河南省自然林草本层植物群落β多样性及其影响因素

对反映不同群落间物种组成的时空差异或变化的β多样性及其组分开展研究,有助于提高对群落结构及其维持机制的理解和认识。森林草本层是森林群落和森林生态系统的重要组成部分,尽管对林下草本层植物群落β多样性已有一些相关研究,但关于β多样性的组分(如物种周转和嵌套组分)的相对比例、影响因素及其影响程度等方面仍缺乏统一认识。该研究基于河南省168个自然林样地草本层植物群落调查数据资料,通过Jaccard相异性指数、方差分解等方法分析河南省自然林草本层植物群落β多样性格局,并量化空间距离、环境因素和物种丰富度等影响因素对其β多样性的相对贡献。结果表明:(1)自然林草本层植物群落总β多样性的Jaccard相异性指数为0.94,主要来源于物种周转组分(占总β多样性的96.8%)。(2)自然林草本层植物群落总β多样性及物种周转组分随空间距离增加呈显著增加趋势,而嵌套组分随空间距离增加呈显著减少趋势。(3)Mantel检验显示空间距离、环境因素和物种丰富度对自然林草本层植物群落总β多样性均具有显著影响,其中环境因素影响最大,空间距离影响次之,物种丰富度影响最小;方差分解结果进一步显示空间距离、环境因素和物种丰富度共分别解释了总β多样性及其周转组分27.14%、20.35%的变异,其中环境因素可以单独解释的变异最多(分别占总β多样性的10.62%和周转组分的9.35%)。该研究有助于增强对自然林草本层植物组成变化规律及其影响因素的认识,进而为森林植被保护管理和生态修复提供坚实的科学基础。

百山祖国家公园植物群落α和β多样性对海拔梯度的响应

物种多样性对海拔梯度的响应是全球气候变化背景下生态学研究的热点。为探究钱江源-百山祖国家公园百山祖园区(以下简称百山祖国家公园)内的植物群落物种多样性沿海拔梯度的变化规律,采用样带法在百山祖国家公园设置一组三条连续海拔梯度样带,连续海拔垂直样带相较非连续海拔分布的样地具有更多的优势,它具有更精确的检测能力和更灵敏的检测手段,能够更好的对任意海拔位置上物种、群落和生物多样性的变化及其机制进行研究。所建设样带宽30 m,总长3210 m,海拔范围为636.3—1928.04 m,总面积为9.63 hm^(2),在样带中进行植物群落每木调查。调查样带内所有胸径≥1 cm的木本植物个体,记录种名、胸径等,分析植物群落α和β多样性对海拔梯度的响应。结果表明:在三条样带上,共记录木本植物260种、69914个个体,隶属于55科109属。物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数与海拔梯度均呈显著负相关关系。地形因子中海拔对物种α多样性影响最大,坡度次之,坡向对α多样性影响较小。随着样地间海拔距离的增大,样地间β多样性指数(Jaccard相似性指数)都与样地间海拔距离呈显著的负相关关系,即群落的Jaccard相似性指数随着样地间海拔距离的增大而减小,植物群落β多样性与海拔、坡度、坡向均呈显著的相关关系,其中海拔的影响最大,坡度次之,坡向的影响较小。在海拔梯度上物种β多样性的周转组分占主导地位,各植物群落物种组成差异由物种更替控制。研究结果为今后百山祖国家公园及其他亚热带山地生物多样性保护、山地生态系统多样性和稳定性维持政策制定提供了科学依据。

