1 Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 8100082 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 1000493 Chendu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041
植物物种多样性在海拔梯度上的变化规律以及物种多样性与生产力的关系是生态学研究的热点, 至今还没有得出一般性规律。本文以青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)为研究对象, 对植物高度、盖度、地上生物量和物种多样性随海拔高度的变化进行调查和统计分析, 以探讨青藏高原高寒草甸的物种多样性和地上生物量在海拔梯度上的变化规律及两者的关系。结果表明: (1)两条山体样带上地上生物量与物种多样性随海拔的变化规律一致: 随着海拔的升高, 地上生物量线性降低; Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度都呈单峰曲线, 在中间海拔最大, 而Pielou指数随海拔的升高线性增加。结合目前针对青藏高原高寒草甸的研究数据, 发现物种丰富度随海拔高度的变化均呈单峰曲线, 说明随着海拔的升高物种多样性先升高后降低可能是青藏高原物种多样性分布的普遍规律。(2)地上生物量与物种多样性的关系在两条山体样带上表现一致: 地上生物量随Shannon- Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数的升高而线性降低, 但与物种丰富度不相关。综合两条山体样带所有样方数据, 发现地上生物量与Shannon-Wiener指数、Simpson指数不相关, 而随物种丰富度的升高线性增加。结合目前在青藏高原的相关研究数据, 发现地上生物量与物种丰富度呈S型曲线(logistic model)。
关键词：物种多样性
;
物种丰富度
;
地上生物量
;
生产力
;
海拔
;
多样性指数
Abstract
Changes in plant species diversity along an altitudinal gradient and the relationship between biodiversity and productivity are important issues in ecology, which have not been addressed fully. To clarify the patterns of species diversity and above-ground biomass along an altitudinal gradient in alpine meadows, two representative mountains in Qinghai-Tibet Plateau were chosen as study subjects: Laji Mountain (36°21′ N, 101°27′ E) in Guide County, Hainan Tibetan Autonomous Prefecture and Junmuchang Mountain (34°22′ N, 100°30′ E) in Maqin County, Golog Tibetan Autonomous Prefecture. Plant height, coverage, above-ground biomass, and species diversity with altitude change were investigated. We found that the patterns of above-ground biomass and species diversity along an altitudinal gradient in the two mountain transects are consistent. With an increase in altitude, the above-ground biomass decreased linearly; Shannon-Wiener index, Simpson index and species richness present hump-shaped distributions, with the maximum value found in the middle altitudinal gradient, while the Pielou index increased regularly in a straight line with an increase in altitude. Combined with the present data for the alpine meadows in the Qinghai-Tibet Plateau, we found that species richness shows a hump-shaped curve with the increase in altitude, with the pattern first increasing and then decreased. It may exhibit the universal law of the species distribution in Qinghai-Tibet Plateau. The relationship between above-ground biomass and species diversity in the two mountain transects also appeared uniform: above-ground biomass linearly decreased with increased in Shannon-Wiener index, Simpson index and Pielou index, but it was not associated with species richness. Integrating all data from the two mountain transects, we found that the above-ground biomass was not related to Shannon-Wiener and Simpson indices, however it increases linearly with increases in species richness. Based on the research data in the Qinghai-Tibet Plateau, we found the relationship between above-ground biomass and species richness presented an “S” curve (logistic model).
