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西藏横断山区溪流细菌beta多样性组分对气候和水体环境的响应
李明家, 吴凯媛, 孟凡凡, 沈吉, 刘勇勤, 肖能文, 王建军
生物多样性    2020, 28 (12): 1570-1580.   DOI: 10.17520/biods.2019390
摘要   (2737 HTML69 PDF(pc) (4442KB)(1365)  

理解沿环境或空间梯度的群落组成变化(即beta多样性)一直是生态学和保护生物学的中心问题, 且beta多样性的形成机制及其对环境的响应已成为当前生物多样性研究的热点问题。本文以西藏横断山区怒江和澜沧江两个流域入江溪流中的细菌为研究对象, 使用Baselga的beta多样性分解方法, 基于Sørensen相异性指数将细菌的beta多样性分解为周转(turnover)和嵌套(nestedness)两个组分, 探究了细菌beta多样性及其分解组分随海拔距离的分布模式, 并且衡量了环境、气候和空间因子的相对重要性。结果表明, 两个流域中细菌的群落结构显著不同。两个流域的细菌总beta多样性和周转组分随海拔距离的增加而增加, 周转组分占总beta多样性的比例较大。气候和环境因子是两个流域中细菌总beta多样性及周转过程的重要预测因子, 并且所有的显著因子均为正相关, 其中环境因子中相关性最高的为海拔距离(R 2= 0.408, P < 0.001), 而气候因子中相关性最高的为年均温差(R 2= 0.417, P < 0.001)。方差分解结果暗示嵌套组分主要受空间扩散的影响; 总beta多样性和周转组分在环境较恶劣的澜沧江主要受环境过滤的影响, 而在环境较温和的怒江主要受空间扩散和环境过滤的共同影响。此外, 较为恶劣的环境条件会增加细菌的总beta多样性和周转率, 并且会形成更强的环境筛选作用去影响细菌群落的物种组成。我们的研究表明对西藏横断山区水体细菌多样性的保护需要从整个流域入手, 而非少量的生物多样性热点地区。



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图3 环境和气候因子对澜沧江和怒江两个流域的细菌总beta多样性、周转组分和嵌套组分影响的基于矩阵分析的多元回归(MRM)分析。其中实心和空心的点分别代表显著相关(P < 0.05)和不显著相关性(P > 0.05)。
正文中引用本图/表的段落
在MRM分析中, 气候和环境因素是澜沧江和怒江两个流域中细菌总beta多样性及周转过程的重要预测因素(图3, P < 0.05)。对于两个流域的细菌总beta多样性和周转组分, 所有的显著因子均为正相关, 其中环境因子中相关性最高的为海拔(表1, R2 = 0.408, P < 0.001), 而气候因子中相关性最高的为年平均气温(表1, R2 = 0.417, P < 0.001)。而且对于总beta多样性和周转组分显著的因子比较相似。但对于嵌套组分, 其与气候和环境因子均表现出较低的相关性, 其中澜沧江流域中无显著因子, 怒江流域中虽然有显著因子, 但相关性都比较小, 如温度范围和降水季节变化的相关性分别为-0.150和-0.112。
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