甘南高寒草甸退化对植物功能群物种多样性与物种多度分布的影响

【目的】探究甘南高寒草甸植物功能群多样性及其物种多度分布对退化的响应,分析随退化程度的加深不同植物功能群的群落构建机理及资源利用方式。【方法】研究以甘南高寒草甸为对象,采用样地调查法收集数据,使用物种多度模型对其进行拟合分析,并采用双向聚类分析对群落物种进行分类。【结果】随着退化程度的加深,植被优势种以禾本科和莎草科植物为主,逐渐变为杂类草功能群植物为主,杂类草功能群在群落多样性分布中起主导作用;全部物种多度分布随着退化程度的加深发生变化,其中,无退化草甸的最优拟合模型是VOLKOV,轻度退化草甸的最优拟合模型是GEO,中度退化草甸和重度退化草甸的最优拟合模型为BRO,资源分配模式由随机分配转向固定分配的分配模式;禾草功能群的最优拟合模型以生态位模型为主,资源分配方式由固定分配和随机分配共同主导,豆科功能群的最优拟合模型是BRO,资源分配方式以固定分配为主,杂类草功能群的最优拟合模型从中性模型向生态位模型转变,与全部物种多度分布的最优模型基本一致,且资源分配由随机分配向固定分配转变。【结论】杂类草功能群是影响群落物种多度分布的主要原因,但是禾草和豆科功能群的贡献也不可忽视。

长白山主要林分物种多度分布与性状分布的关系

【目的】探究长白山地区群落物种的多度分布格局及其驱动过程,以及多度分布与性状分布之间的关系,为当地森林经营与修复策略的制定提供理论依据。【方法】以长白山不同林分类型的3块5.2 hm2(次生山杨白桦林、次生针阔混交林、原始红松紫椴林)和1块5 hm2原始阔叶红松林固定监测样地为研究对象,通过采集样地内木本个体的6个关键功能性状(叶面积、比叶面积、叶片厚度、最大树高、叶片氮含量、叶片磷含量),分析样地的物种多度分布格局、功能性状分布格局以及二者之间的关系。【结果】不同林分类型中通过统计检验的模型种类各异,但所有最优模型均为统计模型。在性状分布格局中,最大树高、比叶面积和叶磷含量在4块样地均呈现正态分布。然而,功能性状分布格局转化得到的物种分布格局模型显示,尽管部分模型通过了统计检验,但与多度分布结果拟合度不高。【结论】在长白山地区,物种多样性的形成并非主要由随机过程驱动,而是受到竞争作用的显著影响,这决定了演替过程中群落物种组成的变化情况。虽然功能性状分布与物种多度分布之间存在一定的联系,但直接通过群落水平性状分布格局推断物种多度的方法尚不准确。

秦岭北麓乡村植物景观与物种丰富度的关系

选取陕西省秦岭北麓5个村落作为试验区,采用多元线性回归分析和熵值法等相结合,探讨了秦岭北麓乡村地区植物丰富度对乡村景观的影响。结果表明:远离城镇的乡村植物多样性单一,物质丰富度偏低,其乡村景观评价指标体系得分偏低。多元线性逐步回归分析结果表明,Pielou均匀度指数与社会效应、美感效果、生态质量之间存在显著正相关,Menhinick丰富度指数与美感效果、生态质量、文化价值之间存在显著正相关。综上,提出了在乡村景观建设过程中,应立足资源优势,选择适合乡村景观发展的优势特色植物,有效增加评价较低乡村近水生境、居民点周边、农田边缘、林地比例和物种丰富度等建议,以期在促进乡村可持续发展的同时维护农村的环境治理,为乡村景观建设中植物多样性研究提供参考。