Keywords：species diversity
;
species richness
;
above-ground biomass
;
productivity
;
altitude
;
diversity index
ZheLiu, QiLi, DongdongChen, WentingZhai, LiangZhao, ShixiaoXu, XinquanZhao. Patterns of plant species diversity along an altitudinal gradient and its effect on above-ground biomass in alpine meadows in Qinghai-Tibet Plateau[J]. Biodiver Sci, 2015, 23(4): 451-462 https://doi.org/10.17520/biods.2015043
草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996)。草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象。青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显。目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014)。我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑。
1 方法
1.1 研究区概况
研究区域一位于青海省海南藏族自治州贵德县(35°29'-36°23' N, 100°58'-101°47' E)。该区域属高原大陆性气候, 年平均降水量约254.2 mm, 主要集中在6-9月。年平均气温2.2-7.2℃, 气温昼夜变化大, 年均日较差14.9℃。该区域光照资源丰富, 平均年日照时数为2,445-2,904 h。拉脊山山峰海拔多在4,000-4,500 m之间, 山上植物资源丰富, 主要优势种有矮生嵩草(Kobresia humilis)、大花嵩草(K. macrantha)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、金露梅(Potentilla fruticosa)和紫花针茅(Stipa purpurea)等。土壤类型以高山草甸土为主。
研究区域二位于青海省果洛藏族自治州玛沁县(33°43'-35°16' N, 98°48'-100°56' E)。该区域属高原大陆性气候, 年平均降水量约542.1 mm, 主要集中在6-9月。年平均气温-3.8至3.5℃, 气温低, 昼夜温差大。全年日照时数2,313-2,607 h, 太阳辐射强。研究对象平均海拔均在4,000 m以上, 主要优势种有紫花针茅、珠芽蓼(Polygonum viviparum)、羊茅(Festuca ovina)和火绒草(Leontopodium leontopodioides)等。土壤类型以高山草甸土为主。
1.2 样地设置
于2014年8-9月植被生物量的高峰期, 根据上述两座山体的高度, 沿山脚到山顶的垂直剖面每隔一定距离设置1个梯度。在拉脊山上共设置4个梯度, 海拔分别为: 3,389 m、3,642 m、3,780 m和3,876 m; 在玛沁县军牧场的山体上共设置5个梯度, 海拔分别为: 4,121 m、4,161 m、4,174 m、4,195 m和4,268 m。在每一梯度中设置1个约50 m × 50 m的样地, 用GPS记录仪记录样地的经纬度和海拔高度, 在每块样地中随机选取5个50 cm × 50 cm的样方(表1)。记录每个样方中出现的物种, 目测植被的总盖度和每一物种的分盖度, 并对每一物种分别选取长势相同的成熟植株3-5株测量其高度。齐地面刈割地上生物量, 在65℃烘箱中烘至恒重, 用电子天平(Max = 2,000 g, d = 0.01 g)称量其干重。
Table 1
表1
表1 样地详细信息及调查结果(平均值±标准差)
Table 1 The detailed information of all plots and research results(mean±SD)
Fig. 2 Changes of species diversity along an altitudinal gradient in Laji Mountain, Guide County (a to d) and Junmuchang Mountain, Maqin County (e to h) (mean ± SE)
2.3 地上生物量与植物群落物种多样性的关系
对两条山体样带高寒草甸的地上生物量与物种多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、物种丰富度和Pielou均匀度指数)进行回归分析(图3), 发现在两座山体上表现出一致的规律: 地上生物量与物种丰富度没有相关关系(拉脊山: r = -0.14, P = 0.56; 军牧场山体: r = 0.02, P = 0.92); 但与Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数呈负相关关系, 都随其增加而线性递减。
Fig. 4 Relationships of above-ground biomass with species diversity through integrating all data from the Laji Mountain, Guide County and Junmuchang Mountain, Maqin Count (n = 45)
3 讨论
3.1 青藏高原物种多样性沿海拔梯度的分布格局
近几十年来, 国内外生态学家针对物种多样性沿海拔梯度的分布格局在不同区域进行了大量研究。刘洋等(2009)综述国内外对山地生态系统的众多研究发现, 大约75%的研究显示生物多样性从低海拔到高海拔呈单峰或偏峰分布格局, 在中海拔处生物多样性达到最大值; 只有15%的研究显示多样性随海拔升高而减少, 少量研究发现多样性随海拔升高而增加或呈现特殊分布格局。在青藏高原开展的相关研究中, 物种多样性沿海拔梯度的分布格局为单峰分布的报道较为普遍(王长庭等, 2004; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012), 正相关关系(Shimono et al., 2010; Dorji et al., 2014)和负相关关系(Wang et al., 2006; 周芸芸等, 2011)较少。在本研究中, 物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度)与海拔梯度间的关系呈单峰曲线, 支持单峰分布格局。
图5 青藏高原物种丰富度沿海拔梯度的分布格局。数据分别来源于下列文献: ◇ 孙海群等, 2000; □ 贺连选和刘宝汉, 2005; ▲ 安尼瓦尔·买买提等, 2006; △ Wang et al., 2007; ◆ 胡玉昆等, 2007; ▼ 段敏杰等, 2011; ■ 周芸芸等, 2011; ○ Sa et al., 2012); ● 索南措①; ▽本研究。
Fig. 5 Distribution of species richness with elevation gradient in Qinghai-Tibet Plateau. The data are derived from the following papers: ◇ Sun et al., 2000; □ He et al., 2005; ▲ Anwar Mohammat et al., 2006; △ Wang et al., 2007; ◆ Hu et al., 2007; ▼ Duan et al., 2011; ■ Zhou et al., 2011; ○ Sa et al., 2012; ● Suo①; ▽present study.
