中国种子植物物种丰富度的大尺度分布格局及其与地理因子的关系

地理因子对物种多样性空间分布格局的影响具有重要意义.文章利用大尺度的物种分布数据以及地理信息,结合GIS和数理统计方法,探讨了中国种子植物物种丰富度的空间分布格局及其与地理因子的关系.结果表明,从南到北,研究区域内物种丰富度总体上呈递减趋势;在经度梯度上,从东到西,物种丰富度呈递增趋势,这可能与其它地理因子的影响有关;在排除其它因子影响的情况下,物种丰富度随着面积的增加,呈递增趋势.但在其它地理因子的综合影响下,面积的影响作用被掩盖或弱化.物种丰富度随着海拔变幅的增加,呈显著递增趋势;物种丰富度与纬度变幅、经度变幅之间不存在显著的(偏)相关性.总体上,纬度、面积和海拔变幅均显著影响物种丰富度的分布格局,但相对而言,面积和纬度起着更为重要的影响.相对海拔变幅而言,海拔变幅与纬度之比值能更好地反映"生境异质性"效应,说明,海拔梯度的"纬度效应"值得关注.     

人类活动对上海市生物多样性空间格局的影响

为了揭示人类活动对城市化地区生物多样性空间格局的影响及其景观生态学机制,文章将上海市作为研究对象,选择3个人类活动指标、3个主要类型生态系统的4个景观特征指标与8个生物多样性指标,探讨人类活动强度、野生动植物生境景观特征及生物多样性三者之间的相互关系。结果显示,人口增长和城市扩张对上海市生物多样性的空间格局产生了显著影响。在上海地区,人口密度较高、交通较为发达的区域,湿地和农田的景观连续性较低,生物多样性也较低,外来入侵物种丰度较高。这表明在快速城市化过程中,人类活动通过改变野生动植物栖息地景观质量来对区域生物多样性产生影响。本研究还显示,经济发展并非一定对生物多样性具有负面影响。因此,在保持经济发展的同时,通过优化产业结构与加强生物多样性管理,可实现对生物多样性有效保护。     

山西关帝山神尾沟植物群落物种多样性与环境关系的研究I．丰富度、均匀度和物种多样性指数

以89个植物群落调查样地数据为基础,运用8个多样性指数对山西关帝山神尾沟物种多样性与环境之间的关系进行了分析.（1）群落总的表现为多样性和均匀度随海拔升高而下降,丰富度从1700m下降到2400m后开始升高;（2）群落不同层次表现为乔木层和灌木层多样性、丰富度和均匀度随海拔升高而下降,草本多样性和均匀度表现为上升趋势,丰富度下降到1900m后开始上升;（3）乔灌草三者多样性和丰富度指数值以及变化幅度都表现为草本层>灌木层>乔木层,三者均匀度相差不大;（4）群落不同坡向表现为阳坡多样性和丰富度都大于阴坡,均匀度相差不大.图6参7     

滇西北高等植物多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性分析

物种多样性的空间分布格局一直是宏观生态学和生物地理学研究的热点问题之一。滇西北地区是我国生物多样性最丰富的地区之一,研究该地区的物种多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性对生物多样性保护决策具有重要意义。以滇西北18个县域为基本研究单元,基于县域生物多样性本底调查数据,运用ArcGIS 10.1软件分析高等植物多样性分布格局;并结合地理因子(经度、纬度、海拔高差、平均海拔)和气候因子(年均温度、年均降水量),采用SPSS Statistics 22.0软件,运用单因素线性回归模型分析物种多样性与各因子之间的相关性。结果表明:(1)滇西北地区高等植物多样性从南到北总体上呈递增趋势;(2)纬度和海拔高差与物种多样性分布格局呈显著相关(P0.05);而经度、平均海拔、年均温度和年均降水量与物种多样性分布格局的相关性未达显著水平(P0.05)。因此,滇西北地区高等植物多样性分布格局可能主要与纬度和海拔高差这2个地理因子相关。     

