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.     

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...     

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,生态系统功能与时空尺度

生物多样性与生态系统功能的关系已成为重大的科学问题呈现在生态学界。大量的研究表明, 生物多样性对系统生产力、分解性、养分循环以及稳定性等多种功能均有重要影响。本研究在众多研究的基础上, 就生物多样性的基本内容——物种多样性对生态系统功能的2个方面,即生产力和入侵性的关系模式、作用机理、存在的争议, 以及时空尺度对其的影响作一综述。通过生物多样性与生态系统功能关系基本理论的探讨, 阐明生物多样性对生态系统功能的重要影响及潜在机理, 以期为相关研究者提供科学参考, 以促进我国的生物多样性研究。     

浅谈兴凯湖湿地自然保护区建设

<正>湿地是人类最重要的环境资源之一,也是自然界富有生物多样性和较高生产力的多类型,多层次的复杂生态系统,具有水陆过渡性、系统脆弱性、功能多样性和结构复杂性等特征,支撑着独具特色的物种和较高的生产力。湿地不但具有丰富的资源,还有巨大的环境调节功能,湿地为人类提供了巨大的经济效益,生态效益和社会效益。湿地在提供水资源、调节气候、涵养水源、均化洪水、促淤造陆、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面发挥了重要作用。     

黄土丘陵区生物多样性与生态系统功能响应关系的分析

为探究黄土高原植物群落生物多样性与生态系统功能的关系，本研究以黄土丘陵区不同环境条件下稳定的自然植物群落为对象，采用3个物种多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数)和4个功能多样性指数(FRic功能丰富度、FDiv功能趋异指数、FEve功能均匀度和FDis功能离散度),选取地上生物量(Aboveground biomass, AGB)、土壤全氮(Soil total nitrogen, STN)、土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)和土壤全磷(Soil total phosphorus, STP)作为生态系统功能指标，运用冗余分析和全因子回归的方法对影响生态系统功能的因素进行分析。结果表明：Shannon指数、STP随降雨量和气温递增呈现先递增后递减的趋势，FRic呈递减趋势，FDiv, AGB,SOC,STN呈递增趋势(P<0.05);年均降雨量Pa对生态系统功能的贡献值达到21.5%,功能多样性指数(FDiv, FDis, FEve)对生态系统功能的贡献值要高于物种多样性(Shannon指数),...     

根系生态位差异对生态系统的影响

根系对于植物、群落及生态系统都具有重要的作用,同样外界环境也会对植物产生影响,二者相互作用.拥有较高植物多样性的群落,其根系生态位差异对整个群落的生物量、根系分布、土壤结构及营养资源分配均会产生不同程度的影响,而这些影响会决定群落的物种共存和生态稳定等情况,本文对国内外与根系相关的文献进行总结后得出:1)物种多样性较高的群落其生产力较高,且随着物种丰富度的增加,群落生物量的增加与深根植物根系生物量的增加关系更加密切;2)物种丰富度不同的群落会导致植物根系生态位垂直分布,因此根系分泌物及根系性状会影响土壤团聚体等结构特征和养分利用情况,达到改善土壤营养的目的,同时浅、深根系物种有利于物种共存和更好地利用土壤资源;3)根系的互补和选择效应均会对生态系统产生作用,且随着物种多样性的增加,互补效应增强,选择效应降低,互补效应被认为是增大资源利用率的关键,同时发现互补效应会受到群落中特定物种和竞争之间相互作用的影响.本文简要概述了根系对陆地生态系统的相关影响,并对根系研究做一定的展望,指出了根系生态学研究两点值得关注的内容,包括:1)群落对垂直分布的地下根系性状变化的影响还有待进一步验证、明确;2)由于根系采样较难,今后的研究要多与现代分子技术和影像技术相结合,更好展示地下根系状态.     

细菌多样性及其在农业生态系统中的作用

简述了细菌的物种多样性、适应多样性、营养代谢类型多样性和遗传多样性以及环境对其多样性的影响。细菌在农业生态系统中不仅在调节植物生长发育、抑制病原微生物方面具有积极的作用，而且在生态系统中的营养元素矿化、土壤肥力的保持和提高以及能量转化和物质循环等方面具有其他生物无法代替的作用。因此，加强对细菌功能和多样性的研究，有助于持续开发应用和保护微生物资源，充分发挥微生物在生态系统中的作用。     

细菌多样性及其在农业生态系统中的作用

简述了细菌的物种多样性、适应多样性、营养代谢类型多样性和遗传多样性以及环境对其多样性的影响。细菌在农业生态系统中不仅在调节植物生长发育、抑制病原微生物方面具有积极的作用，而且在生态系统中的营养元素矿化、土壤肥力的保持和提高以及能量转化和物质循环等方面具有其他生物无法代替的作用。因此，加强对细菌功能和多样性的研究，有助于持续开发应用和保护微生物资源，充分发挥微生物在生态系统中的作用。     