图6 青藏高原自然放牧生态系统地上生物量与物种丰富度的关系。数据分别来源于下列文献: △ 安尼瓦尔·买买提等, 2006; ◇ Wang et al., 2007; □ 段敏杰等, 2011; ○ Sa et al., 2012; 索南措①; ▲ 本研究。
Fig. 6 Relationship of above-ground biomass with species richness in the natural grazing ecosystem in Qinghai-Tibet Plateau. The data are derived from the following papers: △ Anwar Mohammat et al., 2006; ◇ Wang et al., 2007; □ Duan et al., 2011; ○ Sa et al., 2012; Suo①; ▲ present study.
Relationship between the species richness and the productivity of alpine steppes in Bayanbulak, Xinjiang.
Arid Zone Research(干旱区研究), 23, 289-294. (in Chinese with English abstract)
[4]
ChenXL (陈学林) (2010)
Studies on Evolutionary Ecology of Seed Size Variation in the Eastern Qinghai-Tibet Plateau Flora, and the Vertival Distribution Implications of Adaptive Radiation of Seed Size (青藏高原东缘种子大小变异的进化生态学研究——兼论种子大小适应辐射的空间格局证据). PhD dissertation, Lanzhou University, Lanzhou
Environmental factors characteristic of sunny and shady slope gradients in relation to above-ground biomass and species richness in an alpine meadow. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences)
(兰州大学学报(自然科学版)), 49(1), 76-81. (in Chinese with English abstract)
RosenzweigML, AbramskyZ (1993) How are diversity and productivity related. In: Species Diversity in Ecological Communities: Historical and Geographical Perspectives (eds Robert ER, Dolph S), pp. 52-65. University of Chicago Press, Chicago.
Species diversity of plant communities along an altitudinal gradient in the middle section of northern slopes of Qilian Mountains, Zhangye, Gansu, China.
Biodiversity Science(生物多样性), 10, 7-14. (in Chinese with English abstract)
[57]
WangWY, WangQJ, LiSX, WangG (2006)
Distribution and species diversity of plant communities along transect on the northeastern Tibetan Plateau.
Effects of grazing intensity on vegetation and soil physicochemical properties of alpine meadow in Tibet. Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition)
(西北农林科技大学学报(自然科学版)), 42(6), 27-33. (in Chinese with English abstract)
Field 13CO2 pulse labeling reveals differential partitioning patterns of photoassimilated carbon in response to livestock exclosure in a Kobresia meadow.
Productivity is a poor predictor of plant species richness.
1
2011
... 植物群落物种多样性与生产力的关系一直是生态学研究的热点(Wilson & Keddy, 1988; Gough et al., 1994; Mittelbach et al., 2001; Alhamad et al., 2010).大量研究表明, 物种多样性与生产力的关系有多种形式: 30%呈单峰关系, 26%呈正线性关系, 12%呈负线性关系, 32%关系不明显(Waide et al., 1999).单峰曲线关系(hump-shaped)是研究较早的一种关系(Rosenzweig & Abramsky, 1993).现在有学者认为物种多样性与生产力无论在小尺度上还是在全球尺度上都没有相关关系(Adler et al., 2011), 但这一观点也遭到其他学者的反驳, 认为其研究在区域分析上没有充足数据并且缺乏高生产力样点的数据, 得出的结论不可信(Fridley et al., 2012; Pan et al., 2012). ...
Relationships between herbaceous diversity and biomass in two habitats in arid Mediterranean rangeland.
