内蒙古草地土壤细菌生物多样性与 生产力的相关关系分析

以内蒙古草地土壤细菌为研究对象,在3个不同的空间尺度上采集土壤样品,探讨内蒙古草地土壤细菌群落生物多样性与生产力之间的关系.内蒙古草地土壤细菌物种丰富度很高,达到上千个实用分类单元(OTUs);分属14个门,其中放线菌、变形菌和酸杆菌相对多度之和达80%以上.细菌群落生物量(每克干土DNA条带数)介于2.91×108~4.28×109条·g-1.稀化处理后的细菌OTUs数目、香侬-威纳指数和辛普森指数分别为721.79~1 023.47、5.84~6.21和82.98~229.02.但是,土壤细菌群落的生物多样性与生产力之间并不存在显著的相关关系,并且该模式与地理尺度无关.该结果暗示着该地区土壤细菌可能是中性或者近中性共存.     

青藏高原亚高寒草甸封育区鼢鼠扰动对植物群落物种多样性和生产力的影响

从群落和功能群两个水平出发,通过对比分析不同恢复年限的鼢鼠土丘植物群落的物种多样性和生产力特征差异,了解小尺度斑块扰动对草地植物群落组成结构及功能特征的影响,探讨相应尺度上植物群落的物种多样性和群落生产力的关系.结果表明:亚高寒草甸围栏封育区内鼢鼠土丘植被的演替过程中,群落水平的物种丰富度和多样性指数均呈对数增长模式,群落内物种均匀性指数亦逐渐增加,群落生产力线性显著增加;功能群水平上,短命类杂草的物种丰富度的变化趋势不显著,但其在群落中的相对盖度逐渐降低,地上生物量先增加后降低;多年生杂类草的物种丰富度、相对盖度和地上生物量均呈极显著的增加模式;豆科植物的物种丰富度和地上生物量均呈显著增加模式,而其相对盖度逐渐增加,但拟合结果不显著;禾本科植物的物种丰富度、相对盖度和地上生物量均呈显著增加模式;群落物种多样性与生产力均呈极显著正相关关系;功能群水平上,4种类群植物的物种丰富度与群落生产力呈显著正相关关系,多年生杂类草和豆科植物的香浓威纳指数与其相应类群生产力呈显著正相关关系,而短命杂类草和禾本科植物的香浓威纳指数却与其相应类群的生产力呈正相关关系但不显著.围封条件下,随鼢鼠土丘植物群落的演替,群落物种丰富度的增加对生产力的促进作用,可能是由不同功能群间生态位的差异、物种间对资源的互补性利用能力和扩散限制引起的.     

内蒙古草原锡林河流域植物群落生物量及多样性沿土壤水分含量梯度的变化

在内蒙古草原锡林河流域土壤水分含量梯度上,测定土壤含水量并调查植物群落样方,探讨植物群落生物量及多样性沿水分梯度的变化.发现植物群落地上生物量和物种丰富度与土壤含水量之间呈显著的单峰关系;而香侬威纳指数和Pielous均匀度指数与土壤含水量之间不存在显著的相关关系.植物群落物种丰富度和香侬威纳指数与地上生物量之间呈显著的正相关关系;而Pielous均匀度指数与地上生物量之间不存在显著的相关关系.结果表明土壤含水量对半干旱草原植物群落的丰富度和生产力的影响极为显著,但不同土壤含水量对群落均匀性的影响有限,说明除土壤含水量外还有其他因素影响草原植物群落的结构.     

土壤细菌和真菌群落的物种续存模式对扰动的响应

通过研究物种存活概率和局域多度间的关系, 对微生物群落动态是否符合中性假说进行检验. 使用野外采集的土壤进行土壤微宇宙实验,微宇宙经受了稀释扰动,剔除一些非常稀有的物种. 微宇宙经过恢复培养后, 用454高通量焦磷酸测序方法分别对土壤细菌16SrRNA 基因和真菌18SrRNA 基因进行测序, 检测多度≥1的物种, 从而探究细菌和真菌物种组成相对于源土壤发生的变化. 结果发现: 恢复生长过程中细菌和真菌物种丰富度都显著降低(>50%); 受到扰动的微宇宙恢复生长以后, 土壤细菌和真菌物种存活概率与其在源土壤中的初始相对多度之间呈正相关, 这个结果符合中性假说的预测,即最初多度较高的物种平均灭绝概率较低.      

