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成都生物所在道路对山地植物分类、功能和系统发育多样性的影响研究中取得了系列新进展
发表日期: 2023-01-10 作者: 文章来源:
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 在世界范围内,山地区域不仅是生物多样性的富集区,还是社会经济不发达的地方。为了支持和促进区域社会经济的发展,道路正逐渐延伸到较为原始的山区,并成为自然生态系统中越来越普遍以及有影响力的人类干扰形式。全面了解山路对植物多样性的影响是为管理这一特殊驱动因素找到最有效解决方案的关键。然而,尽管道路被认为是邛崃山植物多样性最主要的干扰因素之一,但对于道路如何同时影响植物分类、功能和系统发育三维度多样性我们却知之甚少。

 中国科学院成都生物研究所生物多样性与生态系统服务领域地表过程与生态系统管理项目组采用系统采样法进行野外植物群落调查,在景观尺度上比较了路边和内部群落的三维度植物多样性,分析了道路在三维度植物多样性的效应差异以及道路干扰背景下三维度beta多样性之间的因果关系,取得了一系列重要研究成果。首先,明确了山地道路对三维度alphabeta多样性的效应差异,发现道路使优势物种和常见物种的分类和功能alpha多样性的变化较大,而稀有种的系统发育alpha多样性的变化最大;但这些影响在功能特征和系统发育上往往是非随机的,一些古老物种或具有某些功能特征的物种的损失风险更高。其次,道路在中、高海拔对分类和功能alpha多样性的负面影响比在低海拔的影响大;道路在中、低海拔对系统发育alpha多样性的影响大于在高海拔的影响。此外,与内部植物群落相比,道路使路边群落在分类、功能和系统发育beta多样性上均呈现出负面影响,使基础加权系统发育beta多样性的下降程度最大。在山地道路干扰背景下,我们验证了“人为干扰通过环境筛效应影响功能多样性,进而通过功能性状的系统发育信号影响系统发育多样性,两者共同驱动群落分类多样性的改变”的假设。

 相关研究成果分别以“Assessing the effect of roads on mountain plant diversity beyond species richness”和“Understanding the taxonomic homogenization of road-influenced plant assemblages in the Qionglai mountain range: A functional and phylogenetic perspective”为题均发表于Frontiers in Plant ScienceIF=6.627)上。中国科学院成都生物研究所的李红林博士研究生为相关论文的第一作者,罗鹏研究员和杨浩博士为相关论文的共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划(2016YFC0503305)、省科技厅项目(2018SZDX0036)和环保部项目(2019HJ2096001006)的联合资助。

 原文链接1

 原文链接2

 


1 道路在优势(q=0)、常见(q=1)和稀有(q=2)物种的植物分类、功能和系统发育多样性上效应沿海拔梯度进行95%置信区间的模型预测(线)。红色实线表示内部群落的预测,黑色虚线用于路边群落的预测。

 

 

 

2 采用线性混合模型检验内部和路边群落三维度植物多样性的差异(n=38)。点代表每个群落的平均beta多样性,线连接路边和内部群落在同一采样点的beta多样性。p值代表线性混合效应模型的结果。



 

3 SEM显示了道路、土壤变量对beta多样性的直接和间接影响(n=703)。方框表示变量,箭头表示变量之间的关系。双头箭头和单头箭头分别表示相关关系和因果关系。黑线表示三维度beta多样性之间的关系,蓝线表示道路对三维度beta多样性的影响,黄线表示土壤理化性质变化对三维度beta多样性的影响。实线箭头和虚线箭头分别代表积极和消极关系。显著性水平为:*P <0.05**P<0.01***P <0.001


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