物种分布宽度对种子植物物种丰富度垂直分布格局及“中间膨胀效应” 的影响.doc

物种分布宽度对种子植物物种丰富度垂直分布格局
及“中间膨胀效应”的影响
冯建孟1, 2*, 徐成东3, 杨丽芬1
1. 大理学院下关校区生命科学与化学学院,云南大理 671000;2. 北京大学环境学院生态学系,北京 100871;
3. 楚雄师范学院化学与生命科学系,云南楚雄 675000
摘要:物种丰富度的垂直分布格局是生态学研究的重要课题之一。文章以云南楚雄地区为例探讨物种分布宽度对种子植物物种丰富度垂直分布格局及“中间膨胀效应”的影响。利用大尺度的物种分布数据建立物种分布数据库,同时结合地形信息,分析了研究区域内物种丰富度的海拔分布格局以及“中间膨胀效应”对该格局的影响。在此基础上,探讨了物种分布宽度对楚雄地区种子植物物种丰富度垂直分布格局及“中间膨胀效应”的影响。结果表明,随着海拔的升高,物种丰富度先增加,后下降,呈单峰分布格局。物种分布宽度的相互重叠,即“中间膨胀效应”对物种多样性的垂直分布格局具有显著影响。随着物种分布宽度的增加,“中间膨胀效应”以及各物种组对物种丰富度垂直分布格局的影响均呈显著增加趋势,这说明“中间膨胀效应”和物种丰富度的垂直分布格局更多地取决于分布宽度较大的物种。
关键词:物种分布宽度;种子植物;海拔;物种丰富度;中间膨胀效应
中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)01-0290-06
物种丰富度沿海拔梯度的变化格局一直是生态学家十分感兴趣的问题[1]。多年来国内外很多学者研究了不同区域山地植物物种丰富度的垂直分布格局[1-4],但研究结果充满争议[1]。很多研究表明,植物物种丰富度在中海拔区域达到最大值,即单峰变化格局[5-9];但也有研究发现物种丰富度在海拔梯度上呈单调递减趋势[10-12],或认为无特定的关系[13]。这说明人们对物种丰富度垂直分布格局及其形成机制还未获得充分的理解,这方面的研究有待进一步深入。
物种在地理梯度上的分布宽度或范围是物种的植被地理学重要性质之一,反映了物种的生态适应性、扩散能力及其进化历史[14]。1989年Rapoport根据纬度梯度上气候变化幅度以及物种分布宽度的空间变异提出了Rapoport法则[15]。1992年,有学者将该假说应用于物种多样性海拔梯度格局的解释[16]。2000年, Colwell RK & Lees DC基于地理梯度上的几何限制以稽物种分布宽度(范围)的重叠,提出了中间膨胀效应(mid-domain effect, 以下简称“MDE”效应)假说[17]。近年来的大量研究证实了MDE是影响物种丰富度格局的另一种重要机制[17-20]。由此可见,物种分布宽度对物种丰富度的空间分布格局具有重要影响,具有重要研究意义。在一定程度上,物种丰富度的地理分布格局可以理解为地理梯度上分布宽度较大的广布种与分布宽度较小的狭域种,在海拔梯度上综合作用的结果[14]。但截至目前,相关研究主要集中在Rapoport法则和“MDE”效应的验证[15-20],而有关物种分布宽度对物种丰富度分布格局以及“MDE”效应的影响的研究则比较少见, 因此,相关研究有待进一步深入。
楚雄地区位于云贵高原西部,海拔高差巨大(达3000 m左右),植被垂直带谱完整,植物种类丰富。从植物区系来看,既分布着具强烈热带性质的干热河谷植被,又分