青岛不同城市公园木本植物对群落β多样性的贡献

为衡量城市公园中木本植物的分布及物种构成对城市绿地生态系统植物多样性的影响和重要性,以青岛太平山公园及其周边小型公园的木本植物群落为研究对象,运用植物群落二元丰富度的方差分解法探讨物种对研究区域β多样性的贡献(SCBD)和样地对研究区域β多样性的贡献(LCBD),进一步分析了单一物种、不同科类、不同植物类型及不同园区对β多样性的相对重要性。主要结果:单一物种对群落β多样性的影响与其在不同园区出现的机会相关,出现频数过高的优势树种和出现频数过低的弱势树种对群落β多样性的贡献均较低,而出现频数居中的树种如朴树(Celtis sinensis)、榉树(Zelkova serrata)、黄连木(Pistacia chinensis)等木本植物对群落β多样性的贡献最高;木本植物群落中的优势科如蔷薇科(Rosaceae)、柏科(Cupressaceae)、松科(Pinaceae)、无患子科(Sapindaceae)对群落β多样性有重要贡献,其科类下的物种组成数量较高,同时物种独特性程度也较高;青岛城市公园的木本植物类群以落叶阔叶树种为主,从整体上看,落叶植物的SCDB值高于常绿植物,阔叶植物的SCDB值高于针叶植物,但从个体水平上看,落叶树种的SCBD平均值低于常绿树种,阔叶树种的SCBD平均值低于针叶树种,虽然常绿植物或针叶植物的物种丰富度较低,但物种独特性较高,具有较高的保护价值;中中山公园对群落β多样性的贡献度最大,LCBD值与园区的物种丰富度呈正相关关系。应加强保护物种丰富度较高的公园,同时利用不同园区的环境异质性增加木本植物的独特性这对保护城市绿地植物多样性具有重要价值。

浙江遂昌马尾松林物种和谱系β多样性驱动因子分析

生境过滤和扩散限制是影响森林群落间物种组成差异(β多样性)的主要生态过程。为了探究生境过滤和扩散限制对亚热带马尾松(Pinus massoniana)群落物种和谱系β多样性的相对贡献,该文以浙江省遂昌县37个马尾松林样地为研究对象,结合物种和谱系β多样性分析,探讨了影响群落间物种组成差异主要生态机制;通过计算群落内物种β多样性指数(Bray-Curtis指数)和谱系β多样性指数(Dnn指数和Dpw指数),分析土壤、地形等生境因子和地理距离与物种和谱系β多样性之间的相关性,并通过方差分解分析生境因子和地理距离对物种和谱系β多样性的相对作用大小;此外,还进行了不同径级和生长型的上述相关性分析和方差分解。结果表明:(1)Bray-Curtis指数与土壤、地形因子和地理距离均显著正相关,Dnn指数仅与地理距离显著正相关,Dpw指数与土壤因子和地理距离均显著正相关。(2)环境因子对Bray-Curtis指数和Dpw指数的解释度均高于地理距离的解释度。(3)从物种多样性角度来说,生境因子对不同生长阶段Bray-Curtis指数的解释度均高于地理距离的解释度;从谱系多样性角度来说,地理距离对幼树阶段的Dnn指数和Dpw指数的解释度更高,生境因子则对成树阶段的Dpw指数的解释度更高。由此可以推论,生境过滤是驱动该地区马尾松林物种和谱系β多样性的主要生态机制,扩散限制仅在幼树阶段对马尾松林谱系β多样性起主导作用。

南亚热带河流底栖硅藻β多样性及其对空间距离与环境梯度的响应——基于广义非相似性模拟的分析

β多样性指不同生境间群落物种组成的差异,其空间格局及影响因素是生物多样性维持研究的重要内容。以典型的南亚热带中小型河流—广州流溪河为对象,在对底栖硅藻进行季节调查的基础上,采用Baselga对β多样性的分解框架,基于Sørensen相异性系数将底栖硅藻的β多样性分解为周转和嵌套两个组分,运用广义非相似性模拟(Generalized Dissimilarity Modelling,GDM)分析了空间与环境因子对β多样性及其组分的影响。结果表明:底栖硅藻β多样性、物种周转和嵌套组分无明显季节差异,物种周转是流溪河底栖硅藻β多样性的主要组分(>75%);环境与空间过程共同影响流溪河底栖硅藻β多样性和物种周转组分格局,但环境选择是主要的驱动因子;与枯水期相比,丰水期的空间因素对β多样性和物种周转组分的影响程度降低。作为一种非线性距离回归方法,GDM能较好地识别底栖硅藻β多样性及其组分对环境梯度和空间距离的响应。

