青藏高原特有植物分子谱系地理学研究现状

分子谱系地理学是研究物种或近缘物种遗传谱系地理格局和历史成因机制的一种研究方法.通过重建物种进化历史过程可探讨以往地质事件、地形地貌和气候变化对生物物种形成、分化和扩散的影响.文章通过对近几年来青藏高原特有植物分子谱系地理学研究所取得重要成果的介绍,探讨了高原特有植物谱系地理结构,分析和总结了冰期高原植物微型避难所分布格局、居群各分支分化时间和冰期后回迁和扩散模式等.这些研究结果表明,青藏高原不同植物物种具有不同的冰期避难所分布格局和历史扩散特征.     

青藏高原特有植物分子谱系地理学研究现状

分子谱系地理学是研究物种或近缘物种遗传谱系地理格局和历史成因机制的一种研究方法.通过重建物种进化历史过程可探讨以往地质事件、地形地貌和气候变化对生物物种形成、分化和扩散的影响.文章通过对近几年来青藏高原特有植物分子谱系地理学研究所取得重要成果的介绍,探讨了高原特有植物谱系地理结构,分析和总结了冰期高原植物微型避难所分布格局、居群各分支分化时间和冰期后回迁和扩散模式等.这些研究结果表明,青藏高原不同植物物种具有不同的冰期避难所分布格局和历史扩散特征.     

植物群落谱系结构与多样性格局研究进展——基于CiteSacep的知识图谱分析

群落构建机制在群落生态学中占据关键地位，探究物种亲缘关系的发展有助于了解群落形成的过程.基于CNKI和Web of Science核心数据库，采用文献计量法和CiteSpace软件探讨了植物群落谱系结构及多样性格局的研究进展.结果表明，植物群落谱系结构随着空间尺度的增大而逐渐聚集；时间尺度上，随着径级增大和群落演替加深而逐渐分散；分类群尺度越小，谱系则趋于分散.不同空间研究尺度下，群落多样性格局具不同特征：物种多样性随纬度上升而降低；群落多样性与海拔的关系包括：正相关、负相关、中等海拔多样性最高、中等海拔多样性最低、与海拔梯度无关等.综合传统谱系树构建与DNA条形码技术相结合的研究方法，有助于构建更加准确的谱系树.     

狮子关库区森林群落演替过程和结构动态

对狮子关库区森林群落演替过程和结构动态进行了研究。结果表明：1）演替过程包括从针叶林阶段，以针叶树为主的针阔混交林阶段到顶极常绿阔叶林阶段等6个过程；2）演替过程中不同群落的物种多样性和均匀度呈现规律性变化；3）演替主要标志体现在乔木林层优势树种的更替和物种分布格局的变动方面。     

铜铃山国家森林公园不同林型群落及植被多样性研究

为了解国家森林公园的群落组成、结构特征、物种多样性及稳定程度,采用浙江铜铃山45个样地数据对其不同林型进行了研究,结果表明:7个林型(常绿阔叶林、针阔混交林、常绿落叶阔叶混交林、毛竹林、毛竹针叶混交林、毛竹常绿混交林和针叶林)的物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Simpson优势度指数(D)、均匀度指数(J_W)和多样性阈值(D_v)均存在一定的差异,常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林和针阔混交林的乔木层多样性显著高于其他林型,灌木层各指数之间差异没有乔木层明显,但毛竹林显著比其他林型低,草本层毛竹林和针叶林显著高于其他林型;铜铃山乔木层物种多样性与海拔呈显著负相关,灌木层的S、H′和D_v指数与海拔呈显著负相关,而草本层各指数与海拔关系均不显著;7个群落均处于不稳定状态,而且与群落多样性指数之间没有明确关系,可能与各群落仍处于演替过程中后期阶段未发育至顶级群落有关.     

