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环境筛选和扩散限制对长江流域湖北段湿地植物群落构建的共同影响

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生态学报 2023年第5期43卷 1804-1811页

作者：霍兵兵孙哲明欧文慧毛鸿志胡傲杨予静李中强湖北大学资源环境学院区域开发与环境响应湖北省重点实验室武汉430062 武汉市桥梁工程有限公司武汉430074 湖北省林业科学研究院武汉430075

湿地植物群落构建机制的研究可为湿地生态系统管理和受损湿地生态恢复与重建提供重要理论依据。地处长江流域的湖北省是我国湿地资源最为丰富的地区之一,通过野外调查研究了长江流域湖北段内不同类型湿地中的主要湿地植物群落类型,分析... 详细信息

湿地植物群落构建机制的研究可为湿地生态系统管理和受损湿地生态恢复与重建提供重要理论依据。地处长江流域的湖北省是我国湿地资源最为丰富的地区之一,通过野外调查研究了长江流域湖北段内不同类型湿地中的主要湿地植物群落类型,分析了研究区内湿地植物群落物种β多样性格局;利用相关性检验(Mantel test)方法和基于相似或相异度矩阵的多元回归模型(MRM)分析了环境差异和地理距离与湿地植物群落的物种相异性的相关性,及其对该区域湿地植物群落构建的相对贡献率。结果表明长江流域湖北段8个不同类型湿地内的湿地植物群落物种相异性指数差异显著,群落间物种相异性指数与地理距离和环境距离均呈显著正相关关系;MRM分析表明环境筛选和扩散限制共同解释了研究区内群落物种变异指数的54.72%;其中,环境距离独立解释率为22.03%,地理距离独立解释率为9.98%,二者联合解释率为22.71%。结果表明环境筛选和扩散限制共同影响了长江流域湖北段湿地植物群落构建过程,且环境筛选贡献更大。建议除了考虑空间尺度、环境因子、植被类型外,未来需进一步研究时间尺度及人类干扰等因子对该区域湿地植物群落构建的影响。

关键词：湿地植物群落构建 β多样性地理距离环境筛选扩散限制

环境筛选和扩散限制在地表和地下螨群落物种共存中的调控作用

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生态学报 2016年第13期36卷 3951-3959页

作者：张丽梅高梅香刘冬张雪萍吴东辉哈尔滨师范大学地理科学学院哈尔滨150025 哈尔滨师范大学黑龙江省高校地理环境与遥感监测重点实验室哈尔滨150025 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室长春130102

识别扩散限制和环境筛选在群落物种共存中的相对作用,是土壤动物群落物种共存机制研究的重要内容,然而少有针对地表和地下土壤动物群落的探讨。在三江平原农田生态系统,设置一个50 m×50 m的空间尺度,探讨环境筛选和扩散限制对地表和地... 详细信息

识别扩散限制和环境筛选在群落物种共存中的相对作用,是土壤动物群落物种共存机制研究的重要内容,然而少有针对地表和地下土壤动物群落的探讨。在三江平原农田生态系统,设置一个50 m×50 m的空间尺度,探讨环境筛选和扩散限制对地表和地下土壤螨群落物种共存的调控作用。基于Moran特征向量图(MEMs)和变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用;采用偏Mantel检验进一步分析环境距离和空间距离的相对贡献;使用RDA分析环境因子对螨群落物种组成的解释能力。变差分解结果表明,空间变量对地表、地下和地表-地下土壤螨群落具有较大的显著方差解释量,而环境变量和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验没有发现环境距离或空间距离的显著贡献;RDA分析表明土壤p H值、大豆株高和土壤含水量对土壤螨群落具有显著的解释能力,说明环境变量对螨群落物种组成的重要作用。研究表明,在三江平原农田生态系统,地表和地下土壤螨群落物种共存主要受到扩散限制的调控作用,同时环境筛选的调控作用也不容忽视。

关键词：环境筛选扩散限制地表和地下土壤螨群落农田三江平原

环境筛选、扩散限制和生物间相互作用在温带落叶阔叶林土壤跳虫群落构建中的作用

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科学通报 2014年第24期59卷 2426-2438页

作者：高梅香何萍孙新张雪萍吴东辉哈尔滨师范大学黑龙江省高校地理环境与遥感监测重点实验室哈尔滨150025 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室长春130102

群落构建机制是土壤动物群落生态学的重点内容之一.相关研究证明,扩散限制、环境筛选和生物间相互作用可能是土壤动物群落构建的重要调控机制,但少有基于小尺度的系统研究.本文在黑龙江省帽儿山森林生态系统研究站的温带落叶阔叶林内,于... 详细信息