大兴安岭不同演替阶段天然林物种多度格局模拟

为实现大兴安岭地区落叶松天然林的全周期可持续经营,以新林林业局翠岗林场3块100m×100m不同演替阶段(白桦林、落叶松-白桦混交林和落叶松林)的天然林固定调查样地数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(断棍模型、生态位优先占领模型、Zipf模型、Zipf-Mandelbrot模型)和中性模型(群落零和多项式模型、Volkov模型)对不同演替阶段天然林的乔木层、幼苗层和由乔木层划分的不同林层的物种多度格局进行拟合,并用χ~2检验和Kolmogorov-Smirnov检验选择最佳模型。结果表明:(1)在大兴安岭地区不同演替阶段的落叶松天然林群落中,Zipf-Mandelbrot模型的拟合效果均最好。(2)对数正态模型对于稳定的演替阶段白桦林和落叶松林的群落相较于过渡阶段群落落叶松-白桦混交林的物种多度分布的拟合效果更好。(3)在大兴安岭地区落叶松天然林中,生境过滤主导群落构建,随着群落不断演替生境过滤和中性过程减弱。(4)天然林群落乔木层的群落构建过程与乔木层内不同生长阶段林层的构建过程不同,生境过滤过程在落叶松林乔木层中逐渐减弱,而在落叶松林不同生长阶段的林层和更新层中增强。

浙江龙王山森林群落物种多度分布特征及其与海拔的关系

虽然大量研究已利用模型拟合的方法对植物群落的物种多度分布(SAD)进行了不同数学模型拟合,但对SAD形状(曲线的偏斜度)如何在环境梯度上连续变化的研究仍然不足;尤其是森林群落,同一地区不同植被类型群落SAD的模型拟合和形状变化是否一致,仍无明确定论。该研究针对安吉小鲵国家级自然保护区中分布的主要森林植被类型,采用样方调查法,记录了28个20 m×20 m样方中的物种组成及其个体多度。通过对数级数和对数正态模型对样方中的SAD曲线进行拟合,选择最优模型,并通过Gambin模型中的α值和Weibull模型中的η值反映SAD的形状,以及Weibull模型中λ值反映SAD的变化尺度(物种间个体多度的差异程度),分析海拔高度与SAD的形状和变化尺度之间的关系。结果表明:(1)该地区的森林群落物种多度分布主要符合对数级数模型。(2)当包含所有样方时,α值和η值与海拔高度无显著相关性,λ值与海拔呈显著正相关。(3)针对不同的植被类型,常绿与落叶阔叶混交林中α值和η值与海拔高度呈负相关,但在落叶阔叶林中λ值与海拔高度之间具有正相关关系,而α值和η值与海拔高度之间均无显著相关性。该研究结果表明,不同植被类型SAD的形状变化与海拔之间的关系存在差异,说明海拔对不同植被类型中各物种多度分布具有不同影响。因此,在关于植物群落的物种多度分布及其与影响因子关系的研究中,需要考虑区分不同的植被类型。

高原鼢鼠鼠丘植被演替过程中物种多度分布格局的变化

为探明高原鼢鼠扰动下亚高山草甸群落的构建机制,在祁连山东段天祝藏族自治县(天祝县)亚高山草甸的禁牧样地中以不同年限(一年、二年、三年、多年、平地对照)的高原鼢鼠鼠丘植被为研究对象,分析高原鼢鼠鼠丘植被演替过程中全部物种、常见种和稀有种的多度变化,选用对数级数模型、几何级数模型、断棍模型、随机分配模型对物种多度数据进行拟合。结果表明:1)在鼠丘植被演替过程中,全部物种、常见种、稀有种的丰富度均为先增加后减少,三年鼠丘物种丰富度分别比一年、两年、多年鼠丘和平地对照高82.4%、16.3%、12.0%和47.6%,多年鼠丘与三年鼠丘相比物种丰富度下降的81.8%来源于大量稀有种的丧失。2)年际间鼠丘群落相似性以三年鼠丘与多年鼠丘间群落相似系数最大(0.622),异质性最小,为中等相似。3)通过模型拟合发现全部物种和常见种物种多度分布均符合生态位模型,而稀有种同时符合生态位模型和中性模型。以上结果表明在天祝县亚高山草甸禁牧管理模式下,第三年为高原鼢鼠鼠丘植物群落结构演变的转折点,常见种在群落构建过程中为确定性过程,而稀有种的丧失受确定性过程和随机性过程的双重影响。