物种分布宽度对种子植物物种丰富度垂直分布格局及"中间膨胀效应"的影响

物种丰富度的垂直分布格局是生态学研究的重要课题之一.文章以云南楚雄地区为例探讨物种分布宽度对种子植物物种丰富度垂直分布格局及"中间膨胀效应"的影响.利用大尺度的物种分布数据建立物种分布数据库,同时结合地形信息,分析了研究区域内物种丰富度的海拔分布格局以及"中间膨胀效应"对该格局的影响.在此基础上,探讨了物种分布宽度对楚雄地区种子植物物种丰富度垂直分布格局及"中间膨胀效应"的影响.结果表明,随着海拔的升高,物种丰富度先增加,后下降,呈单峰分布格局.物种分布宽度的相互重叠,即"中间膨胀效应"对物种多样性的垂直分布格局具有显著影响.随着物种分布宽度的增加,"中间膨胀效应"以及各物种组对物种丰富度垂直分布格局的影响均呈显著增加趋势,这说明"中间膨胀效应"和物种丰富度的垂直分布格局更多地取决于分布宽度较大的物种.     

天宝岩自然保护区森林景观格局与环境关系的尺度效应分析

为揭示景观格局内演机制,在3S技术平台支撑下,借助TM遥感像图、植被分类图和二类调查数据,并引入CCA(Canonical Correspondence Analysis)排序方法,对天宝岩森林景观格局与环境的关系及其尺度效应进行定量分析.结果表明:随着取样尺度的递减,排序轴各特征值之和呈增大趋势,依次为:3.137、3.349、3.484、4.660及4.848;而累积景观–环境解释量和景观–环境相关系数皆呈先增后减的趋势,分别在scale3和scale2达到最大;景观类型分布呈现较为明显的纬度梯度变化规律(纬度与第一轴的相关系数:-0.2019~-0.3789)和垂直分布规律(海拔与第一轴的相关系数:-0.3218~-0.4760),其中沿纬度梯度上分布的景观类型依次为:竹林、落叶阔叶林、针阔混交林、农田、常绿阔叶林、山顶矮曲林、常绿针叶林、泥潭藓沼泽、灌草丛;在较低海拔上分布的景观类型主要有竹林和农田,在较高海拔上分布着泥潭藓沼泽、灌草丛和山顶矮曲林;景观格局与环境关系具有尺度效应,环境因子对景观格局分布的影响程度随着尺度的变化而变化.图2表2参36     

天宝岩国家级自然保护区4种类型泥炭藓沼泽植被组成及其与环境因子的关系

基于野外样地调查资料,运用主成分分析(PCA)与冗余分析(RDA)等方法,研究天宝岩国家级自然保护区4种类型泥炭藓沼泽(泥炭藓类型、水竹类型、垂穗石松类型和灯芯草类型)的植被组成、物种多样性特征及其与土壤层和苔藓枯落物层环境因子的相关性.结果表明:研究区内共有植物28科41属44种,4种类型泥炭藓沼泽的物种组成差异性较大,但科属种的分布比较均匀;植物区系分析发现,天宝岩泥炭沼泽植被区系主要由泛热带分布型和北温带分布型2类构成;PCA结果显示,同种类型泥炭藓沼泽各样地的分布较为集中,个别样地分布比较分散,但4种类型泥炭藓沼泽样地之间的差异较大,PCA二维排序图清晰显示了4种类型泥炭藓群落与环境因子之间的相关性;而RDA表明,土壤容重、木本层盖度、土壤自然含水量和苔藓枯落物层最大持水率成为影响其植被组成的主要环境因子,这些因子能够显著解释物种多样性变化的最小组合.本研究结果表明,不同类型泥炭藓沼泽物种组成对环境因子的响应有差异,而环境水分特征是影响其植物组成分异的主要驱动力.     