群落构建机制是土壤动物群落生态学的重点内容之一.相关研究证明,扩散限制、环境筛选和生物间相互作用可能是土壤动物群落构建的重要调控机制,但少有基于小尺度的系统研究.本文在黑龙江省帽儿山森林生态系统研究站的温带落叶阔叶林内,于2012年8月设置3个5 m×5 m的样地,探讨扩散限制、环境筛选和生物间相互作用在小尺度土壤跳虫群落构建中的作用.基于环境主分量因子(PCs)和Moran特征向量图(MEMs),用变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用,并基于偏Mantel检验进一步分析环境变量和空间变量的调控作用.用零模型模拟的方法来说明土壤跳虫群落物种的共存格局、识别群落水平的显著物种对,同时计算环境生态位重叠度指标和体型大小比例来说明生物间相互作用和环境筛选在跳虫群落构建中的作用.变差分解结果表明,扩散限制对土壤跳虫群落具有较大的显著方差解释量,而环境筛选和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验进一步表明,扩散限制对样地Ⅰ跳虫群落具有重要的贡献;RDA分析表明,土壤有机质、土壤含水量、凋落物干重等环境变量对土壤跳虫群落具有显著的影响,表明环境变量对跳虫群落的重要作用.群落水平零模型分析表明,土壤跳虫群落表现为非随机的共存格局;群落中发现较少的显著物种对,且显著负相互作用的物种对群落构建可能没有显著的作用;体型大小比例和环境生态位重叠度指标表明,土壤跳虫不是竞争性的群落结构,说明环境筛选具有重要调控作用.本研究表明温带落叶阔叶林小尺度土壤跳虫群落主要受到扩散限制和环境筛选的共同调控,生物间相互作用的驱动作用并不显著.

关键词：环境筛选扩散限制生物间相互作用土壤跳虫群落群落构建温带落叶阔叶林帽儿山

环境筛选对摩天岭东南段植物叶性状的尺度效应

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环境筛选对摩天岭东南段植物叶性状的尺度效应

作者：曹雪萍甘肃农业大学

学位级别：硕士

在环境不断变化的情况下,植物叶性状对其的响应较为敏锐。基于性状的研究方法近年来在群落构建理论中应用广泛,其认为环境因子对植物功能性状的选择作用有着一定的效应。本文以摩天岭东南段为研究区,选取了5个具有代表性的叶性状:比叶面... 详细信息

在环境不断变化的情况下,植物叶性状对其的响应较为敏锐。基于性状的研究方法近年来在群落构建理论中应用广泛,其认为环境因子对植物功能性状的选择作用有着一定的效应。本文以摩天岭东南段为研究区,选取了5个具有代表性的叶性状:比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶片的碳含量(LCC)、氮含量(LNC)、磷含量(LPC),分析了摩天岭东南段不同空间尺度下植物群落叶性状的变异及叶功能性状间关系随环境梯度的变化,探讨了各叶功能性状随环境因子的变化及其主要的驱动因子。本研究主要结论如下:(1)摩天岭东南段的各样地中的木本植物叶性状的属性值变化范围较大。其中,比叶面积(SLA)的变异、变化范围在各样地中均较大,平均值的最大值出现在碧峰沟(673-1133m)中;叶干物质含量(LDMC)的变异性、变化范围均较小,平均值的最大值出现在石龙沟(707-1074m)的样地中为20.66g/g;叶片碳含量(LCC)的变化范围也较大,但其变异性较小,平均值的最大值出现在海拔高度为1048-1494m的范坝正沟中为494.27 g/kg;叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)的变化范围、变异系数均较大,平均值的最大值出现在邱家坝(2179-2662m)中,分别为262.59 g/kg、16.30g/kg。(2)本研究区的6个不同的样地中,各环境因子对植物叶性状的影响有较大的差异。在碧峰沟的植物群落中,能够对叶性状产生最大影响的因子为海拔高度对叶性状,其次为土壤中有机碳(SOC)的含量大小,其余的因子对其影响较小。在竹园沟植物群落中,海拔因子与坡向对叶性状的影响均较大,而坡度对叶性状的影响次之。在寨科桥植物群落中,海拔因子对叶性状的影响最大,其次为坡度、土壤有机碳(SOC)。在石龙沟植物群落中,除坡位对植物的叶功能性状的影响较小,其余环境因子与土壤因子均对植物叶功能性状有显著的影响。在范坝正沟群落中,坡向因子是影响该群落中叶性状的主要因子,其次为土壤有机碳与坡度,而海拔对叶性状的影响较小。在邱家坝植物群落中,坡度与海拔对叶性状的影响最大,其次为坡向和坡位。(3)研究区中在群落水平上,不同环境因子共解释了42.81%的变异,其中海拔、坡向、坡位、土壤有机碳、全磷有关,解释了27.20%%的变异;温度和降水、土壤全氮、坡度有关,解释了15.61%的变异,而剩下57.19%的变异是本文所选的环境因子无法解释。(4)在所研究的6个样地中,5个叶功能性状存在较为显著的相关关系。在6个样地中除范坝正沟中比叶面积(SLA)与叶干物质含量(LDMC)没有显著的相关关系,而其余5个样地中均存在极显著的正相关关系;范坝正沟和邱家坝中叶片磷含量(LPC)与比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶片碳含量(LCC)、叶片氮含量(LNC)均没有相关关系;而竹园沟中的叶片磷含量(LPC)与叶片碳含量(LCC)没有相关关系。(5)在群落水平上本研究的5个叶功能性状指标Pearson相关分析结果表明,植物群落叶性状间存在较为显著的相关关系。比叶面积(SLA)与叶干物质含量(LDMC)呈显著的负相关关系(p碧峰沟(-2.5)>竹园沟(0.56)>范坝正沟(-0.48)>邱家坝(0.13)>寨科桥(0.13)。