辽东山地老秃顶子北坡植物物种多样性的垂直分布格局

基于野外样方调查数据,以物种丰富度、α多样性指数和β多样性指数为测度指标,分析了辽东丘陵地区相对高差为867 m的中山山地——老秃顶子北坡植物物种多样性沿海拔梯度的分布格局.结果表明：（1）老秃顶子北坡植物物种丰富度的垂直梯度变化规律比较复杂,但总体呈现出了在中海拔地段物种丰富度谷、峰值连续出现的分布格局; （2）老秃顶子北坡植物群落的Shannon-Wiener指数在海拔667-1 267 m森林群落分布段内,随着海拔的升高呈波浪状起伏,其值在1.37-2.07间变动; 在海拔1 267-1 347 m灌丛、草甸群落分布段内,随着海拔的升高呈大幅度增加态势,至海拔1 347 m处达最大值3.95.Si mpson指数在海拔667-1 267 m间,随着海拔的升高其值在0.98-0.99间起伏,没有明显变化; 在海拔1 267-1 347 m间,随着海拔的升高呈明显降低态势,至海拔1 347 m处达最小值0.85; （3）老秃顶子北坡植物群落的Jaccard指数的3个谷值分别反映了海拔767-867 m是落叶阔叶林向针阔混交林的过渡带,海拔1 067-1 167 m是暗针叶林向针阔混交林的过渡带,海拔1 317-1 347 m是灌丛群落向草甸群落的过渡带; 而Cody指数的2个峰值分别反映了海拔1 167-1 267 m是针阔混交林向落叶阔叶林的过渡带,海拔1 317-1 347 m是灌丛群落向草甸群落的过渡带.     

大瑶山国家级自然保护区中山针阔混交林的植物多样性

【目的】阐明中山针阔混交林群落的物种多样性形成机理、分异规律及维持机制。【方法】在全面踏查的基础上,通过建立12块20m×20m的调查样地,研究中山针阔混交林的植物群落组成、植物多样性及分异规律。【结果】银杉混交林共有植物56科76属94种,长苞铁杉混交林共有植物51科78属103种,广东五针松混交林有30科43属66种,小叶罗汉松混交林有29科38属49种。银杉混交林的针阔叶树优势种分别是银杉(Cathaya argyrophylla,重要值IV为34.86)、长苞铁杉(Tsuga longibracteata,47.70)、五列木(Pentaphylax euryoides,27.69)、信宜杜鹃(Rhododendron faithiae,18.07);长苞铁杉混交林相应为长苞铁杉(63.44)、五列木(51.03)、马蹄荷(Exbucklandia populnea,13.24);广东五针松混交林为广东五针松(Pinus kwangtungensis,43.19)、五列木(59.09)、大头茶(Polyspora axillaris,44.49)、马蹄荷(26.10);小叶罗汉松混交林为小叶罗汉松(Podocarpus wangii,58.22)、福建柏(Fokienia hodginsii,32.89),南华杜鹃(Rhododendron simiarum,66.31)。中山区4种混交林中乔木层的物种丰富度没有显著差异(P0.05),而灌木层和草本层的物种丰富度存在显著差异(P0.05),乔木层和灌木层的植物多样性指数无显著差异(P0.05);长苞铁杉混交林中草本层的物种多样性指数显著高于广东五针松混交林(P0.05);其它类型间差异不显著(P0.05)。【结论】中山区特殊的气候和土壤条件是针阔混交林形成的主要原因,而作为优势种的针阔叶树种的生态生物学特性是维持中山区针阔混交林物种多样性的关键。     

云南鸡足山元江栲群落和高山栲群落的群落多样性研究

本文报告云南鸡足山元江栲群落和高山栲群落多样性的研究结果．群落多样性包括物种多样性和结构多样性．研究表明：①群落的物种多样性,元江栲群落低于高山栲群落;发育盛期群落低于过渡地段的或发育晚期的群落;高山栲群落随层次的升高指数降低,元江栲群落则以灌木层为最高、草本层较低．②结构多样性用考虑群落层次结构时物种多样性指数的增量来度量,元江栲群落高于高山栲群落;发育盛期群落高于过渡地段的或发育晚期的群落．③比较稳定的植物群落,其物种多样性指数较低,而结构多样性指数较高．     