仁怀市种子植物物种丰富度格局与影响研究

通过野外实地调查,结合历史资料,分析了仁怀市种子植物的多样性。在赤水河仁怀段不同区域、不同海拔梯度和不同地貌类型三个尺度上设置样地,分析种子植物物种丰富度差异,并分析环境因子对物种丰富度的影响。结果表明:(1)仁怀市种子植物多样性较高,共141科569属1119种,包括国家重点保护野生植物18种。(2)赤水河仁怀段上游种子植物较中下游丰富;在垂直分布上,种子植物种类呈现出随海拔升高而增加的趋势,其中,1100~1300 m海拔段物种丰富度最高;在常态地貌、丹霞地貌、喀斯特地貌3种地貌类型中,常态地貌物种丰富度最高。(3)环境因子和物种数的线性回归分析表明,年均温与物种数的相关系数R=-0.19,P<0.01,呈极显著负相关关系,影响仁怀市种子植物物种丰富度的关键因子为年均温。

青藏高原湖泊沉积物细菌群落的盐度梯度分布格局及驱动因素

盐度是影响湖泊细菌群落最重要的环境因子之一,揭示盐度对细菌群落变化的影响对于深入理解水生生态系统细菌群落具有重要意义。本研究以青藏高原西南部的22个湖泊为对象,探讨33个沉积物样本的细菌丰富度、均匀度和群落组成,分析其随盐度梯度的变化规律,阐明其潜在的环境驱动因素。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)是青藏高原湖泊沉积物中的优势细菌门类,相对丰度分别为46.54%、12.41%和7.23%,总和达到整个细菌门类的66.18%。对于细菌α多样性,物种丰富度和均匀度均随盐度增加呈显著下降趋势;对于细菌β多样性,基于非度量多维排列分析,根据盐度可以将细菌群落分布分为3个显著的独立簇,分别对应淡水、咸水和高盐环境。Mantel检验结果表明,相较于地理距离,湖泊沉积物细菌群落Bray-Curtis不相似性随盐度的变化更为显著。方差分解分析和随机森林分析结果表明,细菌物种丰富度、均匀度和群落组成变化的最佳预测因子为盐度和磷酸盐等化学因素,整体贡献率分别为72.98%、59.82%和60.83%,其中盐度是丰富度、均匀度和群落组成变化的主要驱动因素,其相对贡献率分别为45.47%、79.18%和79.50%。基于结构方程模型进一步分析表明,湖泊沉积物细菌丰富度、均匀度和群落组成变化均受到盐度直接或间接的影响。本研究结果充分探讨了盐度对细菌群落变化的影响,揭示了青藏高原湖泊沉积物细菌组成及其环境驱动因素,可为理解湖泊生态系统细菌群落对环境变化的响应提供科学支撑。

沿浦湾红树林大型底栖动物稀有种与常见种对物种多度分布格局及物种多样性的影响

稀有种在群落的物种组成中数量不多但种类丰富,并且极易在人为扰动下的局域群落中丧失。选取沿浦湾红树林大型底栖动物为研究对象,结合地理范围、生境特异性及种群规模等进行稀有种识别,通过模拟稀有种和常见种的丧失,探究稀有种对群落物种多样性和物种多度分布格局的影响。结果表明,大型底栖动物稀有种共有16种,分别为斑肋拟滨螺、多鳃齿吻沙蚕、红带织纹螺等。稀有种的丧失使得Margalef丰富度指数呈极显著下降(P<0.01),而Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数变化并不显著(P>0.05)。同时,稀有种丧失后,物种多度分布最优拟合模型也从泊松对数正态模型向生态位模型转变。初步推断稀有种的丧失将影响群落的物种多度分布格局,此时,大型底栖动物群落构建由中性过程和生态位过程共同调控转变为中性过程调控。

青藏高原高寒草地植物物种丰富度及其与环境因子和生物量的关系

在青藏高原进行了大范围的群落调查 ,研究高原的两种主要草地群落类型———高寒草甸和高寒草原的植物物种丰富度及其变化。结果表明 :(1)在 5 0个样地 2 5 0个 1m× 1m的样方中 ,共出现 2 6 7种植物 ,其中高寒草甸179种 ,高寒草原 135种。在高寒草甸 ,1m2 样方内物种数最多为 32种 ,最少的仅为 3种 ;在高寒草原 ,物种数最多为 18种 /m2 ,最少的仅为 2种 /m2 。 (2 )物种丰富度随经度和纬度的增加呈增加趋势 ;随海拔的上升呈减少趋势。对物种丰富度与环境因子之间进行逐步回归 ,发现物种丰富度与生长季降水和温暖指数呈显著正相关。 (3)物种丰富度与地上生物量呈显著正相关。