关键词：叶性状环境筛选标准化主轴分析尺度效应

环境筛选矩阵在城市轨道交通规划环境影响评价中的应用

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铁道劳动安全卫生与环保 2010年第5期37卷 234-238页

作者：龚平中铁第四勘察设计院集团有限公司环工处湖北武汉430063

在城市轨道交通规划环境影响评价中,应用环境筛选的原理和方法,以规划目标、规划措施等规划行为和相关规划、社会经济环境、生态环境、污染环境等影响领域为阵列,建立环境筛选二级矩阵;分析了规划行为中的规划内容、规划目标、规划措施... 详细信息

在城市轨道交通规划环境影响评价中,应用环境筛选的原理和方法,以规划目标、规划措施等规划行为和相关规划、社会经济环境、生态环境、污染环境等影响领域为阵列,建立环境筛选二级矩阵;分析了规划行为中的规划内容、规划目标、规划措施、规划缺陷和影响领域中的相关规划、背景环境;进而分析了轨道交通规划环境影响特征,识别了其对城市相关规划、社会经济环境、生态环境和污染环境的主要影响,提出了轨道交通规划环评的主要内容、环保选线要求和规划调整建议。

关键词：环境筛选轨道交通规划环境评价

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中国河流细菌群落分布格局及驱动机制

环境科学学报 2024年

作者：刘茹王鹏丁明军张华聂明华黄高翔陈钦威江西师范大学地理与环境学院江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室

细菌在河流生态系统中起着关键的作用，驱动着营养物质和元素的生物地球化学循环.本文基于已发表文献，收集了中国163条河流的水体或沉积物细菌门水平分类和环境因子数据，探究了河流细菌群落结构分布格局及驱动机制.结果表明：（1）中... 详细信息

细菌在河流生态系统中起着关键的作用，驱动着营养物质和元素的生物地球化学循环.本文基于已发表文献，收集了中国163条河流的水体或沉积物细菌门水平分类和环境因子数据，探究了河流细菌群落结构分布格局及驱动机制.结果表明：（1）中国河流水体主要优势菌门为Proteobacteria（45.2%）、Actinobacteriota（14.1%）、Bacteroidota（11.8%）和Cyanobacteria（1.8%），而沉积物中主要优势菌门为Proteobacteria（40.3%）、Bacteroidota（8.38%）、Chloroflexi（8.06%）和Actinobacteriota（4.97%）；（2）不同气候区河流水体和沉积物细菌主要门类相对丰度均呈现显著空间分异：Proteobacteria和Bacteroidota在温带显著高于亚热带，Actinobacteriota在温带显著低于亚热带，Firmicutes和Acidobacteriota在高原气候区显著较高而Cyanobacteria则明显偏低；（3）环境筛选主导了水体细菌群落构建而扩散限制作用较弱；沉积物细菌群落中，扩散限制在中亚热带气候区强于环境筛选，在其他气候区则环境筛选较强；（4）河流水体中，营养盐和温度是亚热带和温带细菌群落的主要驱动因子，但中亚热带的营养盐影响较弱，高原气候区以年降雨量（MAP）、溶解氧（DO）、氨态氮（NH4+-N）、总磷（TP）为主要驱动因子；河流沉积物中，pH是南亚热带和温带解释率最高的因子，氮、磷含量是北亚热带和高原气候区的主要驱动因子；（5）河流细菌群落对关键环境因子的响应具有尺度效应，在全国尺度上气候起主导作用，而区域尺度（气候区）上局地理化性质（氮、磷营养物质，以及pH、水温）更为重要.本研究强化了对河流细菌群落动态变化的理解，为评估和预测气候变化及人类活动对河流生态系统的影响提供了理论支撑.