地震滑坡体恢复后植物β多样性格局及其环境响应

该研究以龙溪-虹口国家级自然保护区内11个典型地震滑坡体为研究对象,采用非度量多维尺度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)初步探讨了β多样性海拔格局,并运用Mantel检验和基于距离矩阵的多元回归方法(MRM)进一步分析不同生态因子对群落β多样性变异的贡献,以揭示地震干扰后滑坡体植物群落β多样性的响应机制及生物多样性形成和维持机制。结果表明:(1)随着海拔的升高,木本植物β多样性表现出单调递减格局,而草本植物β多样性则表现出“U”形变化格局,滑坡体植物群落组成和结构在海拔梯度上存在显著的差异(P<0.001)。(2)草本植物和木本植物β多样性与地理距离、海拔距离、局地生境差异均呈显著递增趋势(P<0.001),地理距离和海拔距离是引起群落物种组成变化的关键因子,且海拔距离的重要性均大于地理距离。(3)地理距离和生境差异作为主导因子,分别共同解释了木本和草本β多样性变异的61.52%和40.91%,且环境差异单独解释率均大于地理距离单独解释率。(4)环境差异和地理距离对木本植物β多样性的作用均强于草本植物。研究认为,生境过滤和扩散限制共同影响着地震滑坡体植物群落的β多样性格局,且生境过滤所起作用更为显著。

烟威近海鱼类群落分类β多样性及其组分空间变化的驱动因素分析

β多样性是区域生物多样性研究的重要方向,根据2020年在烟威近海的底拖网调查数据,采用Mantel检验分析和冗余分析(RDA)等方法,对驱动烟威近海鱼类群落β多样性及其组分的环境因素和空间距离进行了研究。结果显示,烟威近海调查共出现鱼类33种,其中优势种有3种,鱼类群落的β多样性均值为0.711~0.737,整体处于较高水平;全部鱼类群落和弱扩散鱼类群落β多样主要以物种替换(周转)组分为主,强扩散鱼类群落β多样性由丰富度差异(嵌套)组分来解释;空间距离和环境因素共同驱动烟威近海鱼类群落β多样性,离岸距离OD是影响烟威近海鱼类群落β多样性的关键因素,地理距离GD是物种替换的决定性驱动因子,环境因子影响了弱扩散鱼类群落的丰富度差异。表明空间距离驱动烟威近海鱼类群落β多样性的作用强于环境过滤,扩散限制是其β多样性的关键影响因素,研究结果可为烟威近海生物多样性保护提供理论依据。

北京东灵山地区植物群落多样性的研究 Ⅺ.山地草甸β多样性

根据所调查的１３个样地的１４３个样方资料，应用二元属性数据和数量数据对东灵山草甸群落的β多样性进行了初步研究，发现不论是第１号样地与其它各样地之间的β多样性，还是相邻两样地之间的β多样性，Ｗｉｌｓｏｎ－Ｓｃｈｍｉｄａ指数（ＢＴ）和首次根据群落相似系数的Ｊａｃｃａｒｄ指数（ＣＪ）及Ｓｏｒｅｎｓｏｎ指数（ＣＳ）而推导的两个β多样性指数（ＢＣＪ和βＣＳ），在反映群落随海拔梯度变化而变化方面趋于一致，较好地反映了不同生境梯度上群落的差异。而根据Ｃｏｄｙ等β多样性测度方法所测度的结果则波动较大，表明相邻群落间物种替代速率变化悬殊，反映了东灵山草甸受人类活动的影响已引起了生境的破碎化，从而导致了群落的β多样性增加。