Relationships between Plant and Animal Species Richness at a Regional Scale in China

Abstract:  Important questions in conservation biology and ecology include whether species diversities of different groups of organisms are correlated and, in particular, whether plant diversity influences animal diversity. I used correlation and partial regression analyses to examine the relationships between species richness of vascular plants and four major groups of terrestrial vertebrates (mammals, amphibians, reptiles, and birds) in 28 provinces in China. Species richness data were obtained from the literature. Environmental variables included normalized difference vegetation index, mean January temperature, mean annual temperature, annual precipitation, May through August precipitation, actual evapotranspiration, potential evapotranspiration, and elevation range. Species richness was strongly and positively correlated among the five groups of organisms. Plant richness was correlated with animal richness more strongly than the richness of different animal groups correlated with each other except for reptile richness, which had a slightly higher correlation with amphibian richness than with plant richness. Plant richness uniquely explained 41 times more variance in the species richness of the four vertebrate groups combined than environmental variables uniquely did, suggesting that plant richness influences terrestrial vertebrate richness at the regional scale examined. Because of strong correlations between the diversity of vascular plants and vertebrates, the diversity of vascular plants may be used as a surrogate for the diversity of terrestrial animals in China. My results have implications for selection of areas to be protected at both regional and local scales.     

中国特有珍稀濒危树种银缕梅种群结构和空间格局

选择浙江和安徽两地的银缕梅(Parrotia subaequalis)种群为研究对象,以空间序列代替时间变化的方法研究银缕梅种群结构,采用方差/均值比的t检验法进行分布格局的判定,并结合丛生指数(Ⅰ)、负二项参数(K)、Cassie指数(CA)和聚块性指数(IPA)分析聚集度.结果表明,银缕梅种群分布格局表现为由低龄级的集群分布向高龄级的随机分布过渡的趋势,但总体上呈集群分布,这主要与银缕梅种群的萌蘖繁殖方式、种内自疏及生境异质性有关.对种群龄级结构、种群存活曲线和静态生命表的分析,均反映出银缕梅种群结构波动性较大,稳定性差,更新能力不足,为衰退型种群.     

椒江河口滩涂贝类时空分布与环境因子的关系

在椒江口两岸共布设6条潮间带采样断面,于2007年10月和2008年1月、4月和7月进行大型底栖动物及环境因子(水温、沉积物温度、沉积物结构、盐度、滩涂宽度、总有机物和油类含量)的调查和测定;运用典范对应方法分析了贝类栖息密度和生物量与各环境因子的关系.结果表明:(1)研究区域共记录到贝类动物23种,其中腹足纲16种,双壳纲7种;(2)贝类柄息密度和生物量季节变化不显著,空间变化显著,平均值分别为610.01 ind m~(-2) 和25.40 g m~(-2);岩头断面中国绿螂的栖息密度和生物餐的季节均值分别可达2 415.28 ind m~(-2) 和110.41 g m~(-2),远高于其他物种;(3)典范对应分析结果显示,滩涂宽度、油类含量、有机质含量和沉积物粒度等环境因子与贝类的分布存在较大相关性.图5表3参28     

渭河浮游生物群落结构特征及其与环境因子的关系

渭河是黄河第一大支流,是黄河流域生态保护与高质量发展的重要研究区域.为了掌握渭河浮游生物组成结构及生态环境现状,于2018—2019年分两个季节在渭河开展4次水生态调查,研究分析了渭河浮游生物群落结构特征及其影响因子.调查结果显示,浮游植物有8门53种,以绿藻门和硅藻门为主,占比分别为43.4％、33.9％;浮游动物4...     

茂名近岸海域中、小型浮游动物群落特征及其与环境因子的关系

近年来,随着茂名经济迅猛发展及涉海工程建设,其近海海域遭到日益严重的污染,海域环境日趋恶化。为更好地了解茂名近岸海域中小型浮游动物群落结构及其与环境因子的关系,摸清中小型浮游动物的种类组成及其空间分布状况,保护近岸海域生物多样性,分别于2019年夏季(6月)和秋季(9月)对茂名近海浮游动物进行调查。调查共发现浮游动物52种,以桡足类为主(达到40种,占比76.92%)。秋季浮游动物平均丰度和平均生物量(分别为29.82 ind·m^-3和282.08 mg·m^-3)均高于夏季(分别为15.71×10³ ind·m^-3和110.23 mg·m^-3)。短角长腹剑水蚤(Oithona brevicornis)、小长腹剑水蚤(Oithona nana)、强额拟哲水蚤(Paracalanus crassirostris)和小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)为茂名近岸海域春、夏季优势种。夏季和秋季浮游植物物种多样性指数平均值分别为3.06和2.69,丰富度指数平均值分别为3.65和3.38,均匀度指数平均值分别为0.71和0.66。运用BIO-ENV方法分析了浮游动物群落结构以及与浮游植物丰度、环境因子之间的关系,结果表明浮游植物丰度、溶解氧、盐度、水温、水深是影响夏季浮游动物群落的主要环境因子,水深、浮游植物丰度是影响秋季浮游动物群落的主要环境因子。     