关键词：河流细菌群落环境筛选扩散限制

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水下方向控制阀质量测试方法的设计

化工自动化及仪表 2024年第3期51卷 502-506页

作者：李宇航陈易红谭文涛岳元龙范江龙中国石油大学(北京)信息科学与工程学院

以API STD 17F—2017标准规定的水下方向控制阀(DCV)测试项目为基础,制定了具有可操作性的DCV质量测试方法。测试项目包括外压、内压、内泄漏、功能和连续性、污染流体循环、寿命、环境筛选和绝缘电阻测试,针对每一个测试项目给出了详... 详细信息

以API STD 17F—2017标准规定的水下方向控制阀(DCV)测试项目为基础,制定了具有可操作性的DCV质量测试方法。测试项目包括外压、内压、内泄漏、功能和连续性、污染流体循环、寿命、环境筛选和绝缘电阻测试,针对每一个测试项目给出了详细的测试目的、标准要求和测试步骤。本文方法通过了挪威船级社审核,并成功应用于渤海油气田浅水水下方向控制阀工程化产品的挪威船级社认证。

关键词： DCV 质量测试方法内泄漏环境筛选绝缘电阻

环境对植物叶功能性状筛选的多尺度效应与群落构建

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环境对植物叶功能性状筛选的多尺度效应与群落构建

作者：郭茹中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)

学位级别：硕士

植物群落的形成受环境因素、生物作用、干扰等多种因子的共同作用,黄土丘陵区生境条件严酷,以生态位为基础的环境筛选过程是该区群落构建的主导过程,基于性状的群落构建理论认为环境因素对植物按照其功能性状进行的筛选作用存在多尺度... 详细信息

植物群落的形成受环境因素、生物作用、干扰等多种因子的共同作用,黄土丘陵区生境条件严酷,以生态位为基础的环境筛选过程是该区群落构建的主导过程,基于性状的群落构建理论认为环境因素对植物按照其功能性状进行的筛选作用存在多尺度效应。因此,研究环境因子在不同空间尺度对植物群落功能性状分布格局的影响对于完善基于性状的群落构建机制具有重要意义。黄土丘陵区土壤侵蚀强烈,自然植被破坏严重,沟壑纵横导致生境极度破碎化,植被呈镶嵌分布格局。针对不同侵蚀环境,研究环境对性状的多尺度筛选效应,探讨植物群落的形成机制及多物种共存机理是在该区进行植被恢复工作面临的重要问题之一。本文以延河流域为研究区,沿气候、地形、土壤等环境梯度选择57个样地,采集测定样地中各物种的叶厚度、比叶面积、叶组织密度、叶碳、氮、磷含量等功能性状特征,在群落水平分析环境因素在区域、坡面、样地等不同尺度对性状的影响,以及性状间关系随环境梯度的变化,得到如下主要研究成果:1)延河流域植物群落叶性状在不同空间尺度的变异植物群落叶性状在不同空间尺度的变异程度有所不同。在流域尺上,除叶磷含量外,其余5个性状在流域范围内9个坡面间差异极显著(P环境梯度下叶性状间关系及其变化植物群落叶性状间存在普遍的相关关系,且与物种水平的关系一致。一些性状组合间存在较为稳定的关系,如LNC-SLA、LPC-SLA、LNC-LPC和LNC-LTD等,其回归关系的斜率或截距不随主要环境梯度的变化而发生显著变化,仅沿着其共同斜率轴或Y轴漂移。一些性状间关系的斜率和截距则会随着环境梯度发生显著变化,如LTD-SLA、LPC-SLA的权度关系在降水量低的地区较强,LTD-LT、LNC-LPC的权度随降水量增强;坡向对所有性状组合的关系均有显著影响;随土壤全氮含量的增加,在SLA相同条件下,LTD和LNC增加、LT和LPC减小,叶氮、磷含量的关系加强。降水量、坡向和土壤养分是功能性状间关系变化的环境主导因子。3)不同空间尺度植物群落性状变异的驱动因子RDA分析表明,坡向对群落性状的影响最大,接下来依次是土壤有机质、含水量、全氮、水热因子、全磷、海拔和坡位。层次模型结果表明,降水量是在坡面尺度上决定植物功能性状变异的首要驱动因子,坡向、土壤含水量和有机质含量是样地尺度上决定群落性状变异的主导因素。4)不同类型环境变量对群落性状分布格局的相对贡献偏RDA分析结果表明区域水热因子解释4.8%的功能性状异,局域地形和土壤因子解释41.2%的变异,二者共同解释比例为4.2%,总共解释了50.2%的性状变异。层次模型结果表明,降水量对LT、LTD、LCC和LNC在坡面尺度变异的解释量分别为36.08%、10.91%、57.25%和46.43%;坡向、SWC和SOM等微生境因子对LT、SLA、LTD、LCC和LNC在样地尺度的解释量分别为43.60%、81.17%、75.39%、7.28%、46.43%。在本研究中,层次模型对该流域植物群落性状变异的解释效果比多元分析更好。5)环境对群落性状的多尺度筛选效应在区域尺度上,生境过滤的筛选使得生活在某一植被带的物种具有相似的性状和一定的分布范围,从而导致群落性状的聚集分布。在小尺度研究中,微地形因子和土壤养分、水分等微生境因子的差异会导致生境异质性,为物种增加生态位空间,强化环境筛选对性状的调控作用,进一步导致性状的均匀分布。

