物种多度格局研究概况

 介绍了群落水平多度格局与物种水平多度格局,概述了国内群落多度格局应用研究状况。其中节肢动物群落多度格局研究最为丰富,许多学者利用节肢动物群落物种多度格局对栖境质量进行评价。国内由于多度分布模型的拟合比多样性指数的计算复杂且困难得多,远没有群落多样性研究广泛;国内的物种多度分布研究往往集中在用现有的模型去拟合目标群落的多度分布,缺乏在物种多度分布的研究尺度和抽样方法方面,以及多度分布机制和新模型探索等方面的深入研究。这些内容应该成为今后研究的重点。     

大岗山常绿阔叶林不同生活型树种多度分布格局

为了揭示江西大岗山常绿阔叶林内常绿和落叶物种的多度分布格局,以及主导两类生活型物种群落构建的主要生态学过程,建立2 hm2长期固定样地并进行群落生态学调查。使用累积经验分布函数量化两类生活型物种的分布特征,利用6种物种分布模型进行数据拟合,采用Akaike信息准则(AIC)和Kolmogorov-Smirnov检验拟合效果。结果表明,在大岗山常绿阔叶林内,常绿树种重要值前3位分别是丝栗栲（Castanopsis fargesii）、青冈（Cyclobalanopsis glauca）、鹿角杜鹃（Rhododendron latoucheae）;落叶物种重要值前3位分别是赤杨叶（Alniphyllum fortunei）、山乌桕（Sapium discolor）和木油桐（Vcmicia Montana）。两类生活型物种多度分布曲线均呈现出一定的S形,两者之间并无显著差异,除了生态位模型外,纯统计模型和中性理论模型均可接受。中性过程对两类生活型物种的物种多度分布格局形成有重要影响。     

Global correlations in tropical tree species richness and abundance reject neutrality

Patterns of species richness and relative abundance at some scales cannot be distinguished from predictions of null models, including zero-sum neutral models of population change and random speciation-extinction models of evolutionary diversification. Both models predict that species richness or population abundance produced by independent iterations of the same processes in different regions should be uncorrelated. We find instead that the number of species and individuals in families of trees in forest plots are strongly correlated across Southeast Asia, Africa, and tropical America. These correlations imply that deterministic processes influenced by evolutionarily conservative family-level traits constrain the number of confamilial tree species and individuals that can be supported in regional species pools and local assemblages in humid tropical forests.     

大豆田节肢动物群落时间格局

2004年对长春南郊大豆田节肢动物群落进行调查,通过网捕和地面调查共获得节肢动物种类213种,其中天敌98种,害虫63种,中性昆虫52种;利用物种丰富度、多样性和均匀度分析群落时间格局,结果表明:伴随大豆整个生育期节肢动物群落经历发展、鼎盛和衰退3个过程,在高毒化学农药使用后群落的丰富度和多样性明显降低。最后对大豆田害虫生态调控技术进行了讨论。     

Community structure of corals and reef fishes at multiple scales

Distributions of numerical abundance and resource use among species are fundamental aspects of community structure. Here we characterize these patterns for tropical reef fishes and corals across a 10,000-kilometer biodiversity gradient. Numerical abundance and resource-use distributions have similar shapes, but they emerge at markedly different scales. These results are consistent with a controversial null hypothesis regarding community structure, according to which abundance distributions arise from the interplay of multiple stochastic environmental and demographic factors. Our findings underscore the importance of robust conservation strategies that are appropriately scaled to the broad suite of environmental processes that help sustain biodiversity.     