1
2010
... 植物群落物种多样性与生产力的关系一直是生态学研究的热点(Wilson & Keddy, 1988; Gough et al., 1994; Mittelbach et al., 2001; Alhamad et al., 2010).大量研究表明, 物种多样性与生产力的关系有多种形式: 30%呈单峰关系, 26%呈正线性关系, 12%呈负线性关系, 32%关系不明显(Waide et al., 1999).单峰曲线关系(hump-shaped)是研究较早的一种关系(Rosenzweig & Abramsky, 1993).现在有学者认为物种多样性与生产力无论在小尺度上还是在全球尺度上都没有相关关系(Adler et al., 2011), 但这一观点也遭到其他学者的反驳, 认为其研究在区域分析上没有充足数据并且缺乏高生产力样点的数据, 得出的结论不可信(Fridley et al., 2012; Pan et al., 2012). ...
Relationship between the species richness and the productivity of alpine steppes in Bayanbulak, Xinjiang.
2006
Studies on Evolutionary Ecology of Seed Size Variation in the Eastern Qinghai-Tibet Plateau Flora, and the Vertival Distribution Implications of Adaptive Radiation of Seed Size (青藏高原东缘种子大小变异的进化生态学研究——兼论种子大小适应辐射的空间格局证据). PhD dissertation, Lanzhou University, Lanzhou
... 草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996).草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象.青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显.目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014).我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑. ...
... 近几十年来, 国内外生态学家针对物种多样性沿海拔梯度的分布格局在不同区域进行了大量研究.刘洋等(2009)综述国内外对山地生态系统的众多研究发现, 大约75%的研究显示生物多样性从低海拔到高海拔呈单峰或偏峰分布格局, 在中海拔处生物多样性达到最大值; 只有15%的研究显示多样性随海拔升高而减少, 少量研究发现多样性随海拔升高而增加或呈现特殊分布格局.在青藏高原开展的相关研究中, 物种多样性沿海拔梯度的分布格局为单峰分布的报道较为普遍(王长庭等, 2004; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012), 正相关关系(Shimono et al., 2010; Dorji et al., 2014)和负相关关系(Wang et al., 2006; 周芸芸等, 2011)较少.在本研究中, 物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度)与海拔梯度间的关系呈单峰曲线, 支持单峰分布格局. ...
New evidence for the Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau as a pilot region of climatic fluctuation in China.
1
1998
... 草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996).草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象.青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显.目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014).我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑. ...
Comment on “Productivity Is a Poor Predictor of Plant Species Richness”.
1
2012
... 植物群落物种多样性与生产力的关系一直是生态学研究的热点(Wilson & Keddy, 1988; Gough et al., 1994; Mittelbach et al., 2001; Alhamad et al., 2010).大量研究表明, 物种多样性与生产力的关系有多种形式: 30%呈单峰关系, 26%呈正线性关系, 12%呈负线性关系, 32%关系不明显(Waide et al., 1999).单峰曲线关系(hump-shaped)是研究较早的一种关系(Rosenzweig & Abramsky, 1993).现在有学者认为物种多样性与生产力无论在小尺度上还是在全球尺度上都没有相关关系(Adler et al., 2011), 但这一观点也遭到其他学者的反驳, 认为其研究在区域分析上没有充足数据并且缺乏高生产力样点的数据, 得出的结论不可信(Fridley et al., 2012; Pan et al., 2012). ...
Study on sustainable development of alpine grazing ecosystem on Qinghai-Tibetan Plateau.
Species richness-productivity relationships of tropical terrestrial ferns at regional and local scales.
2014
Experimental warming causes large and rapid species loss, dampened by simulated grazing, on the Tibetan Plateau.
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2004
... 草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996).草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象.青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显.目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014).我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑. ...
Species diversity and altitudinal gradient patterns of evergreen broad-leaved forest in Meihuashan National Nature Reserve, Fujian Province.
Environmental factors characteristic of sunny and shady slope gradients in relation to above-ground biomass and species richness in an alpine meadow. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences)
Productivity and sustainability influenced by biodiversity in grassland ecosystems.
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1996
... 草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996).草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象.青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显.目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014).我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑. ...
The relationship between productivity and species richness.