关键词：环境筛选功能性状多尺度效应群落构建环境梯度

中国湖泊细菌群落的生物地理分布格局及驱动机制——基于文献数据的统计分析

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中国环境科学 2022年第6期42卷 2754-2763页

作者：高鹏飞王鹏丁明军张华聂明华黄高翔江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室江西南昌330022 江西师范大学地理与环境学院江西南昌330022

为阐明中国湖泊细菌群落的生物地理分布格局及驱动机制,基于已发表文献,收集了228个湖泊的浮游或沉积物细菌门水平分类数据和环境因子数据进行分析.结果表明:中国湖泊浮游细菌群落的优势类群为变形菌门(Proteobacteria,35.92%)、放线菌... 详细信息

为阐明中国湖泊细菌群落的生物地理分布格局及驱动机制,基于已发表文献,收集了228个湖泊的浮游或沉积物细菌门水平分类数据和环境因子数据进行分析.结果表明:中国湖泊浮游细菌群落的优势类群为变形菌门(Proteobacteria,35.92%)、放线菌门(Actinobacteria,25.03%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,10.77%),沉积物中的优势类群为变形菌门(Proteobacteria,40.37%)、绿弯菌门(Chloroflexi,8.74%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,8.55%).中国湖泊浮游细菌距离衰减程度显著低于沉积物细菌;湖泊细菌群落结构在北方、南方、青藏高原的空间差异显著,北方水体及沉积物中细菌的距离衰减模式均不显著,南方水体中显著但沉积物中不显著,青藏高原水体及沉积物中均显著.浮游细菌优势类群中除Proteobacteria外,Actinobacteria(南方>北方>青藏高原)和Bacteroidetes(青藏高原>北方>南方)的丰度在三个地区均具有显著差异;沉积物细菌优势类群Proteobacteria(北方>南方>青藏高原)、Chloroflexi(南方>北方>青藏高原)、Bacteroidetes(青藏高原>北方>南方)的丰度在三个地区均具有显著差异.影响北方湖泊浮游细菌群落分布的主要环境因子是溶解性有机碳,南方是溶解氧,青藏高原是硝酸盐氮;影响北方湖泊沉积物细菌群落分布的主要环境因子是总氮和pH值,南方是总磷,青藏高原是pH值.空间扩散限制与环境筛选作用共同塑造了中国湖泊细菌的生物地理分布格局.扩散限制对浮游细菌的影响小于沉积物细菌,对青藏高原湖泊浮游及沉积物细菌影响最大,对北方湖泊浮游及沉积物细菌影响最小;环境筛选作用对青藏高原湖泊浮游及沉积物细菌影响最大,对南方湖泊浮游细菌及北方湖泊沉积物细菌影响较小.

关键词：中国湖泊细菌群落地理距离衰减环境筛选扩散限制