通过种群互作阐释森林群落多样性格局

生态位理论、中性理论和近中性理论等都倾向于从群落水平上解释群落构建。目前利用种群互作和种群动 态理论解释群落生态学现象的理论基础仍旧十分薄弱。建立种群生态与群落生态联系,推动种群生态和群落生态 学理论相互融合,必将大大促进群落构建理论的快速发展。本文简单回顾了生态位理论和中性理论等群落构建理 论,重点梳理了建立在种群动态和种群互作基础上的群落构建研究进展。种群动态过程包括出生、死亡、迁入和迁 出,在基本种群动态过程基础上,物种相对多度分布可用Dirichlet 分布模型和中性模型进行描述。ISAR(individual species-area relationships)模型建立在种-面积关系和Ripley K 函数基础上,实现了从植物个体冶角度描述一个物种 周围不同尺度上相邻物种的丰富度状况。非对称竞争在植物群落邻体关系中普遍存在,描述了资源在竞争植物之 间进行的不平等分配。结合ISAR 模型和非对称竞争现象,从种群互作角度阐述了邻域多样性冶格局构建的相关 评价方法和理论。      

吉林蛟河近熟林树种多样性格局尺度依赖性分析

生境过滤和扩散限制是影响群落多样性格局组建的主要生态学过程,研究了物种多样性格局组建过程中不 同生态学过程起作用的空间尺度。利用单物种-面积模型检验了其中40 种木本植物对邻域物种丰富度的影响,并 且利用同质性泊松、异质性泊松、同质性托马斯和异质性托马斯过程分析了单物种-面积关系偏离中性状况的显著 性。研究结果表明,毛榛、鼠李、早花忍冬、茶条槭和花曲柳在0 ~50 m 空间尺度上为生物多样性促进种;糠椴和千 金榆分别在0 ~25 m 和0 ~35 m 尺度上为生物多样性抑制种;其他绝大多数树种表现为中性种。扩散限制对群落 多样性格局组建影响较大,而生境过滤作用影响相对较小。异质性托马斯过程同时剔除了生境过滤和扩散限制影 响,分析结果显示0 ~20 m 尺度上促进种在群落中占据支配地位;在20 m 尺度上中性种比例随着空间尺度增加 而增大,在群落多样性构建过程中占据主导地位;群落中抑制种比例较低,并且随着空间尺度变化幅度不大。因 此,生态位分化和中性作用共同决定了群落多样性结构的构建过程,二者的相对重要性与空间尺度密切相关。      

吉林蛟河近熟林树种多样性格局组建机制研究

植物种在群落多样性格局组建过程中所起的作用一直是生态学重点关注的问题。2010 年在吉林蛟河建立面 积为21.12 hm2 的近熟林监测样地,样地中记录到DBH 1 cm 木本植物32 405 株, 共计50 种木本植物。利用单物 种-面积关系模型分析了样地内30 种木本植物对局域群落多样性格局的影响,利用完全空间随机化模拟计算植物 对局域多样性促进或抑制的显著性程度。研究结果表明:1)由于ISAR 模型没有考虑竞争的非对称性,在相同取样 面积下,同一树种的mISAR 值普遍低于ISAR 值。不同树种的mISAR 曲线更加分散、区分度更为明显,且具有明显 的尺度依赖性。2)在0 ~50 m 空间尺度上,簇毛槭、黑樱桃、翅卫矛、稠李、大果榆、花楷槭、毛榛和青楷槭为多样性 促进种;水榆为中性种;红松、色木槭、胡桃楸在绝大多数空间尺度上表现为抑制种;其余树种绝大多数在小尺度上 表现为促进种。3)在中小尺度上,促进种决定了局域群落多样性格局组建; 在较大尺度上,促进种和中性种共同作 用于群落多样性格局的组建,并且随机过程的影响相对更强。因此,促进种和抑制种所代表的确定性过程与中性 种所代表的随机过程共同作用于森林群落多样性格局构建过程, 并且二者起作用的空间尺度不同。      

甘蓝田节肢动物群落组成及生态位分析

对甘蓝生态系统中节肢动物群落的组成和时空序列动态及相关性进行了研究,结果表明,甘蓝田中节肢动物群落种类丰富,发生数量大;在甘蓝生态环境中,节肢动物群落各营养层在时间和空间上所占的比例是不同的,但在同一营养水平上分布是相关的,这种相关性揭示了中性昆虫在群落食物网中起着重要的作用,可见在综合防治甘蓝害虫时既要保护和利用寄生和捕食性天敌,又要保护和利用中性昆虫。     