长白山北坡植物群落β多样性分析

β多样性可用于分析不同生境间的梯度变化。应用 Cody指数对长白山北坡不同海拔群落的β多样性的测度表明 ,Cody指数可以较好地反映群落间的关系 ,β多样性较大的几个峰值恰好是不同植被类型间的分界。不同取样面积下对群落β多样性的测度表明 ,群落间的β多样性随取样面积的扩大而下降 ,但并不是简单的线性下降 ,6 4 m2 是取样面积的一个临界尺度 ,大于或小于这一取样面积 ,其结果会有较大差异。群落间的β多样性随群落间海拔差的增加而增大。海拔差为 80 0 m和 1 2 0 0 m是两个明显的尺度界限 ,海拔差大于或小于这两个界限 。

人类工程对青藏高原北部草地群落β多样性的影响

β多样性多用于分析区域生境的分异程度和植物物种被替代的程度。应用 Whittacker指数 (βws)和 Cody指数 (βc)分析了青藏公路对青藏高原北部草地植物群落 β多样性的影响。研究表明 :原生群落和恢复群落 (修建公路的迹地上天然次生的群落 )的 βws和 βc均于取样面积的大小密切相关 ,βws随取样面积的增加而减少 ,趋于稳定的取样面积是 8m2以上 ,而 βc随取样面积的增加而增加 ,趋于稳定的取样面积为 16 m2。因此 ,16 m2是研究青藏高原北部草地群落物种替代时取样的临界面积。原生群落与恢复群落相比 ,前者的 βws小于后者。在海拔 4 32 0～ 4 4 2 0 m和海拔 4 82 0～ 4 92 0 m处 ,恢复群落的 βc大于原生群落 ,而在中间的海拔带 ,表现为恢复群落的βc小于原生群落。原生群落和恢复群落的β多样性随海拔差的变化表现为先增加后下降 ,峰值出现于 4 6 2 0～ 4 72 0 m之间。

三江平原沼泽湿地群落演替系列β多样性

选择三江平原沼泽湿地4个群落演替系列,采用样方法研究其β多样性的变化.结果表明:以水分条件最充分的群落为起点,随着水分梯度递减和水平距离的增大,各群落与起始群落的相似性系数呈减小趋势.不同演替系列内群落间物种更替速率从低地向高地呈现增大趋势.各系列的基本演替趋势是物种数逐渐增多,共有种逐渐减少,群落间β多样性增大.演替机制分析支持了"初始植物区系组成说".在三江平原沼泽湿地中,小叶章的优势地位将进一步扩大.

古尔班通古特沙漠南部植物群落β多样性及其解释

β多样性是表示植物群落物种组成变化的一个重要指示因子。本研究以古尔班通古特沙漠南部为研究区域,在67个样地植被学调查基础上,首先对研究区植物群落β多样性经向和纬向的变化进行了分析,其次利用方差分解的方法分析环境变量,土壤种子库变量及空间变量对β多样性分异的贡献率,探讨沙漠植被β多样性变化机制。结果表明,β多样性在经向上由西向东物种相似性增加,物种替代速率减弱;在纬向上自北向南物种相似性降低,物种替代速率略有升高。对β多样性分异解释方面,环境变量中的30年月平均降水量等变量在沙漠植被群落分布中起着决定性的作用,土壤变量与空间变量的解释比率则相对较低,而土壤种子库变化较土壤异质性对β多样性影响更大。主环境变量、土壤变量的效应是尺度依赖的。空间结构决定的随机过程也发挥着作用。研究还发现除环境变量(含土壤变量),土壤种子库变量及空间变量外,仍有近50%的β多样性分异未能解释,表明其他环境因子和随机过程对植被的影响也较大。

草地群落放牧干扰梯度β多样性研究

放牧过程通过牲畜的啃食、践踏作用干扰草场环境，使草地群落的物种组成发生变化，植物种群的优势地位发生更替．结果表明，随放牧干扰强度加重，从盐湿化草甸到典型草原，群落植物种丰富度呈下降趋势．β多样性测度结果显示，盐湿化草甸和羊草杂类草草甸群落物种变化的中度干扰出现在轻牧→中牧阶段，并在整个放牧干扰进程中，表现较低的稳定性；草甸草原和典型草原群落出现在中牧→重牧阶段；而荒漠草原物种变化表现出高度的稳定性，从轻牧到过牧物种替代仅１～３种．