木林子天然次生林典型群落物种多度分布格局的尺度效应

物种多度分布格局作为研究群落结构的基本格局,是理解群落性质的重要基础.为分析物种多度格局对取样面积的响应,探讨多度格局的形成机制,本研究以木林子国家级自然保护区典型群落——川陕鹅耳枥+青冈-水马桑(Carpinus fargesiana+Cyclobalanopsis glauca-Weigela japonica)群落15个20 m×20 m森林动态监测样地为背景,采用累积经验分布函数描述6个取样尺度(10 m×10 m,20 m×20 m,30 m×30 m,40 m×40 m,50 m×50 m,60 m×60 m)物种多度分布的空间变异性,进而用断棍模型拟合物种多度分布曲线,并基于χ2检验和AIC值检验模型拟合效果.结果表明:(1)6个尺度下物种的多度分布较为均匀,且群落中稀有种和常见种的比例相对稳定.(2)断棍模型在各个尺度下均可以被接受,且在越小的尺度上拟合效果越好.(3)生态位理论在小尺度上能较好的解释断棍模型与实际物种多度分布格局的差异.     

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.     

昆明西山常见草本植物在不同群落中的关联性研究

研究了昆明西山38种常见草本植物在8类群落中的分布状况及种间结合的关联度.就相关显著性分析,发现草本层物种的结合情况在不同的群落之间有较大的空间异质性:呈极显著相关的种对数不多,同一种对在不同群落中可能出现不同的结合状况;所调查的8类群落中,在2种类型的群落中都呈极显著正相关或极显著负相关关系的种对仅有5对.     

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.     

浉河河岸带草本群落数量分类、排序及物种多样性

在信阳市浉河河岸带湿地设置30个草本群落样地,利用TWINSPAN分类和DCA排序相结合的方法划分其群落类型,并利用CCA和RDA排序探讨环境因子对群落物种分布及物种多样性的影响.结果表明:30个样地群落可划分为3种群落类型,分别为菵草+酸模+红蓼群落、马唐+鬼针草+水蓼群落、藜+酸模群落.菵草+酸模+红蓼群落为主要类型,物种TWINSPAN分类及DCA排序清晰地反映出了群落所在生境的水分梯度变化.CCA排序显示,决定物种分布的主导性环境因子为土壤速效氮和速效钾,大部分植物趋向分布于中低水平的土壤环境中.RDA排序显示,Patrick丰富度指数与土壤pH值具有密切的正向关系,Shannon-Wiener和Simpson多样性指数与土壤速效钾具有密切的正向关系,而Pielou均匀度指数与土壤速效氮具有极高的负向关系.     

黑石顶森林群落演替过程种间总体关联性分析

应用Schluter的方差检验法,在2种尺度下采用物种出现与否的二元数据及物种多度数据,对黑石顶自然保护区森林群落演替过程5个演替阶段种间联结动态进行了研究.同一尺度下采用2类数据进行测定,对测度结果表现出的差异所隐含的生态学意义进行了分析,认为这是由于多物种间环境适应性相同时,为降低种间竞争强度而产生的一定程度的种间分离.研究结果显示,演替过程各个群落多物种间的总体关联性在2个尺度下都表现为不同程度的正关联或无关联;不同群落种间分离随正关联程度的增加而加大,表明植物群落可能是一个自组织系统,通过自我调节,实现多物种间的稳定共存.     

A multiscale soil loss evaluation index

IMPROPER LAND USE BY MANKIND IS ONE OF THE MAIN CAUSES OF SOIL EROSION[1].THROUGH CHANGING VEGETATIVE COVER,SOIL PROPERTY AND RUNOFF VELOCITY,LAND USE AFFECTS THE OCCURRENCE AND DEVELOPMENT OF SOIL EROSION[2―5].AS SCALE CHANGES,NOTABLE CHANGES WILL OCCUR IN THE INTER-ACTIVE MECHANISMS BETWEEN LAND USE AND SOIL EROSION.CURRENTLY,RESEARCH ON LAND USE AND SOIL EROSION IS CHAN…     