长白山次生针阔混交林乔木多样性维持机制研究

温带森林的生物多样性形成和维持机制仍处于理论探讨阶段。本文利用单物种-面积关系模型,检验了样地 中21 种木本植物对局域群落多样性的影响。结果表明:1)不同树种对邻域多样性格局影响存在差异,在0 ~ 50 m 空间尺度上白桦、水曲柳、长白落叶松、怀槐、鱼鳞松、红松、青杨、山杨、臭松、紫椴、春榆、色木槭、青楷槭和花楷槭 表现为多样性促进种;枫桦和假色槭表现为多样性抑制种;黄檗和蒙古栎在绝大多数空间尺度上表现为中性种;裂 叶榆和糠椴在部分空间尺度上抑制了局域群落多样性。2)在0 ~50 m 空间尺度上,多样性促进种比例明显高于中 性种和抑制种,并且促进种比例随着空间尺度增加而下降,具有明显的尺度依赖性;在所有研究尺度上抑制种和中 性种比例始终维持在20%左右。因此,生物多样性促进种在群落多样性格局组建过程中起主导作用,研究结果进 一步验证了生态位理论在温带森林群落多样性维持中具有重要作用。同时,中性种所代表的随机过程在群落组建 过程中所发挥的作用也不容忽视。      

皆伐与刀耕火种后常绿?落叶阔叶混交林的动态恢复机制

目的皆伐与刀耕火种是对森林生态系统造成严重影响的人为干扰方式。本研究旨在比较常绿?落叶阔叶混交林在两种干扰后群落的动态恢复特征并分析其形成机制,以期为森林植被保育和林业生态建设提供参考。方法依托不同干扰后恢复20与40年群落内所设立的98个样地,在径级划分的基础上对群落基本特征采用物种多度格局、物种组成、稀疏化丰富度及多度进行描述,并运用多元统计方法分析上述特征在不同恢复群落间的差异性。结果不同恢复群落的多度与稀疏化丰富度均存在显著差异（P < 0.05）。在中、小径级植被当中,皆伐后恢复20年群落的多样性指数显著高于弃耕地恢复20年群落;不同恢复过程中植被多度的变化趋势不同,弃耕地恢复过程具有更明显的多度变化,且在不同径级中均达到显著水平。虽然不同恢复的20 ~ 40年过程中群落物种组成的变异性均达到极显著（P < 0.001）,但小径级植被较能反映这种变异,同时也能反映物种生态对策的转变。此外,弃耕地恢复过程中上述特征更明显。物种多度格局关系显示,弃耕地恢复群落的优势种具有更明显的优势地位,而采伐恢复过程中物种间的多度差异明显减小。结论皆伐后的常绿?落叶阔叶混交林能在短期内展现较高的恢复速率,而弃耕地恢复则在短期受阻后才体现出该特点。这可能与干扰对生物与非生物资源的影响程度有关,表明刀耕火种对群落恢复的影响深远。此外,常绿?落叶阔叶混交林在经历干扰后物种组成的恢复缓慢,但具有一定的秩序。      

Rise and fall of species occupancy in Cenozoic fossil mollusks

In the time between speciation and extinction, a species' ecological and biogeographic footprint-its occupancy-will vary in response to macroecological drivers and historical contingencies. Despite their importance for understanding macroecological processes, general patterns of long-term species occupancy remain largely unknown. We documented the occupancy histories of Cenozoic marine mollusks from New Zealand. For both genera and species, these show a distinct pattern of increase to relatively short-lived peak occupancy at mid-duration, followed by a decline toward extinction. Thus, species at greatest risk for extinction are those that have already been in decline for a substantial period of time. This pattern of protracted rise and fall stands in contrast to that of incumbency, insofar as species show no general tendency to stay near maximal occupancy once established.     

