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环境过滤和扩散限制对库姆塔格沙漠南缘植物群落β-多样性的影响

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中国沙漠 2021年第3期41卷 147-154页

作者：杨欢王寅王健铭夏延国李景文贾晓红吴波北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟院重点实验室北京100101

多样性反映群落之间的物种组成差异,群落β-多样性的形成和维持一直是生态学研究的核心问题。通过对库姆塔格沙漠南缘60个植物群落的调查,结合环境因素和空间距离,通过Mantel分析以及基于距离的多元回归(MRM),分析了环境过滤和扩散限制... 详细信息

多样性反映群落之间的物种组成差异,群落β-多样性的形成和维持一直是生态学研究的核心问题。通过对库姆塔格沙漠南缘60个植物群落的调查,结合环境因素和空间距离,通过Mantel分析以及基于距离的多元回归(MRM),分析了环境过滤和扩散限制对研究区植物群落β-多样性及组分的影响。结果表明:库姆塔格沙漠南缘植物群落存在明显的地理衰减格局,群落之间物种组成差异较大,β-多样性高且大部分来自物种更替;环境差异和空间距离对群落β-多样性及更替组分均有显著影响,物种更替对二者的响应与β-多样性保持一致;MRM分析表明,在研究区β-多样性的形成中环境过滤和扩散限制的相对作用存在差异,环境过滤作用对β-多样性及组分的影响超过扩散作用。通过本次研究可以初步确定在库姆塔格沙漠南缘植物群落β-多样性主要由生态位过程与中性过程以及其他未知过程共同控制,其中气候、海拔等生态位因素扮演着比中性过程更为重要的角色。此外,研究区群落β-多样性可能主要由物种更替导致,不同生态过程对群落β-多样性的影响可能主要通过调控群落物种更替来实现。

关键词：环境过滤扩散限制 β-多样性更替嵌套库姆塔格沙漠南缘

西双版纳热带山地常绿阔叶林蕨类植物多样性研究

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广西植物 2009年第2期29卷 202-207,216页

作者：李保贵朱华中国科学院西双版纳热带植物园云南勐腊666303

基于4个50m×50m(包含400个5m×5m)样方调查,统计了蕨类植物的α多样性指数、优势度指数、相似性指数及β多样性指数。结果表明:在调查的1hm2西双版纳热带山地常绿阔叶林里,蕨类植物的物种丰富度为32种;不同样地蕨类植物丰富度指数、多... 详细信息

基于4个50m×50m(包含400个5m×5m)样方调查,统计了蕨类植物的α多样性指数、优势度指数、相似性指数及β多样性指数。结果表明:在调查的1hm2西双版纳热带山地常绿阔叶林里,蕨类植物的物种丰富度为32种;不同样地蕨类植物丰富度指数、多样性指数、优势度指数及均匀度指数的变化趋势一致;该森林群落蕨类植物的物种多样性虽然不高,但优势种群显著;通过3个无人为干扰与1个受人为干扰样地的对比分析研究看出,该类森林遭受一定程度的人为干扰后,蕨类植物物种丰富度、多样性、优势度及相似性等均显著下降,其中物种多样性的降低尤为显著,既使群落的外貌、结构等恢复至接近原始林状态,蕨类植物丰富度及多样性也难以恢复,故此,保护原始的森林植被是保护该森林蕨类植物多样性的有效措施之一。

关键词：蕨类植物 α-多样性 β-多样性热带山地常绿阔叶林西双版纳

海南热带天然林木本植物多样性对地上生物量的影响及其尺度效应

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北京林业大学学报 2024年第12期46卷 1-10页

作者：姚杰丁易周超凡田立新臧润国中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 海南霸王岭森林生态系统国家定位观测研究站海南昌江272722 南京林业大学南方林业创新中心江苏南京210037 中国林业科学研究院资源信息研究所林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局森林经营与生长模拟实验室北京100091 江西省林业资源监测中心江西南昌330000

【目的】阐明海南热带天然林木本植物α-多样性和β-多样性对地上生物量的影响及其相对重要性,以及相应的尺度效应,旨在丰富生物多样性与生态系统功能关系研究的理论框架。【方法】基于海南热带天然林内建立的30个1 hm^(2)动态监测样地... 详细信息

【目的】阐明海南热带天然林木本植物α-多样性和β-多样性对地上生物量的影响及其相对重要性,以及相应的尺度效应,旨在丰富生物多样性与生态系统功能关系研究的理论框架。【方法】基于海南热带天然林内建立的30个1 hm^(2)动态监测样地,利用植被调查、树木空间分布和环境因子等数据,采用空间多尺度设计和多元线性回归模型,探讨热带天然林中木本植物多样性、环境异质性与地上生物量之间的关系及其随不同空间尺度的变化规律。【结果】(1)30个1 hm^(2)样地中,α-多样性和β-多样性均值分别为(10.85±3.63)和(0.30±0.16)。α-多样性在不同空间尺度上未表现出显著变化;β-多样性表现出随空间尺度增大而增加的趋势。(2)α-多样性和β-多样性对地上生物量的影响均为显著的正效应且多样性的影响强度随空间尺度表现出较为一致的变化趋势。(3)木本植物多样性对地上生物量的影响随空间尺度的增加表现为先增加(较小尺度400~3600 m^(2)),然后趋于平缓(中尺度3600~6400 m^(2)),最后下降(较大尺度6400~10000 m^(2))。(4)α-多样性对地上生物量的正效应显著强于β-多样性。(5)环境因子对地上生物量的影响均为正效应,且影响强度随空间尺度的增加而增强。【结论】本研究证实了生物多样性与生态系统功能(BEF)关系存在明显的尺度依赖性,表明影响BEF关系的主要机制可能会因不同空间尺度而发生变化。单一空间尺度或局域小尺度的研究不足以充分、全面地理解BEF关系的影响机制。尽管在解释地上生物量变异方面,β-多样性的作用低于α-多样性,但本研究通过实证分析,揭示了β-多样性在促进生态系统功能中的重要作用。这为进一步探索跨空间尺度的BEF关系提供了新的思路和分析视角。未来的研究应充分考虑β-多样性与多种生态系统功能(生态系统多功能性)之间的关系,以及β-多样性在不同空间尺度(如局域、区域和景观尺度)上对生态系统多功能性的影响机制。

