植物群落物种多样性对生态系统生产力的影响

物种多样性对生态系统功能的影响是生态学领域所研究的核心科学问题之一.本研究利用人工构建的一年生植物群落,就植物群落物种多样性、植物功能群多样性和功能群成分对生态系统生产力的影响进行了研究,并对物种多样性-生态系统功能关系的作用机制--取样效应和生态位互补效应进行了验证.结果表明,随着物种多样性的增加,群落生产力呈增加趋势,物种多样性对生态系统功能存在正效应,物种多样性增加的总体效应可通过生产力与物种数的二次函数关系y=-37.463x2 478.63x 1 097.3,(R2＝0.916 7)得到较好的体现.功能群多样性和功能群成分均对系统功能有显著影响.总体而言,物种数一定时,功能群多样性较高的群落其生产力水平也较高,而功能群多样性一致时,含C3、C4功能成分的群落其生产力水平较其他群落的高.分析结果还表明,在多样性-生态系统功能关系中,取样效应和生态位互补效应共同发生作用,说明物种的特性及物种在资源利用方面表现出的异质性对生态系统功能可能都有重要影响.     

草地生态系统中物种多样性、群落稳定性和生态系统功能的关系

自20世纪70年代前,人们相信多样性比较高的群落增加生态系统的稳定性, 到倾向于物种多样性与生态系统稳定性关系的探讨至近20年间,生物多样性与生态系统功能的关系及其内在机制成为生态和环境科学的中心问题.多样性的变化始终与生态系统功能的重要表现形式--生产力密切相关,同时也与许多其他影响生产力的因素相关.人们对于这一重大课题的认识不断有新的进展,同时争论的观点也不断延伸.1)考虑空间类型来揭示由环境因子引起的多样性与生产力之间的相关性;2)考虑时间尺度上物种多样性-生态系统的功能;3)非生物因素(放牧干扰、土壤养分)等环境因子、物种多样性动态和生态系统功能之间的交互作用的实验研究不断开展;4)在注重提高资源利用率的同时,应注意引起资源的过度开采,导致生物多样性的丧失,从而降低系统生产力.     

物种多样性-生态系统功能关系的影响因素

物种多样性和生态系统功能的关系是生态学研究的重要科学问题.综述影响物种多样性和生态系统功能关系的因素,可为今后的相关研究提供借鉴和参考.物种多样性-生态系统功能之间的关系受多种因素影响,实验类型的不同引起物种多样性-生态系统功能关系的改变;小规模时空尺度下的人工调控实验结论对于区域范围的普遍意义具有较大的局限性;天然草...     

高寒草甸退化阶段植物群落多样性与系统多功能性的联系

高寒草地在碳储量、生产力、养分循环以及涵养水源等方面的系统功能与群落生物多样性紧密相关,但现阶段大多数研究仅从少数的或单一生态系统功能与群落多样性之间的关系展开。基于此,本研究采用冗余分析和因子分析对青藏高原东缘退化高寒草甸群落进行了多功能性评价,探讨草地生态系统多功能性与植物群落多样性之间的关系。结果表明：随草地退化程度加剧,土壤多功能评价指标表现为未退化（86.61）>中度退化（25.86）>轻度退化（23.98）>极度退化（-7.51）;草地生态系统多功能性与Margalef丰富度成显著正相关关系,与Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener指数呈显著负相关关系;退化高寒草甸植物的分布和群落结构的变化主要受到土壤总孔隙度、土壤含水量、毛管持水量和通气孔隙度等土壤功能性状的影响。综上所述,高寒地区植被退化对于生态系统的多功能性影响显著,本研究为进一步研究高寒草甸多功能性及合理保护和利用草地提供一定的理论依据和参考价值。     

丛枝菌根真菌与个体植物的关系及其对群落生产力和物种多样性的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是陆地生态系统的重要组成部分,能够与大约80%的陆地植物种类形成AMF-植物共生体。AMF能够影响个体植物的养分吸收,调节物种间的相互作用和植被更新,进而对群落生产力和物种多样性产生重要影响。为了把握AMF与个体植物、植物种间作用以及植物群落关系的研究现状,阐明AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,本研究拟从以下几个方面进行论述。首先,分析了物种水平上AMF与植物间的共生关系及其影响因素,提出预测AMF在不同土壤磷水平下对植物生长影响的概念模型。其次,总结了AMF对植物种间相互作用关系以及幼苗定植的影响。最后,分析了AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,提出相应的预测模型。对于实际生产,本文的研究结果能够应用到牧草生产和草地管理中,为利用人工草地土壤中AMF的养分吸收功能和天然草地的多样性保育及稳定性维持提供了科学根据。对于学术研究,本文综合了国内外最新研究进展,分析了当前研究中存在的科学问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