Uniting Two General Patterns in the Distribution of Species

Two patterns in the distribution of species have become firmly but independently established in ecology: the species-area curve, which describes how rapidly the number of species increases with area, and the positive relation between species' geographical distribution and average local abundance. There is no generally agreed explanation of either pattern, but for both the two main hypotheses are essentially the same: divergence of species along the ecological specialist-generalist continuum and colonization- extinction dynamics. A model is described that merges the two mechanisms, predicts both patterns, and thereby shows how the two general, but formerly disconnected, patterns are interrelated.     

长白山不同林型空间格局及树种多样性多尺度分析

物种空间分布如何影响群落多样性格局目前还不清楚。以长白山针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林3 个 5.2 hm2 样地为基础,采用Ripley爷s K 函数分析了树种的空间分布,在种群水平上检验了不同树种对局域多样性格 局的影响。研究结果显示:1)针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林样地中绝大多数树种在小尺度上呈聚集分布;针 阔混交林样地中簇毛槭、色木槭和蒙古栎在大尺度( 30 m)上呈现随机或均匀分布;椴树红松林和云冷杉林样地 中树种空间分布受研究尺度影响较小,在不同空间尺度上树种空间格局基本一致。2)在物种组织水平上,同一树 种对不同林分的多样性格局影响存在差异。但在群落组织水平,针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林却具有一致 的多样性格局组建规律。多样性促进种比例随着空间尺度的增加而减少,中性种比例随着空间尺度的增加而增 大。中小尺度上多样性促进种在群落构建中起主导作用,而在大尺度上中性种决定了群落多样性格局。3)绝大多 数树种的空间分布与其多样性维持作用之间没有明显关联性。少数针叶树种臭松、红松和鱼鳞松在空间聚集分布 的尺度范围越大时,其对局域群落多样性呈非促进效应的尺度范围相对也越大。建议未来从物种聚集效应角度出 发进一步探讨群落多样性的形成和维持机制。      

青海湖布哈河下游地区植物群落多样性研究

根据野外样方调查资料,对青海湖西部布哈河下游地区8种植物群落进行了研究.结果表明:群落的多样性随丰富度的降低而呈下降趋势,均匀度的变化受物种丰富度的影响不大,群落的物种多样性指数与丰富度指数和均匀度指数均表现出极显著的正相关性(P＜0.01),相关系数分别为0.912和0.684;群落的均匀度与丰富度相关性不显著,说明物种多样性主要为物种丰富度所推动.     

马鞍列岛岩礁生境鱼类群落结构时空格局

基于2009年马鞍列岛潮下带岩礁生境的多网目三层组合刺网逐月调查数据,对鱼类群落月相和季度间的变化、区域尺度上的空间差异和群落的稳态进行了探讨,应用优势种相对丰度和生物量、定居性鱼类和洄游种的季节动态、非度量多维标度(nMDS)和生物量丰度曲线(ABC)分析方法对群落时空格局进行了分析。结果显示:季节性洄游种集中出现在夏秋季,但对岩礁生境的利用表现出不同区域的强度差异;小黄鱼Larimichthys polyactis和黄姑鱼Nibea albiflora周年利用岩礁生境,但强度有别,尤其在冬季;定居性鱼类褐菖鲉Sebastiscus marmoratus、斑头鱼Agrammus agrammus和大泷六线鱼Hexagrammos otakii在春末夏初的种群密度最高,同样表现出某些或大部分月份的区域差异;而河口种中国花鲈Lateolabrax maculatus则更多地选择秋冬季出现在岩礁生境。多元分析结果揭示了当地岩礁生境鱼类群落格局上显著的季节和区域差异,这是定居性鱼类对岩礁生境利用的阶段性变化和区域差异、结合洄游种季节迁移和选择性分布等因素作用下共同形成的格局。ABC分析进一步发现,丰富的鱼类生态类型形成了夏季岩礁生境更为稳定的群落状态,而冬季相反;同时各季度A区的群落干扰明显强过B区。研究表明,产卵季节海域西北部的岩礁生境很可能起着主要的产卵场功能,而东南部区域各季度皆侧重于幼鱼育肥场的功能表达。丰富的种类区系加之优势种的季节性交替出现,共同塑造了岩礁生境极具动态的鱼类群落格局,对维持岛礁海域鱼类多样性以及局部区域生态系统的稳定性起着非常重要的作用。     