Spatial scale dictates the productivity-biodiversity relationship

The diversity of life is heterogeneously distributed across the Earth. A primary cause for this pattern is the heterogeneity in the amount of energy, or primary productivity (the rate of carbon fixed through photosynthesis), available to the biota in a given location. But the shape of the relationship between productivity and species diversity is highly variable. In many cases, the relationship is 'hump-shaped', where diversity peaks at intermediate productivity. In other cases, diversity increases linearly with productivity. A possible reason for this discrepancy is that data are often collected at different spatial scales. If the mechanisms that determine species diversity vary with spatial scale, then so would the shape of the productivity-diversity relationship. Here, we present evidence for scale-dependent productivity-diversity patterns in ponds. When the data were viewed at a local scale (among ponds), the relationship was hump-shaped, whereas when the same data were viewed at a regional scale (among watersheds), the relationship was positively linear. This dependence on scale results because dissimilarity in local species composition within regions increased with productivity.     

热带人工种植园桑寄生植物空间分布格局初查

了解桑寄生空间分布格局与群落寄主多样性、组成及相关性状的关系,对掌握物种间关系和群落结构有重要的生态学意义.研究采用样地调查法,对西双版纳不同种植模式种植园中桑寄生的感染率及寄生强度进行调查,比较了不同年龄阶段桑寄生的空间分布格局,分析了寄主性状与寄生感染率和寄生强度的相关性.结果显示,种植园内桑寄生呈现明显的聚集分布,且聚集强度随其年龄增加而减弱,与寄主树分布格局无关.桑寄生的感染率随树种多样性的增加分别为67.09%,66.35% 和40.48%,呈下降趋势.桑寄生的感染率和寄生强度与寄主个体的高度、冠幅、胸径,及寄主多度（与感染率和寄生强度的相关系数r分别为0.409和0.455）呈正相关,表明桑寄生更偏好感染和聚集在较高大和优势度较高的寄主.作者认为在种植园建设和管理模式上,可通过增加树种多样性来降低桑寄生感染率,从而提高生产力和生产效益.     

甘南高寒草甸物种多样性与生产力的关系

利用甘南高寒草甸植物群落丰富度、多样性、生产力的抽样调查资料,分析了不同空间范围内物种多样性与生产力的关系,探讨了其形成机制.结果显示:丰富度、Shannon-Wiener α多样性指数、Simpson α多样性指数与生产力之问的关系在合作分站和玛曲分站均呈显著正相关,在玛曲县欧拉乡为不相关;Pielou α均匀度指数与生产力的关系在玛曲分站呈显著正相关,在合作分站和玛曲县欧拉乡均为不相关;Whittakerβ多样性指数与生产力的关系在合作分站和玛曲分站均呈负相关,在玛曲县欧拉乡为不相关.综合三个地区的数据分析表明:随着空间范围的扩大,丰富度、三种α多样性指数与生产力趋向于正相关关系,Whittakerβ多样性指数与生产力趋向于负相关关系.如果要改善甘南高寒草甸草场质量、提高草场生产力,那么不仅要保护物种多样性,还要提高物种空间分布的均匀性、减少环境异质性.     

山地植物群落数量分类和排序研究进展

在区域至全球尺度上,水热条件是决定植物种、生活型或植被类型分布的主导因素,而在景观及更小的尺度上,区域环境因子则主导着植被的分布格局。数量分类和排序是研究群落生态关系的重要数量方法,它为客观、准确地揭示植被、植物群落及植被与环境之间的生态关系提供了合理、有效的途径。笔者从群落分布格局和物种多样性格局的角度出发,综述了我国山地植物群落数量分类和排序的相关研究,阐述了采用数量分类和排序方法研究山地植被与环境因子关系的必要性,并探讨了我国山地植物群落数量分类和排序研究的发展趋势以及亟待解决的一些问题。     