北京河流大型底栖动物空间格局及其环境响应研究

大型底栖动物群落结构及多样性对于区域河流环境状况具有重要的指示意义。基于2014年5月—2015年8月间北京市河流大型底栖动物群落结构调查数据,分析底栖动物的生物多样性特征和空间格局。调查共发现大型底栖动物151种(或分类单元),隶属于5门9纲67科127属,水生昆虫占绝对优势。聚类分析表明76个采样点可被分为4组,组1主要包含北部山区的潮白河水系,具有较为典型的山溪型河流底栖动物特征,组2主要包含永定河山峡段和北运河水系的清河,组3主要包含大清河水系和北运河水系的温榆河、北沙河、南沙河等,二者具有城市河流兼有山溪型河流底栖动物的特征,组4主要包含北运河水系,具有典型的城市河流底栖动物特征。优势种分析表明:组1的优势种为热水四节蜉(Baetis thermicus)、秀丽白虾(Exopalaemon modestus)和网栖石蛾(Cheumatopsyche sp.),组2为直突摇蚊(Orthocladius sp.)、钩虾(Gammarus sp.)和长足摇蚊(Tanypus sp.),组3为摇蚊科幼虫(larvae of Chironomidae)和寡毛类(Oligochaeta),组4是以中华摇蚊(Chironomus sinicus)为代表的摇蚊幼虫。功能摄食类群研究表明:组1以收集者和滤食者占绝对优势,相对丰度分别为60%和29.6%;组2、组3、组4均以收集者占绝对优势,相对丰度分别为97.7%、90%、97.5%。物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的组间差异性显著(P0.05)。研究表明,北京河流大型底栖动物受河流自然环境变化的影响显著,形成了典型的山区-城市底栖动物空间格局,山区河流中保持了较高的生物多样性,城市河流及其过渡区的大型底栖动物退化明显,大型底栖动物能够明显指示环境状况的变化并可指导河流环境的保护与恢复。     

甘河着生藻类群落结构及其与环境因子的关系

2018年8月(丰水期),在嫩江支流甘河,调查了19个点位的着生藻类群落结构和水环境特征。并运用聚类分析、Mcnaughton优势度分析和IBD(biological diatom index,硅藻生物指数)3种方法研究了甘河着生硅藻群落结构和优势种清洁状况,使用主成分分析、Spearman相关分析和冗余分析等统计分析方法研究了甘河着生硅藻群落和环境因子的响应关系。结果表明:甘河共鉴定出着生藻类90种(属),以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主,生物量丰富。丰水期甘河水生态环境质量状况较为健康,着生硅藻主要由清洁种构成,其中Achnanthidium minutissimum优势度0.48,为绝对优势种。聚类分析结果表明,甘河采样点位可分为3组;其中组1和组2点位主要位于甘河上、中游,上、中游水质、生境质量较好,健康程度较高,优势种均为清洁种,上游Achnanthidium minutissimum优势度达到了0.64;组3点位均位于甘河下游,下游人为干扰较强,健康程度较其余两组偏低,Nitzschia palea和Nitzschia paleaeformis等耐污种在组3的优势度较高。导致甘河着生硅藻群落清洁度由上游到下游逐渐变差的主要水环境因子为电导率、总磷和高锰酸盐指数,其中影响中游硅藻群落结构变化的主要水环境因子为高锰酸盐指数,影响下游硅藻群落结构变化的主要水环境因子为电导率和总磷。由此可见,着生硅藻群落可以较好的指示甘河流域水体有机污染程度和营养富集程度。