草原景观下昆虫群落及种群对生境破碎化的反应

 生境破碎化是制约生物多样性重要的“瓶颈”之一。本研究在已有资料的基础上,论述了影响生物群落结构和种群动态过程的生境破碎化的生物反应特征,以及破碎化生境对生物多样性和种间关系的影响机理及基本理论假说,重点对草原景观下有关昆虫群落结构、丰富度、种群数量与动态、种间关系及群落次生演替等与生境破碎化关系的试验研究进行归纳总结,提出了在草原环境下进行破碎化生境与昆虫群落和种群发生关系研究的问题及优势条件,指出了种间关系和次生演替与生境斑块格局的关系是草原生物多样性保护研究的关键之一。     

生物多样性与生产力间的关系及对降水变化的响应

为研究降水变化对草地生物多样性与生产力关系的影响,以当地自然降水量为标准,利用人工控制方法模拟50%,100%和140% 3个降水梯度,并运用重要值不等概抽样,人工模拟5个生物多样性水平,以地上植物量代表生产力,探讨生物多样性与生产力在降水变化背景下的关系.结果表明:在降水减少50%的情况下,生产力与生物多样性呈接近负相关的U型关系,生产力随物种数的增加而降低;在降水不变情况下,生产力与生物多样性呈U型相关关系;生产力与生物多样性在降水量增加40%的情况下呈现更典型的U型相关关系.同时,随着降水量的增加,生物多样性与生产力格局由接近负相关的不明显的U型相关关系转变为明显的U型相关关系,水分条件的改善使生物多样性水平高的组合生产力显著提高.     

不同退化程度高寒草甸植物物种多样性与生态系统多功能性关系

为探究高寒草甸不同退化程度生态系统多功能性的变化,本研究综合考虑了植物物种多样性和多种生态系统功能如生产力、养分循环和固存能力、土壤涵养水分能力等,运用降维因子分析的方法计算了生态系统多功能性,综合分析了植物物种多样性与生态系统功能和多功能性间的关系。结果表明：高寒草甸退化显著降低了Margalef指数、Shannon-weiner指数、Simpson指数和Pielou指数(P<0.05),各生态系统功能趋于恶化。高寒草甸退化导致生态系统多功能性的下降,综合统计量结果为轻度退化(21.9955)＞中度退化(8.7295)＞重度退化(—30.7245)。植物物种多样性与生态系统多功能性之间均存在正相关关系,其中Simpson指数与生态系统多功能性指数拟合的结果最好,说明高寒草甸生态系统多功能性受植物物种多样性的制约。本研究可为青藏高原草地退化及恢复的过程和机理研究提供理论依据。     

生物多样性及其保护

介绍了生物多样性概念及与生态系统结构和功能的关系,分析了生物多样性减少的主要人为因素与途径,提出了生物多样性研究的主要内容及利用遥感和地理信息系统(GIS)技术进行生物多样性保护的方案。     

放牧对草地生态系统的影响

草地生态系统是陆地生态系统的一个重要组成部分,在全球变化和生态系统功能方面发挥着重要的作用.综述了我国草地的利用现状和问题,并就草地的主要利用方式——放牧对草地生态系统中植物、土壤和家畜的影响进行了总结,提出适度放牧可以有效促进草地生产力的提高和生物多样性的维持.在草地管理过程中,控制适宜的载畜率是当前草地畜牧业发展的关键.     

不同类型高寒草地群落物种特征和均匀度的重要性

通过对不同类型草地生产力与物种特征(重要值)、均匀度之间的关系研究,结果表明:群落物种特征(重要值)与生产力之间呈极显著的线性关系;物种均匀度与生产力之间呈负线性关系,但差异不显著.在自然生态系统中,由于物种间的相互作用(资源的竞争利用),物种数目在不同类型草地群落的物种组成上的不均匀分布,导致不同生境条件下均匀度的异同.     