西天目山低山地区常绿针阔混交林鸟类群落的垂直格局

鸟类群落的结构与植物群落的结构有着紧密联系.随着植株高度的增加,植物群落结构和密度都会发生变化,并引起一系列非生物因子(如光照强度、温度等)的变化.受这些因子的影响,鸟类群落在不同高度的分布格局具有很大差异.对西天目山低山地区常绿针阔混交林中不同垂直高度鸟类群落的特征以及鸟类活动范围的研究表明:鸟类群落存在明显的垂直分层现象,植物群落中层的鸟类种类和多样性均高于植物群落上层和下层,且在植物群落中层鸟类的活动范围大于植物群落上层和下层鸟类的活动范围.这可能与不同垂直层次的食物资源分布以及鸟类之间的竞争有关.本研究结果为森林管理及鸟类保护提供了依据.     

河南省石人山自然保护区针阔叶混交林群落生态特征(Ⅱ)(续完)

采用法瑞学派植被生态学的研究方法,在确定群落最小面积的基础上设置典型样地研究了石人山自然保护区油松 锐齿栎混交林、油松 短柄枹混交林等针阔叶混交林的生境特征和群落的基本生态学特征,为自然保护区管理和植物群落生物多样性的保护提供了科学理论依据.     

Diversity of arbuscular mycorrhizal fungal spore communities and its relations to plants under increased temperature and precipitation in a natural grassland

Arbuscular mycorrhizal fungi(AMF)form mutualisms with most plant species,and therefore,understanding how AMF communities will respond to climate change is essential for predictions of changes in plant communities.To evaluate the impact of global climate change on AMFs and plant-AMF interactions in a natural grassland in Inner Mongolia,both artificial warming and watering treatments were assigned to experimental plots.Our results indicate that(1)warming and precipitation significantly affected the relative spore abundance of abundant sporulating AMF species;(2)the relative abundance of weak sporulating AMF species and AMF diversity decreased under experimental warming;(3)evidence was found that the composition of the AMF community in a given year might be correlated with plant community composition in the following year;and(4)grasses and forbs showing different preferences to Claroideoglomus etunicatum or Ambispora gerdemannii dominated plots.Our results imply that climate change appears to induce changes in AMF assemblages with knock-on effects on grassland plant communities.AMF communities may play a much more important role than we have thought in the responses of ecosystem to global climate changes.     

雅鲁藏布江巨柏分布区植物群落特点、分布与环境解释

在植物群落和环境特征的野外调查观测基础上，通过双向指示种分析(TWINSPAN)聚类和典范对应分析(CCA)排序的方法，研究了巨柏(Cupressus gigantea)分布区植物群落分布及与环境的关系．结果表明:巨柏分布区植物群落结构简单，可分为3类，包括巨柏群落、巨柏-白莲蒿(Artemisia sacrorum)群落和高山松(Pinus densata)群落．CCA排序结果显示:第1排序轴与海拔和土壤含水量、密度、质地关系显著，主要反映水热和土壤条件的影响；第2排序轴与纬度、坡向和土壤磷含量、年降雨量、土壤全钾、土壤氮磷比相关，主要反映土壤营养、降水和光照条件的变化．影响该区域群落分布变化的主要原因是海拔和坡向变化造成的水热差异，以及土壤理化性质的不同．巨柏群落、巨柏-白莲蒿群落、高山松群落分布的主要海拔范围分别为3 000~3 400、>3 400~3 500、>3 500~3 600 m．研究结果为深入认识巨柏分布区的植物群落环境特征提供了科学参考，有助于更加有效地保护巨柏植物资源．      