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 15 0 0 - 2 0 0 0m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。

云南横断山区蚤类物种丰富度与区系的垂直分布格局

为探讨横断山区蚤类物种丰富度与区系垂直分布格局的基本规律以及影响它们分布的主要生态因子,本文以云南西部横断山区18个山峰为主体,对海拔高度在1000–5000m之间已知分布的9科43属142种(亚种)蚤类的垂直分布资料进行综合整理和统计分析。结果显示:(1)蚤类的属丰富度、物种丰富度、特有种丰富度和特有度以及不同区系成分物种丰富度的垂直分布都呈现随海拔先增高后降低的单峰分布格局,最大峰值出现在中山海拔2500–3800m之间;(2)东洋和古北两区系成分物种构成比的垂直分布格局截然不同,前者随着海拔梯度的升高基本递减,后者则随着海拔的升高递增,垂直分布格局反映了它们沿纬度梯度分布的一般规律;(3)聚类分析将横断山9个不同海拔带的蚤类归为6个生态类型,反映出海拔高度、气候环境和森林植被等重要因素对蚤类分布的影响以及蚤类群落的组成、分布沿海拔梯度变化的一般规律,表达了蚤类分布与环境条件的统一性;(4)β多样性沿海拔梯度呈现为双峰形分布格局,两高峰值都反映出蚤类的组成和分布在不同气候环境和植被带之间的过渡与转变,说明β多样性垂直分布格局与海拔梯度上的气候和生境的变化程度有关。研究认为,中山地段物种丰富度高峰的形成主要是由于两大动、植物区系过渡区的边缘效应和山地水湿条件的影响。影响该区域蚤类垂直分布格局的综合因素有山体海拔高度、动植物区系过渡区的边缘效应、山地雨量分配特征、气候环境条件以及人们的生产活动等。

香溪河流域河岸带植物群落物种丰富度格局

通过不同海拔高度的样带调查来研究香溪河流域河岸植物群落物种丰富度格局 ,并探讨河岸带中生物多样性维持的生态学机制。结果表明 :河岸植物群落总的物种丰富度、乔木层物种丰富度和草本层物种丰富度沿海拔梯度均表现出相似的格局特征 ,利用抛物线方程进行拟合 ,物种丰富度与海拔之间有显著的相关性。灌木层物种丰富度和藤本植物物种丰富度格局特征不明显 ,且物种丰富度与坡度相关。在流域尺度上 ,海拔对物种丰富度有着重要的控制作用 ;在局部尺度上 ,季节性洪水干扰导致的空间异质性和小地形对群落的生物多样性有着重要的影响。研究结果支持关于总的物种多样性在原始河流的中间河段将达到最大值的预测。

环境因子对太白山高山植被物种组成和丰富度的影响

高山植被是一类具有重要生态和经济价值的植被类型,了解其物种组成和丰富度与环境因子的关系对于该类型植被保护、管理以及植物资源合理开发利用策略的制订具有重要指导意义。基于太白山高山植被和环境因子野外调查及室内实验数据,采用CCA排序法探索了环境因子对物种组成的影响,偏CCA计算了各环境因子对物种组成的总效应和净效应,GLM回归模型拟合了物种丰富度对环境因子的响应。结果表明,13个环境因子共解释了物种组成变异的31.7%,其中海拔、坡度、土壤碱解氮含量、全磷含量、坡向、岩石盖度、p H值、土壤厚度、有机质含量、有效磷含量和全氮含量对物种组成的净效应达显著水平(P<0.05),但其作用强度依次减小。GLM拟合结果显示,物种丰富度与环境因子存在4种显著(P<0.05)关系,即物种丰富度沿海拔和土壤厚度梯度单调递增,沿坡度和土壤全氮含量梯度单调递减,沿坡向、土壤p H值、碱解氮含量和全磷含量梯度呈单峰分布,与土壤有机质含量和全钾含量呈倒单峰关系。在这些显著的环境因子中,海拔、土壤碱解氮含量,p H值、有机质含量和坡向解释的物种丰富度变异量最大。

不同经度天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度变化

选择我国新疆境内天山山脉81°05′—93°41.5′E约12个经度范围的昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密5个地点的天山云杉林进行垂直样带调查,分析不同经度位置天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度的变化.结果表明:各经度的天山云杉群落是以天山云杉为优势树种的纯林,乔木和灌木种类很少,草本植物的物种丰富度主要由优势树种天山云杉控制.天山云杉在中等海拔范围分布最集中、郁闭度最大、生长最好、蓄积量最高,致使林下草本植物的物种丰富度最低.天山云杉群落草本物种丰富度随海拔梯度的变化呈山谷型曲线,可以用二次曲线方程y=ax2-bx+c(a,b,c>0)进行描述.