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1999
... 植物群落物种多样性与生产力的关系一直是生态学研究的热点(Wilson & Keddy, 1988; Gough et al., 1994; Mittelbach et al., 2001; Alhamad et al., 2010).大量研究表明, 物种多样性与生产力的关系有多种形式: 30%呈单峰关系, 26%呈正线性关系, 12%呈负线性关系, 32%关系不明显(Waide et al., 1999).单峰曲线关系(hump-shaped)是研究较早的一种关系(Rosenzweig & Abramsky, 1993).现在有学者认为物种多样性与生产力无论在小尺度上还是在全球尺度上都没有相关关系(Adler et al., 2011), 但这一观点也遭到其他学者的反驳, 认为其研究在区域分析上没有充足数据并且缺乏高生产力样点的数据, 得出的结论不可信(Fridley et al., 2012; Pan et al., 2012). ...
Response of plant diversity and productivity to soil resources changing under grazing disturbance on an alpine meadow.
Changes in plant species diversity and productivity along an elevation gradient in an alpine meadow.
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2004
... 草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996).草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象.青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显.目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014).我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑. ...
... 近几十年来, 国内外生态学家针对物种多样性沿海拔梯度的分布格局在不同区域进行了大量研究.刘洋等(2009)综述国内外对山地生态系统的众多研究发现, 大约75%的研究显示生物多样性从低海拔到高海拔呈单峰或偏峰分布格局, 在中海拔处生物多样性达到最大值; 只有15%的研究显示多样性随海拔升高而减少, 少量研究发现多样性随海拔升高而增加或呈现特殊分布格局.在青藏高原开展的相关研究中, 物种多样性沿海拔梯度的分布格局为单峰分布的报道较为普遍(王长庭等, 2004; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012), 正相关关系(Shimono et al., 2010; Dorji et al., 2014)和负相关关系(Wang et al., 2006; 周芸芸等, 2011)较少.在本研究中, 物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度)与海拔梯度间的关系呈单峰曲线, 支持单峰分布格局. ...
Effects of altitude on plant-species diversity and productivity in an alpine meadow, Qinghai-Tibetan plateau.
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2007
... 除这些因素外, 很多学者认为研究尺度、海拔梯度范围的大小是造成物种多样性沿海拔梯度分布格局不同的重要原因(唐志尧和方精云, 2004; 刘兴良等, 2005; Nogues-Bravo et al., 2008).结合目前针对青藏高原高寒草甸植物群落的报道数据(孙海群等, 2000; 贺连选和刘宝汉, 2005; 安尼瓦尔·买买提等, 2006; Wang et al., 2007; 胡玉昆等, 2007; 段敏杰等, 2011; 周芸芸等, 2011; Sa et al., 2012; 索南措), 对海拔2,000-5,000 m范围内物种丰富度与海拔的关系进行回归分析(y = -1.23E-5x2 + 8.54E-2x -118.07, R2 = 0.19, P < 0.001) (图5), 发现物种丰富度随海拔的升高表现为单峰曲线, 在中间海拔梯度(3,500 m左右)出现最大值, 说明随海拔的升高物种多样性先升高后降低可能是青藏高原物种多样性分布的普遍规律.这种分布规律可能与3,100 m左右的中高海拔是许多青藏高原植物区系原始类群集中分布的地段有关(陈学林, 2010). ...
... 结合目前针对青藏高原高寒草甸植物群落的相关研究数据(安尼瓦尔·买买提等, 2006; Wang et al., 2007; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012; 索南措), 发现在自然放牧高寒草甸生态系统中物种丰富度与地上生物量呈S型曲线关系, 表现为logistic model (图6): 当物种丰富度低于12种时, 地上生物量随物种丰富度的升高增长缓慢; 当物种丰富度在12-19种之间时, 地上生物量随物种丰富度的升高快速增加; 当物种丰富度大于26种时, 群落的地上生物量(生产力)逐渐趋于稳定.这一结果更好地解释了前人关于青藏高原高寒草甸植物群落物种多样性与地上生物量(生产力)之间关系不一致(杜国祯等, 2003; 李凯辉等, 2007; 朱源等, 2008)的原因.当物种丰富度大于某一值时, 群落地上生物量(生产力)趋于稳定(Zhou et al., 2006), 其研究区域的物种丰富度恰好处于D段(图6), 净初级生产力虽然有年际波动但处于稳定状态.本文中两条山体样带物种丰富度刚好处于20-30 (C段) (图6）.因此, 研究区域物种丰富度处于不同的阶段时, 其与地上生物量之间的关系不同. ...