鼎湖山森林群落β多样性

β多样性反映了环境被物种分割的程度或生境多样性,具有重要的意义。鼎湖山自然保护区地处南亚热带,植被保存完好,具有较高的生物多样性,而当前对其β多样性的研究则相对缺乏。以鼎湖山一条10m×1160m植被样带数据为基础,从不同尺度单元研究了鼎湖山森林群落β多样性。发现:(1)β多样性依赖于尺度,对于南亚热带森林群落要得到比较稳定可靠的β多样性测度数据,乔木层取样尺度应该在10m×20m附近,而灌草层应该在2m×20m或相应面积以上。(2)数量数据β多样性测度总体上优于二元属性数据测度,对于数量属性数据测度应给予更多的关注,而Cody指数则能指示群落交错区。(3)鼎湖山样带β多样性随海拔呈现不规律变化的格局,而沿纬度梯度,鼎湖山森林群落βc大于东灵山森林群落,与Rapoport法则预测结果一致。

东祁连山高寒草地不同生境类型植物群落α及β多样性的初步研究

对东祁连山高寒草地不同生境类型(阴坡、滩地和阳坡)植物群落的α和β多样性进行了研究。结果表明,当生境由阴坡向滩地到向阳坡变化时,各种α多样性指数的变化顺序为,物种丰富度:滩地>阴坡>阳坡;均匀度和多样性指数:阴坡>阳坡>滩地。各种α多样性指数之间均呈正相关,多样性的变化主要受均匀度的影响。β多样性表现出先减小后增大的变化趋势。放牧干扰(放牧、人为不合理开发)引起生境的逐渐破碎化,使样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,土壤湿度和日照时间适中时物种替代速率较快,从而导致β多样性增加。

西湖风景名胜区不同类型森林群落的空间分布及β多样性

通过样地调查方法、TWINSPAN、β多样性指数和DCA、CCA排序分析,研究了杭州西湖风景名胜区不同森林群落的空间分布及物种多样性沿距离梯度的分布规律。结果表明:(1)TWINSPAN和DCA分析显示,43个调查样方可分为6种群落类型,不同群落类型的生境条件和群落组成均有一定的差异。(2)随着样地间距离的增大,群落间的Sorensen指数有逐渐变小的趋势,但不一定呈规律性的减少。(3)对43个样地不同种群的生境因子(包括坡向、坡度、坡位、海拔、郁闭度等)和物种优势度的CCA分析结果显示,影响光照和水分分布的主要生境因子海拔、郁闭度和坡位对西湖山区植物群落的分布以及种群的数量特征等具有重要影响。总体而言,物种扩散限制和生境条件变化是影响森林群落β多样性的主要因子。

高寒草甸不同生境类型植物群落的α及β多样性研究

用比较样地法调查了青藏高原东缘高寒草甸不同生境 阴坡、滩地、阳坡 植物群落的α及β多样性特征.结果表明?1各种α多样性指数均显示高寒草甸不同生境植物群落多样性顺序为?阴坡>滩地>阳坡.2各种α多样性指数之间均呈正相关,高寒草甸植物群落多样性更多地受均匀度的影响.3在高寒草甸,用物种盖度和地上生物量作为测定指标计算的群落α多样性所得的结果优于用株数作为测定指标计算的结果.4当生境由阴坡向滩地、由滩地向阳坡变化时,β多样性表现出由低到高,再由高到低的趋势,这表明在土壤湿度和日照时间适中时环境异质性大,物种替代速率比较快,β多样性较高.

