并提出了《中国植被志》卷册编排体系和用于《中国植被志》研编的植被类型划分方案。在对植被分类系统的修订方面, 主要对高级分类单位及相对应的英文名称进行了讨论和修订。按照本文修订的分类系统, 中国植被的分类单位及其对应的英文名称分别是: 植被型组(Vegetation Formation Group)、植被型(Vegetation Formation)和植被亚型(Vegetation Subformation)、群系组(Alliance Group)、群系(Alliance)和亚群系(Suballiance)、群丛组(Association Group)以及群丛(Association)。在植被型组中, 划分为9类: 森林、灌丛、草本植被、荒漠、高山冻原与稀疏植被、沼泽与水生植被、农业植被、城市植被及无植被地段。关于《中国植被志》的卷册编排和“植被类型”划分, 首先按高级分类单位——植被型划分相应的“卷”; 在此框架下, 模糊“植被亚型”、“群系组”和“群系”的概念, 确定“植被类型” (Vegetation type), 并将其作为植被志各卷中的“册”。这样处理不仅保证了研编工作的可操作性, 也保持了同一卷册中特定植被类型的完整性。《中国植被志》编排体系中的“植被类型”的划分很重要, 它是指具有相同建群种及相同优势类群(如种、属)的植被组合, 但它不是严格意义上的植被分类单位。“植被类型”的划分遵循“优势类群及生活型的同一性, 生境条件的相对重要性, 植被特征及用途的差异性, 以及突出植被志的应用性”等原则。按该编排体系, 《中国植被志》将由48卷约110册组成。     

四川都江堰龙池地区珙桐群落生态初步研究

对四川都江堰龙池地区珙桐群落进行样方调查,并调查了散生的珙桐种群。分析了珙桐群落的植物区系构成;从样方的物种构成、重要值排列、群落结构三方面的相似性来分析并划分珙桐群落类型,并讨论群落不同层次及结构因子间的相关性;比较不同珙桐群落中乔木层常见种的径级结构,探讨珙桐在群落中的地位及更新状况与群落演替进程间的关系;对本地珙桐的有性和无性繁殖特征进行分析,并与都江堰、湖北鹤峰、五峰的珙桐种群的径级结构作     

地形对亚热带山地景观尺度植被格局影响的梯度分析

用 7个指标反映三峡大老岭地区森林群落生境的地形特征 ,采用 DCCA排序方法定量分析不同地形因子对亚热带山地森林植被格局的影响及它们各自的生态意义 ;并分析它们的作用强度沿海拔的变化。结果表明 :1)DCCA排序的前 4个轴分别与海拔、坡位和坡度、坡向和坡面显著相关 ;山地森林植被存在多重尺度和方向的分异格局 ;2 )山地森林群落样方生境的热量、水分 (养分 )和光照条件可主要由海拔、坡位和坡度、坡向等地形特征分别反映 ;3)在垂直梯度上 :海拔的影响在海拔 6 0 0～ 80 0 m和 15 0 0～ 170 0 m最大 ;坡向影响的峰值在山顶带 ;坡度、坡位与坡形的影响在山地中部影响最大 ,其中坡度在海拔 6 0 0 m以下的影响也很显著 ;坡面的影响在山地中部最显著。