Effects of plateau pika on the relationship between plant species diversity and functional diversity in alpine meadow北大核心CSCD

The relationship between plant species diversity and functional diversity in grassland will change with environmental changes. The plateau pika （Ochotona curzoniae） has an effect on the hydrothermal process of alpine meadow in its nesting area. However,it is not clear whether the disturbance of plateau pika effects the relationship between plant species diversity and functional diversity in alpine meadow. A random stratified and paired design was used to select plots in Luqu county in Gansu Province,and Qilian and Gonghe Counties in Qinghai Province and a field survey was conducted to investigate the effects of plateau pika disturbance on the relationship between plant species diversity and functional diversity of the alpine meadow. It was found that plateau pika disturbance significantly increased the plant species richness index and the species diversity index but did not significantly affect the species evenness index. Plateau pika disturbance significantly increased plant functional richness index （P< 0.05） but had no significant effect on the plant functional evenness index or the functional divergence index. With plateau pika disturbance effects,the relationship between plant functional richness index and species richness index changed from a logarithmic function to a quadratic function,and the relationship between plant functional evenness index and species evenness index changed from non-significant to significantly positive. In addition, positive correlations between functional richness index and species richness index,and functional richness index and species diversity index were significantly decreased,as were negative correlations between functional divergence index and species richness index,and functional divergence index and species diversity index were significantly decreased. The findings of this study provide basic information for understanding the mechanism of species coexistence of plant communities under plateau pika disturbance and help understanding of how plant diversity effects in an alpine meadow ecosystem function under plateau pika disturbance. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

不同利用方式对大针茅草原生态系统多功能性的影响

为探究不同利用方式对大针茅(Stipa grandis)草原生态系统多功能性的影响,本研究以大针茅草原为研究对象,比较了刈割、放牧以及围封3种不同草地利用方式下大针茅草原生态系统多功能性的差异及其主要影响因素。结果表明：刈割显著提高了植物群落Shannon-Wiener指数和Margalef指数(P<0.05);围封和刈割下生态系统多功能性显著高于重度放牧,而且重度放牧显著降低了碳循环指数和氮循环指数(P<0.05);植物多样性与生态系统多功能性呈显著的正相关关系(P<0.05),植物多样性与土壤环境因子综合解释了生态系统多功能性72.75%的变化,综合考虑土壤环境因子有利于提高对生态系统多功能性的解释量。综上所述,重度放牧显著降低了生态系统多功能性,导致草地加剧恶化,而刈割在维持较高水平的生态系统多功能性的同时显著提高了植物多样性,因此,与围封和重度放牧相比,刈割下草地恢复状态最佳。     

The Rise of Conservation in South Africa: Settlers,Livestock and the Environment 1770–1950 — William Beinart 2003

The hump-back relationship between species diversity and productivity predicts highest species richness at intermediate levels of biomass, and low species numbers in least and most productive habitats. Sodic patches of semi-arid savannas are considered ‘nutrient hotspots’ by producing high-quality forage. The impact of biomass reduction (due to overgrazing) and accumulation (in the absence of herbivores) on herbaceous species richness and diversity is still unknown for these hotspots. We tested the relationship between biomass and herbaceous species richness/diversity in savanna sodic sites across varying biomass levels obtained through different herbivore exclosures. LOWESS and quadratic regression analyses revealed a unimodal species richness/ diversity–biomass relationship for biomass <2 500?kg ha?1. Species richness and diversity in the sodic zone peaked at 1 300?kg ha?1, followed by a steady decline. At biomass levels exceeding 2 500?kg ha?1, i.e. where herbivores have been excluded for 10 years, the decline in species richness and diversity stabilised. Despite many debates surrounding unimodal relationships and the intermediate disturbance hypothesis, this study confirmed a peak in species richness and diversity at intermediate biomass levels in a herbivory-adapted ecosystem. Herbivores drive ecosystem heterogeneity and enhance herbaceous species richness and diversity by keeping biomass at intermediate levels (i.e. <2 500?kg ha?1 for this sodic site).     

青藏高原生物多样性

生物多样性包含生态系统多样性、物种多样性、基因多样性和景观多样性。青藏高原是我国生物多样性极其丰富且保存相对完好的地域之一。本文从物种多样性和生态系统多样性两个层面对青藏高原这块神秘土地上的生物多样进行综述,以便为保护利用该地区的自然资源提供最基本的知识支撑。