草原植物群落物种多样性与结构稳定性之间的相关性分析

以位于内蒙古高原中东部的锡林郭勒草原的代表性植物群落做为研究对象，在不同的空间尺度上，以生物量涨落、频度涨落及微涨落种群比例做为群落结构稳定性的度量指标，与表示草原植物群落物种多样性的丰富度指数、Ｓｈａｎｎｏｎ－ｗｉｅｎｅｒ指数、均匀度指数进行了直线回归分析，主要结果如下：１）以频度涨落反映的群落结构稳定性与丰富度指数，Ｓｈａｎｎｏｎ－ｗｉｅｎｅｒ指数不相关；２）生物量涨落在区域尺度上（荒漠草原－典型草原－草甸草原）与丰富度指数、均匀度指数以及Ｓｈａｎ－ｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数呈正相关，即群落多样性越高，其结构稳定性越高；３）尺度对多样性与稳定性关系起着十分重要的作用．在群落尺度上（群系内三个群落类型之间相比较），微涨落种群比例、生物量涨落与几个多样性指数都不相关，说明物种多样性对于全局稳定性起着更明显的影响．     

"植物-土壤"相互反馈的关键生态学问题:格局、过程与机制

植物与土壤之间相互反馈的格局、过程与机制,不但是决定生态系统结构、功能及过程的关键科学问题,而且是陆地生态系统响应全球变化的重要组成部分。基于目前国内外研究现状,从养分循环角度剖析“植物-土壤”间的反馈效应,探明相互反馈在空间尺度(根面、根际、种类、生态系统以及区域等)与时间尺度(秒至千年)上的级联效应及其变化格局;阐明根际、植物种类、生态系统及区域地理等水平上“植物-土壤”的相互反馈机制,重点揭示根系分泌、共生、生长及代谢的根际界面过程对植物水分/养分吸收与土壤物理学修饰的调控机制,剖析“植物种类-凋落物化学-土壤生物-土壤有机质”相互作用对地上-地下养分循环过程的驱动机制,运用“上行-下行控制理论及腐屑食物网模型”揭示地上-地下生物群落交互作用的过程与机制,以及土壤地质演变(岩石风化模式、土壤形成模式及土壤养分格局的变化)与区域植被演替(优势种更替及植被分布模式、地上-地下凋落物输入格局等的变化)相互反馈的过程与机制;从“植物-土壤”相互反馈的理论视角,分析生态退化与恢复、外来物种生态入侵、大气氮沉降、二氧化碳浓度升高以及植物多样性减少等全球生态问题的特征、形成机制以及可能的应对策略,揭示生态系统“地上-地下”相互反馈的生态学过程,以及陆地生态系统对全球生态环境变化的响应特征与机理。     

内蒙古草原植物群落分布格局及其主导环境因子解释

基于内蒙古地区草原植物群落样带调查,采用双向指示种分析(TWINSAPN)、除趋势对应分析(DCA)、多元回归树(MRT)和典范对应分析(CCA)等方法,探讨了群落组成、分布格局及影响其分异的主导环境因子.结果如下:1)TWINSPAN将273个群落调查样方划分为8个群系级草原类型,各自代表并反映出该地区草原群落的特点;2)DCA排序结果间接地反映出群落类型与环境梯度之间的关系,CCA排序结果较好地展示了各群落类型中优势物种的生境特征,并进一步展示了该地区草原类型、主要物种与环境因子的响应关系;3)DCA、MRT及CCA结果均表明,气候因素对于该地区草原植被的地域分异影响作用较大,其中水分因子的影响十分突出,特别是最湿月、最暖季节与最冷季节降水,是构成内蒙草原植被类型区域分异的决定性因素;4)MRT与CCA结合使用能进一步挖掘出更多的环境信息,为群落分布格局的形成原因提供更深入更全面的环境解释.     

Biodiversity as a barrier to ecological invasion

Biological invasions are a pervasive and costly environmental problem that has been the focus of intense management and research activities over the past half century. Yet accurate predictions of community susceptibility to invasion remain elusive. The diversity resistance hypothesis, which argues that diverse communities are highly competitive and readily resist invasion, is supported by both theory and experimental studies conducted at small spatial scales. However, there is also convincing evidence that the relationship between the diversity of native and invading species is positive when measured at regional scales. Although this latter relationship may arise from extrinsic factors, such as resource heterogeneity, that covary with diversity of native and invading species at large scales, the mechanisms conferring greater invasion resistance to diverse communities at local scales remain unknown. Using neighbourhood analyses, a technique from plant competition studies, we show here that species diversity in small experimental grassland plots enhances invasion resistance by increasing crowding and species richness in localized plant neighbourhoods. Both the establishment (number of invaders) and success (proportion of invaders that are large) of invading plants are reduced. These results suggest that local biodiversity represents an important line of defence against the spread of invaders.