Species diversity of plant communities along an altitudinal gradient in the middle section of northern slopes of Qilian Mountains, Zhangye, Gansu, China.
2002
Distribution and species diversity of plant communities along transect on the northeastern Tibetan Plateau.
1
2006
... 近几十年来, 国内外生态学家针对物种多样性沿海拔梯度的分布格局在不同区域进行了大量研究.刘洋等(2009)综述国内外对山地生态系统的众多研究发现, 大约75%的研究显示生物多样性从低海拔到高海拔呈单峰或偏峰分布格局, 在中海拔处生物多样性达到最大值; 只有15%的研究显示多样性随海拔升高而减少, 少量研究发现多样性随海拔升高而增加或呈现特殊分布格局.在青藏高原开展的相关研究中, 物种多样性沿海拔梯度的分布格局为单峰分布的报道较为普遍(王长庭等, 2004; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012), 正相关关系(Shimono et al., 2010; Dorji et al., 2014)和负相关关系(Wang et al., 2006; 周芸芸等, 2011)较少.在本研究中, 物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度)与海拔梯度间的关系呈单峰曲线, 支持单峰分布格局. ...
Vegetation of the Santa Catalina Mountains, Arizona: a gradient analysis of the south slope.
Plant species richness of alpine grasslands in relation to environmental factors and biomass on the Tibetan Plateau.
2004
Effects of grazing intensity on vegetation and soil physicochemical properties of alpine meadow in Tibet. Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition)
Ecosystem services and their valuation of China grassland.
1
2004
... 草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996).草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象.青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显.目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014).我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑. ...
Tree species diversity along altitudinal gradient on southeastern and northwestern slopes of Mt. Huanggang, Wuyi Mountains, Fujian, China.
Stability of alpine meadow ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau.
1
2006
... 结合目前针对青藏高原高寒草甸植物群落的相关研究数据(安尼瓦尔·买买提等, 2006; Wang et al., 2007; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012; 索南措), 发现在自然放牧高寒草甸生态系统中物种丰富度与地上生物量呈S型曲线关系, 表现为logistic model (图6): 当物种丰富度低于12种时, 地上生物量随物种丰富度的升高增长缓慢; 当物种丰富度在12-19种之间时, 地上生物量随物种丰富度的升高快速增加; 当物种丰富度大于26种时, 群落的地上生物量(生产力)逐渐趋于稳定.这一结果更好地解释了前人关于青藏高原高寒草甸植物群落物种多样性与地上生物量(生产力)之间关系不一致(杜国祯等, 2003; 李凯辉等, 2007; 朱源等, 2008)的原因.当物种丰富度大于某一值时, 群落地上生物量(生产力)趋于稳定(Zhou et al., 2006), 其研究区域的物种丰富度恰好处于D段(图6), 净初级生产力虽然有年际波动但处于稳定状态.本文中两条山体样带物种丰富度刚好处于20-30 (C段) (图6）.因此, 研究区域物种丰富度处于不同的阶段时, 其与地上生物量之间的关系不同. ...
Study on species diversity of alpine vegetation with different altitudes in Daban Mountain.
3
2011
... 草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分(赵同谦等, 2004), 维持草地生态系统的稳定和生产力具有重要的生态、生产和生活意义, 而草地生态系统稳定性和生产力的维持依赖于草地植物群落的生物多样性(Tilman et al., 1996).草地生态系统的群落结构相对单一, 干扰因素相对较少, 为物种多样性随海拔梯度的变化及物种多样性与地上生物量(生产力)的关系研究提供了理想对象.青藏高原被称为地球的“第三极”, 具有独特的自然地理条件, 对气候变化较为敏感(Feng et al., 1998; Klein et al., 2004), 其气候变化的相关规律可能表现得更明显.目前针对青藏高原高寒草甸植物群落开展的研究较少, 得出的结论也不尽一致(王长庭等, 2004; 周芸芸等, 2011; Dorji et al., 2014).我们选取位于青海省海南藏族自治州贵德县的拉脊山(36°21′ N, 101°27′ E, 海拔3,389-3,876 m)和果洛藏族自治州的玛沁县军牧场山体(34°22′ N, 100°30′ E, 海拔4,121-4,268 m)两条具有代表性的山体样带, 分析其植物群落特征的规律, 以探讨青藏高原高寒草甸植物物种多样性随环境因子的变化规律, 为青藏高原地区草地生态系统的物种保护、较高生产力的维持以及生态恢复提供科学支撑. ...