Sky islands of southwest China. I: an overview of phylogeographic patterns

Sky islands are high-elevation areas in continental mountain ranges,which are geographically isolated.We adopted this concept for the mountains in southwest China,which are among the most important biodiversity hot spots on earth.We reviewed the phylogeographic studies of this area and highlighted the sky-island features.We concluded that the genetic structures of species in these islands were shaped by complex topography,climate and habitats.The global climate change,such as Pleistocene climate fluctuations and periodic uplift of the Qinghai–Tibetan Plateau,also have important effects on biodiversity and geographic patterns,when species have responded idiosyncratically by changing their distributions or through adaptation.Future research needs in sky islands include multilocus data and comparative phylogeographic studies,integrating with the methodological advances in the other fields.Using these approaches,we can examine to what degree the geographic,climate and/or biological factors,shape strong geographic patterns,promote diversification/speciation and preserve species/genetic diversity.We hope this paper will inspire future work to uncover the mechanism that has generated the endemic biodiversity and to further resolve the most essential problem:How to protect the biodiversity with limited funding during the coming drastic global climate change.     

内蒙古灌木群落物种丰富度与气候的关系

为了验证几种重要的物种多样性地理格局假说(水分能量动态假说、生产力假说、寒冷忍耐假说、生态学代谢假说)在干旱、半干旱地区灌木群落中的适用性, 对内蒙古中西部地区1100 km样线内的灌木群落进行调查, 结合气候数据、植被归一化指数研究不同气候或生产力因子对群落物种丰富度的解释能力。同时研究了不同功能型的植物在物种多样性?气候关系方面的差异, 包括不同的生活型(木本、草本)、水分生态型(旱生、中旱生、中生)。结果表明: 1) 水分能量动态假说能较好地解释本研究区灌木群落多样性的地理格局, 植物能获得的有效水分是影响物种丰富度的主要因素; 2) 研究结果与代谢假说的预测相反, 该假说无法解释干旱、半干旱区的群落多样性格局, 结果不支持寒冷忍耐假说在研究区的适用性, 而生产力也只能解释部分功能型的物种丰富度; 3) 不同功能型的植物对气候、 生产力梯度的响应表现出很大的差异, 物种的生态特性以及种间相互作用对物种丰富度格局有着重要的影响, 深入理解群落的构建机制可能是理解生物多样性的地理格局所必需的。     

浙江天台山七子花群落与其他森林群落物种多样性比较

应用物种丰富度、物种多样性指数及群落均匀度等对分布在浙江天台山的七子花群落与马尾松群落、甜槠群落、苦枥木群落的物种多样性进行了比较．结果表明，对木本植物而言，七子花群落的物种丰富度比马尾松群落、甜槠群落大，比苦枥木群落小；七子花群落的物种多样性指数、群落均匀度均比马尾松群落、甜槠群落、苦枥木群落大；各群落的木本植物物种多样性均大于草本植物。一般地，七子花群落的乔木层、灌木层、草本层的物种多样性指数、群落均匀度比相应的马尾松群落、甜楮群落大。在七子花群落、马尾松群落、甜槠群落的垂直结构中，物种多样性指数由大到小的顺序为灌木层-乔木层-草本层。     

乌金山植物群落物种多样性的垂直分布格局

在乌金山适合地段沿海拔梯度设置11个样地,采用数量分类,对乌金山植物群落类型、物种组成和物种多样性的垂直分布格局进行调查.结果表明：（1）随着海拔的升高,森林群落依次为油松林、侧柏林、油松侧柏混交林、油松山桃山杏混交林、白皮松林、油松白皮松混交林.（2）11个样地中共调查到乔木13种,灌木16种,草本31种.（3）物种丰富度成明显的单峰分布格局,最大的丰富度出现在中海拔群落中.木本植物的物种丰富度随着海拔高度的增加而下降,草本植物的物种丰富度随着海拔高度的增加先增加后下降.（4）沿海拔梯度森林群落的最大树高、最大胸径、平均树高和平均胸径等群落结构均呈单峰分布格局.（5）α多样性沿海拔梯度变化趋势与物种丰富度相似,但没后者明显.β多样性随海拔的升高而有所降低,在低海拔较高.（6）在调查的海拔范围内,海拔梯度是影响植物群落分布的主要因子,坡度坡向为次要因子,海拔比坡度坡向对群落的结构特征、物种丰富度以及（α、β）多样性的影响更大,而在局部尺度上,人为干扰以及小地形导致的生境异质性对群落物种多样性有着重要影响.     