内蒙古高原针茅草原群落β多样性研究

用比较样地法调查了内蒙古高原 4类地带性针茅 (Stipa)草原群落的 β多样性特征 .结果表明 ,Whit tacker指数 βws与尺度有关 ,随取样面积的增加 ,βws逐渐降低 .取样面积相同时 ,4类群落的 βws比较接近 .各群落的Cody指数最初也随样方面积的扩大而增大 ,当样方面积扩大到一定尺度时 ,贝加尔针茅群落和大针茅群落为 >0 .5m2 ,克氏针茅群落和小针茅群落为 >2m2 ,Cody指数趋于稳定 .同一尺度下 ,贝加尔针茅群落的Cody指数最高 ,小针茅群落的Cody指数最低 .多数情况下 ,群落内样本间的间隔距离 ,对Cody指数有较大的影响 ;从贝加尔针茅群落到小针茅群落 ,植物生活型和生态类群功能群组成中 ,多年生丛生禾草与根茎禾草、多年生杂类草和中旱生植物的多样性显著降低 ,旱生植物多样性先增加 ,尔后到小针茅群落显著降低 .群落的植物种类组成表现出明显生态替代现象 ,不同群落间的Cody指数逐渐降低 ;贝加尔针茅群落与大针茅群落的Morisita Horn指数最高 ,达 0 .72 .克氏针茅群落与小针茅群落的相似系数最低 ,为 0 .42 .

汾河中上游湿地植被β多样性

探讨和揭示群落构建机制(生态位理论和中性理论)是生态学和生物地理学研究的热点和难点之一。研究β多样性格局及其与空间距离和环境异质性的关系为解释群落构建机制提供了一定的理论依据,以往群落β多样性的研究主要集中于物种组成的差异性,对种间在进化关系和功能属性方面的差异则关注较少。在野外调查的基础上,分析了汾河中上游湿地植被Tβ(taxonβ-diversity)、Pβ(phylogeneticβ-diversity)和Fβ(functionalβ-diversity)多样性格局及其与空间距离和生境异质性的关系。结果表明:(1)随着样地间距离的增加,Tβ、Pβ和Fβ整体上表现出逐渐增加的趋势,即表现出群落的距离衰减效应。(2)土壤因子中,TP是影响样地间Tβ、Pβ和Fβ的主要因子(P<0.05);p H、TOC和TN对Tβ、Pβ和Fβ的影响均未达到显著水平(P>0.05)。(3)由于受到空间扩散限制和生境异质性的影响,样地间β多样性表现出较大的差异,Tβ(0.66—1)、Pβ(0.42—0.85)和Fβ(0.51—0.94)。(4)尽管Tβ、Pβ和Fβ反映了多样性的不同方面,但三者之相关性极显著(P<0.01);(5)对Tβ、Pβ和Fβ多样性格局及其与空间距离和生境异质性的关系进行研究,表明环境因子和扩散限制共同决定着β多样性的格局,即群落的构建机制由生态位理论和中性理论共同主导。

不同干扰强度对沙质海岸带植物物种β多样性的影响

选择东山岛沙质海岸带4种不同干扰强度林分作为空间演替系列,采用样方法研究其β多样性的变化,结果表明:(1)不同干扰强度林分的植物组成和重要值差别较大,在天然次生林的乔木层和灌木层中,潺槁木姜子(Litsea glutinosa)均是第一优势种,重要值分别为98和137,群落结构稳定;择伐干扰群落中,潺槁木姜子变为乔木层第三优势种,重要值为33,灌木层中仍为第一优势种,重要值为128;皆伐干扰群落中其优势地位逐渐降低,乔木层已无潺槁木姜子的分布,群落结构简单、稳定性差;(2)β多样性(CJ、CS、βWS、βC、βR、CN、CMH)测度表明,随着干扰强度的增大,群落间物种更替速率由低到高呈现增大趋势,物种变化较大,共有种逐渐减少;研究结果支持了"初始植物区系"学说,为选择合适树种构建稳定高效的沿海防护林体系提供了基础资料。