中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理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和生物地理学的中心议题之一。本文利用中国陆栖哺乳动物分布数据,结合高分辨率的气候、地形、植被等环境信息,探讨了中国陆栖哺乳动物及主要类群的物种丰富度格局及其影响因素。结果显示,中国陆栖哺乳动物物种丰富度具有显著的纬度梯度格局,总体上呈现出由低纬度向高纬度逐渐减少的趋势,并与宏观地形具有良好的对应关系;其中,亚热带、热带西部山区的物种丰富度最高,而东部平原地区、西北干旱区和青藏高原腹地则是丰富度的低值区。各主要类群的物种丰富度格局既有相似性,又存在差异。最优线性模型的分析结果显示,由归一化植被指数(NDVI)、生态系统类型数和气温年较差构成的回归模型对哺乳动物物种丰富度格局的解释率最高,其中NDVI对模型解释率的贡献最大,这表明中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理分异受多种环境因素的共同影响,其中植被生产力起主导作用。各主要类群的最优线性模型显示,影响物种丰富度格局的主要环境因子因类群而异,这可能反映了各类群进化历史及生理适应的差异。

高寒草甸植物群落中物种丰富度与生产力的关系研究

以物种组成较为复杂的青藏高原东部地区典型高寒草甸植物群落为背景 ,从不同的时间和空间尺度水平研究了植物群落中物种丰富度与生产力 (地上部生物量 )关系的基本模式。结果表明 :1)总体而言 ,高寒草甸植物群落中物种丰富度与生产力的关系呈对数线性增加关系 ,这实际上是空间和时间尺度放大时在时间和空间尺度的相互作用下高寒草甸植物群落中物种丰富度与生产力关系的一种总体模式 ;2 )随着研究的时间和空间尺度的改变 ,物种丰富度与生产力的关系会发生一些相应的变化 ,但空间尺度比时间尺度对物种丰富度与生产力的关系造成的影响更为显著 ,这可能与高寒草甸植物群落的生长季短有关。上述结果揭示 :时间和空间尺度的不同可能是造成许多试验研究得不到一个统一的物种丰富度 生产力关系模式的主要原因。

藏北高寒草地植物群落物种多样性沿海拔梯度的分布格局

以藏北地区那曲县日囤布山的高寒草地为研究对象,采用样方调查法,分析不同海拔高度(4 523～4 673m)草地植物群落结构及物种多样性的变化格局。结果表明,随着海拔的升高,高寒草地植物群落总盖度与地上生物量均表现出先增加后降低的趋势,即在中等海拔梯度(4 623m)水平草地植被生长最好;不同海拔梯度间植物物种组成存在很大的差异;植物群落物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和E.Pielou均匀度指数,呈现"单峰"分布格局,中海拔梯度处物种丰富度最高。

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%。

广州白云山几种森林群落的物种丰富度和多样性

研究了广州白云山风景名胜区森林群落的物种多样性 ,利用Simpson指数和Shannon Wiener指数 ,按群落类型计算了各群落的总体多样性指数和均匀度、不同层次和不同径级的多样性指数和均匀度 各群落的Simpson多样性指数为 4.5 379～ 9.35 91;均匀度为 0 1782～ 0 .42 88;Shannon Wiener多样性指数为 2 .7672～ 3.6691;均匀度为0 6637～ 0 .8119;其数值与鼎湖山和粤北南岭国家级自然保护区天然林的相关研究接近 ,但物种丰富度则较低 多样性指数值的高低与各群落所受干扰程度有关 ,受干扰程度最小的“荷木 +中华锥 九节”群落 ,其Shannon Wiener多样性指数最高 同时各群落的幼苗层均具较高的多样性指数 。