泥炭湿地物种多样性、生产力与土壤养分关系

按照水位梯度将金川泥炭地的植物群落划分为4个类型(臌囊苔草-柳叶绣线菊群落、芦苇-臌囊苔草群落、臌囊苔草群落和油桦-臌囊苔草群落),研究4个群落的物种多样性与生产力及土壤养分的关系.结果表明:随着水位的升高,4个群落的生物量逐渐减少,水位最低处的臌囊苔草-柳叶绣线菊群落的地上生物量最高;4个群落中地下水位、生物量、土壤全氮、土壤全磷和物种多样性均存在显著差异(P0.05),土壤有机质差异不显著;物种多样性仅与土壤全磷呈显著正相关关系(P0.01),与全氮、有机质和地下水位无相关性;生物量随土壤全氮、全磷的增加显著增加,与湿地水位呈显著负相关,与土壤有机质含量之间关系不显著.金川泥炭地群落生产力的分布与土壤全氮、全磷和泥炭地水位的关系密切;土壤全磷可能是影响物种多样性的主要因子.     

Resource-based niches provide a basis for plant species diversity and dominance in arctic tundra.

Ecologists have long been intrigued by the ways co-occurring species divide limiting resources. Such resource partitioning, or niche differentiation, may promote species diversity by reducing competition. Although resource partitioning is an important determinant of species diversity and composition in animal communities, its importance in structuring plant communities has been difficult to resolve. This is due mainly to difficulties in studying how plants compete for below-ground resources. Here we provide evidence from a 15N-tracer field experiment showing that plant species in a nitrogen-limited, arctic tundra community were differentiated in timing, depth and chemical form of nitrogen uptake, and that species dominance was strongly correlated with uptake of the most available soil nitrogen forms. That is, the most productive species used the most abundant nitrogen forms, and less productive species used less abundant forms. To our knowledge, this is the first documentation that the composition of a plant community is related to partitioning of differentially available forms of a single limiting resource.     

红枫湖水库消落带植物物种组成及群落物种多样性研究

通过对红枫湖土质缓坡消落带、岩质岸坡消落带和河口型消落带植物群落进行调查,分析其草本植物群落物种组成、结构特征以及群落多样性.结果表明:共统计105种草本植物,隶属42科92属,菊科和禾本科居多,物种数随着海拔的增大呈现先增大后减少的趋势;土质缓坡消落带、岩质岸坡消落带群落物种多样性指数随高程变化呈一定的时空异质性,河口型消落带群落物种多样性指数沿入湖口至河流上段差异性不显著.消落带植物物种组成和群落多样性的变化来自于高程梯度造成的水淹强度及不同消落带微生境的差异,可见,消落带植物群落分布受海拔、地形的共同影响.     

Changes in plant community composition lag behind climate warming in lowland forests

Climate change is driving latitudinal and altitudinal shifts in species distribution worldwide, leading to novel species assemblages. Lags between these biotic responses and contemporary climate changes have been reported for plants and animals. Theoretically, the magnitude of these lags should be greatest in lowland areas, where the velocity of climate change is expected to be much greater than that in highland areas. We compared temperature trends to temperatures reconstructed from plant assemblages (observed in 76,634 surveys) over a 44-year period in France (1965-2008). Here we report that forest plant communities had responded to 0.54 °C of the effective increase of 1.07 °C in highland areas (500-2,600 m above sea level), while they had responded to only 0.02 °C of the 1.11 °C warming trend in lowland areas. There was a larger temperature lag (by 3.1 times) between the climate and plant community composition in lowland forests than in highland forests. The explanation of such disparity lies in the following properties of lowland, as compared to highland, forests: the higher proportion of species with greater ability for local persistence as the climate warms, the reduced opportunity for short-distance escapes, and the greater habitat fragmentation. Although mountains are currently considered to be among the ecosystems most threatened by climate change (owing to mountaintop extinction), the current inertia of plant communities in lowland forests should also be noted, as it could lead to lowland biotic attrition.