Rainfall variability,carbon cycling,and plant species diversity in a mesic grassland

Ecosystem responses to increased variability in rainfall, a prediction of general circulation models, were assessed in native grassland by reducing storm frequency and increasing rainfall quantity per storm during a 4-year experiment. More extreme rainfall patterns, without concurrent changes in total rainfall quantity, increased temporal variability in soil moisture and plant species diversity. However, carbon cycling processes such as soil CO2 flux, CO2 uptake by the dominant grasses, and aboveground net primary productivity (ANPP) were reduced, and ANPP was more responsive to soil moisture variability than to mean soil water content. Our results show that projected increases in rainfall variability can rapidly alter key carbon cycling processes and plant community composition, independent of changes in total precipitation.     

漳平市天然次生阔叶林群落特征

应用群落生态学方法 ,对漳平市天然次生林群落特征采用相邻格子法进行调查 ,研究了群落生物多样性、种群结构、空间格局 .结果表明 :群落物种丰富 ,乔木层、灌木层相对于其它各层的多样性指数、丰富度和优势度指数均较大、均匀度较小 .群落中主要建群种 :米槠、毛栲的种群分布格局为均匀分布 ,木荷、石栎的种群分布格局为聚集分布 ,栲树、绒楠的种群分布格局为随机分布 .该群落处在发展阶段 ,尚未稳定 ,应继续封护 ,促进群落的自然演替     

污染水域微栖境中的无脊椎动物群落结构特征

栖境结构的异质性影响群落的空间格局．对不同微栖境中的无脊椎动物群落研究发现,尽管群落组成差异不明显,但丰度和多样性有很大差异。协惯量分析结果表明,相对丰度与环境变量显著相关。本研究支持了模板理论。     

不同种植模式对桑园土壤肥力和土壤细菌群落结构的影响

【目的】揭示间作下桑园土壤肥力、土壤微生物结构、多样性之间的关系,为改进桑园间套作模式和桑园培肥管理提供参考。【方法】以桑树净作为对照(CK),设桑树间作大豆(MSS)、桑树间作花生(MPP)和桑树间作甘薯(MST)3个间作模式,开展2年田间试验,分析4种种植模式下桑园土壤理化性状、细菌多样性指数和群落结构特征。【结果】土壤养分含量、OTU数量、α多样性指数和土壤细菌群落结构均随种植模式而变化。与CK相比,间作显著改变了土壤pH、速效钾含量,提高了土壤有机质、全磷和有效磷含量。α多样性分析结果表明,间作桑园土壤中细菌OTU数量及ACE、Chao1、Simpson指数均高于CK,其中间作处理的ACE指数与CK差异显著(P<0.05)。高通量测序分析结果表明,种植模式影响桑园土壤中大于1%的优势细菌门数量,在丰度前10的细菌门类中,变形杆菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单孢菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)是间作土壤中的优势种群,相对丰度之和在62.32%~71.27%;在属水平上,鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、Uncultured_bacterium_f_SC-I-84、Uncultured_bacterium_f_Chitinophagaceae、酸微菌(Ilumatobacter)、硝化螺旋菌(Nitrospira)、JGI_0001001-H03、砂壤土杆菌(Ramlibacter)和黄色土源菌(Flavisolibacter)是间作土壤的优势细菌属,较CK分别高60.9%、50.0%、19.1%、17.9%、11.3%、25.0%、50.5%和45.6%。此外,各模式下土壤细菌属群落相对丰度与土壤养分含量存在一定的相关关系。【结论】不同桑园间作模式显著改变了桑园土壤pH及碱解氮和速效钾含量,并影响桑园土壤中优势细菌分类水平组成(门、属)和优势细菌的相对丰度,改变了细菌群落结构和丰富度;发展桑园间作大豆和花生有利于改良土壤理化性状,提高土壤细菌多样性,维护桑园土壤肥力。