根系生态位差异对生态系统的影响

根系对于植物、群落及生态系统都具有重要的作用,同样外界环境也会对植物产生影响,二者相互作用。拥有较高植物多样性的群落,其根系生态位差异对整个群落的生物量、根系分布、土壤结构及营养资源分配均会产生不同程度的影响,而这些影响会决定群落的物种共存和生态稳定等情况,本文对国内外与根系相关的文献进行总结后得出:1)物种多样性较高的群落其生产力较高,且随着物种丰富度的增加,群落生物量的增加与深根植物根系生物量的增加关系更加密切;2)物种丰富度不同的群落会导致植物根系生态位垂直分布,因此根系分泌物及根系性状会影响土壤团聚体等结构特征和养分利用情况,达到改善土壤营养的目的,同时浅、深根系物种有利于物种共存和更好地利用土壤资源;3)根系的互补和选择效应均会对生态系统产生作用,且随着物种多样性的增加,互补效应增强,选择效应降低,互补效应被认为是增大资源利用率的关键,同时发现互补效应会受到群落中特定物种和竞争之间相互作用的影响。本文简要概述了根系对陆地生态系统的相关影响,并对根系研究做一定的展望,指出了根系生态学研究两点值得关注的内容,包括:1)群落对垂直分布的地下根系性状变化的影响还有待进一步验证、明确;2)由于根系采样较难,今后的研究要多与现代分子技术和影像技术相结合,更好展示地下根系状态。     

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。     

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.     

海拔梯度对藏北高寒草地生产力和物种多样性的影响

草地群落物种多样性和生产力在海拔梯度的变化规律及其关系, 以及不同功能群的变化一直是热点问题, 目前尚未得出一般性规律。本研究通过藏北地区那曲县日参波山样线的高寒草地样方调查实验, 分析各海拔梯度(4485~4635 m)植物群落生产力、结构和物种多样性的变化。结果表明, 随着海拔升高, 高寒草地植物群落生产力先增加后降低, 并在海拔4535~4585 m左右达到最佳;莎草类在群落由相对优势变为绝对优势, 禾草类和杂草类的重要值以不同幅度下降, 豆科类的重要值先上升后下降;物种丰富度、Shannon-Weiner 多样性指数、Simpson多样性指数和E.Pielou均匀度指数均呈现“单峰”型格局, 物种多样性指数与地上生物量呈正相关关系, 但只能作为部分解释地上生物量变化的因素。     

Human disturbance,climate and biodiversity determine biological invasion at a regional scale

Many factors may affect biological invasion, but their effects have not been quantitatively calculated. Recent studies on the relationship between biodiversity and biological invasion are still controversial. Native biodiversity and alien species diversity are often positively correlated in large‐scale observation studies, but negatively correlated in small‐scale experimental studies. By using partial correlation and principal component regression methods, we found that human disturbance, climate, native biodiversity and their interactions explained, respectively, 30.3, 34.6, 26.4 and 4.4% of the variation in alien species diversity (ASD) and 50.3, 22.2, 10.8 and 5.5% of the variation in the relative invasibility of alien species (RIA = ASD/native biodiversity) at the regional scale in China. The correlation between ASD and native biodiversity is positive, but the correlation between RIA and native biodiversity is negative. Island and coastal provinces have suffered heavier biological invasions than inland provinces. These findings indicate that biological invasion is mostly determined by human disturbance and favorable climate, but less determined by native biodiversity. A disturbance‐dependent niche‐vacancy hypothesis is proposed to explain the contradictory observations in large‐and small‐scale studies.     

高寒草甸优势种功能多样性对增温和模拟放牧的响应

为探究全球变化背景下高寒草甸优势牧草的功能性状与生态系统功能的关系及变化,本研究以高寒草甸的3种优势种矮嵩草（Kobresia humilis）、冷地早熟禾（Poa crymophila）和垂穗披碱草（Elymus nutans）为试验材料,采用国际通用的开顶式生长小室（Open top chambers,OTC）的增温方法模拟全球变暖,测定增温后优势种的功能多样性指标以及群落的生产力和稳定性。结果表明：中度增温对高寒草甸群落功能丰富度和功能离散度有积极影响,但降低了功能均匀度,而轻牧只提高了功能离散度;增温和放牧均会降低高寒草甸群落稳定性和地上生产力。高寒草甸的群落稳定性与地上生产力没有显著关系;优势种的功能多样性并不影响群落稳定性,但是与群落地上生物量是负相关关系,增温没有改变这种影响方式,轻度放牧会调控优势种的功能多样性以提高地上生产力。在未来持续气候变化的背景下,适度放牧是一种保持草地可持续发展的良好管理方式。     

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。     

时间尺度上草地物种多样性和地上生产力的关系

物种多样性与地上生产力的关系一直是生态学研究的核心,但较少关注时间尺度上二者的关系。本研究以宁夏云雾山典型草原为研究对象,基于40年的定位观测试验,利用物种丰富度和植物多度作为物种多样性的衡量指标,地上生物量作为地上生产力的衡量指标,通过局部加权回归(Loess)、一般线性模型(GLM)等分析方法,检验物种丰富度、植物多度和地上生产力的变化趋势以及它们之间的关系。结果表明：在过去40年,物种丰富度和地上生物量随时间的变化整体表现为“单峰”状,即演替前期(1982—1993)上升、演替中期(1994—2011)相对平缓,演替后期(2012—2021)下降的变化模式,而植物多度则整体呈上升趋势。物种丰富度-地上生物量和植物多度-地上生物量之间均表现为“单峰”关系;物种丰富度与植物多度之间则表现为“倒单峰”关系,但它们之间的关系会因演替阶段的不同而发生变化。