... 近几十年来, 国内外生态学家针对物种多样性沿海拔梯度的分布格局在不同区域进行了大量研究.刘洋等(2009)综述国内外对山地生态系统的众多研究发现, 大约75%的研究显示生物多样性从低海拔到高海拔呈单峰或偏峰分布格局, 在中海拔处生物多样性达到最大值; 只有15%的研究显示多样性随海拔升高而减少, 少量研究发现多样性随海拔升高而增加或呈现特殊分布格局.在青藏高原开展的相关研究中, 物种多样性沿海拔梯度的分布格局为单峰分布的报道较为普遍(王长庭等, 2004; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012), 正相关关系(Shimono et al., 2010; Dorji et al., 2014)和负相关关系(Wang et al., 2006; 周芸芸等, 2011)较少.在本研究中, 物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度)与海拔梯度间的关系呈单峰曲线, 支持单峰分布格局. ...
... 除这些因素外, 很多学者认为研究尺度、海拔梯度范围的大小是造成物种多样性沿海拔梯度分布格局不同的重要原因(唐志尧和方精云, 2004; 刘兴良等, 2005; Nogues-Bravo et al., 2008).结合目前针对青藏高原高寒草甸植物群落的报道数据(孙海群等, 2000; 贺连选和刘宝汉, 2005; 安尼瓦尔·买买提等, 2006; Wang et al., 2007; 胡玉昆等, 2007; 段敏杰等, 2011; 周芸芸等, 2011; Sa et al., 2012; 索南措), 对海拔2,000-5,000 m范围内物种丰富度与海拔的关系进行回归分析(y = -1.23E-5x2 + 8.54E-2x -118.07, R2 = 0.19, P < 0.001) (图5), 发现物种丰富度随海拔的升高表现为单峰曲线, 在中间海拔梯度(3,500 m左右)出现最大值, 说明随海拔的升高物种多样性先升高后降低可能是青藏高原物种多样性分布的普遍规律.这种分布规律可能与3,100 m左右的中高海拔是许多青藏高原植物区系原始类群集中分布的地段有关(陈学林, 2010). ...
Altitudinal pattern of species diversity in woody plant communities of Mountain Helan, northwestern China. Journal of Plant Ecology (Chinese Version)
... 结合目前针对青藏高原高寒草甸植物群落的相关研究数据(安尼瓦尔·买买提等, 2006; Wang et al., 2007; 段敏杰等, 2011; Sa et al., 2012; 索南措), 发现在自然放牧高寒草甸生态系统中物种丰富度与地上生物量呈S型曲线关系, 表现为logistic model (图6): 当物种丰富度低于12种时, 地上生物量随物种丰富度的升高增长缓慢; 当物种丰富度在12-19种之间时, 地上生物量随物种丰富度的升高快速增加; 当物种丰富度大于26种时, 群落的地上生物量(生产力)逐渐趋于稳定.这一结果更好地解释了前人关于青藏高原高寒草甸植物群落物种多样性与地上生物量(生产力)之间关系不一致(杜国祯等, 2003; 李凯辉等, 2007; 朱源等, 2008)的原因.当物种丰富度大于某一值时, 群落地上生物量(生产力)趋于稳定(Zhou et al., 2006), 其研究区域的物种丰富度恰好处于D段(图6), 净初级生产力虽然有年际波动但处于稳定状态.本文中两条山体样带物种丰富度刚好处于20-30 (C段) (图6）.因此, 研究区域物种丰富度处于不同的阶段时, 其与地上生物量之间的关系不同. ...
Field 13CO2 pulse labeling reveals differential partitioning patterns of photoassimilated carbon in response to livestock exclosure in a Kobresia meadow.
, 徐世晓
索南措①; ▲ 本研究。
Suo①; ▲ present study.