关键词：生物多样性与生态系统功能 β-多样性尺度依赖性木本植物多样性生物量热带天然林

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秦岭酉水河天然针叶林物种多样性的垂直格局

西北林学院学报 2011年第3期26卷 6-11页

作者：刘金虎王得祥王宇超胡有宁西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100

基于群落样地的物种重要值矩阵信息,运用双向聚类法对秦岭酉水河流域的主要天然针叶林群落进行了数量分类,并采用物种丰富度、α-多样性和β-多样性等指数,进一步研究了该地区天然针叶林植物多样性随海拔梯度的变化。结果表明:酉水河流... 详细信息

基于群落样地的物种重要值矩阵信息,运用双向聚类法对秦岭酉水河流域的主要天然针叶林群落进行了数量分类,并采用物种丰富度、α-多样性和β-多样性等指数,进一步研究了该地区天然针叶林植物多样性随海拔梯度的变化。结果表明:酉水河流域14个天然针叶林样地被划分为6个群系类型;随着海拔的升高,物种丰富度、Shannon-Wiener指数及Pielou均匀度指数呈现先上升后下降的分布格局;6种天然针叶林群系类型的丰富度指数和α-多样性指数表现为铁杉林>华山松林>油松林>太白红杉林>巴山冷杉林>巴山冷杉+红桦林;β-多样性(Cody指数)随海拔的升高逐渐降低。

关键词：双向聚类法海拔梯度物种丰富度 α-多样性 β-多样性秦岭酉水河

牙周健康状况和民族因素对口腔微生物多样性的协同作用

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口腔医学研究 2017年第7期33卷 745-749页

作者：马瑞施文易根云张小凤黄慧敏周建业余占海李志强兰州大学口腔医学院甘肃兰州730000 西北民族大学口腔医学院甘肃兰州730000

目的:通过高通量测序探寻牙周健康状况和民族对口腔微生物多样性产生的影响。方法:采集12名牙周炎患者(5名汉族和7名裕固族)和10名健康者(5名汉族和5名裕固族)的唾液,提取细菌总DNA,用Illumina MiSeq高通量测序平台对16SrRNA基因序列进... 详细信息

目的:通过高通量测序探寻牙周健康状况和民族对口腔微生物多样性产生的影响。方法:采集12名牙周炎患者(5名汉族和7名裕固族)和10名健康者(5名汉族和5名裕固族)的唾液,提取细菌总DNA,用Illumina MiSeq高通量测序平台对16SrRNA基因序列进行测序分析。结果:在UniFrac距离总变化中,牙周因素在未加权分析中有差异(P=0.02),民族因素在加权分析中有差异(P=0.03),两种因素的相互作用在加权和未加权分析中均有差异(P多样性均有影响作用,并可能存在协同作用,但牙周健康状况是引起细菌组成变化的主要因素。

关键词：民族牙周健康状况 α-多样性 β-多样性微生物组成

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淄博市水生态系统鱼类多样性评价研究

淄博市水生态系统鱼类多样性评价研究

作者：张锦锐大连海洋大学

学位级别：硕士

自然因素和人类活动引起的全球生态变化对生物多样性产生了巨大影响,环境污染、栖息地丧失和破碎化等现象对物种的生存构成了威胁,直接或间接导致全球生物多样性急剧下降。在以往的生物多样性研究中,生态学家仅通过分类多样性指数对群... 详细信息

自然因素和人类活动引起的全球生态变化对生物多样性产生了巨大影响,环境污染、栖息地丧失和破碎化等现象对物种的生存构成了威胁,直接或间接导致全球生物多样性急剧下降。在以往的生物多样性研究中,生态学家仅通过分类多样性指数对群落物种多样性进行量化,即以物种为基本单位,难以反映群落的功能特征和群落系统发育的差异。因此越来越多的学者提出需要将功能多样性与系统发育多样性这一层面引入到生物多样性的研究中,以对生态系统过程进行更全面的解释和预测。大部分的生物多样性聚焦在陆地草原森林与海洋层面,而河流与湖泊是连接陆地上生态系统的桥梁与纽带,也是能量流动与物质循环的重要载体。因此对于河流与湖库中高营养级的生物类群代表——鱼类进行生物多样性研究很有必要。淄博市地处华北平原,水系众多,人口密集,具有重要的科学研究及生态保护价值。因此本实验以淄博市河流湖库为调查地点,于2022年9月与2023年9月分别在河流与湖库两种截然不同的生态系统中对该地区鱼类种群与水环境因子进行采样,对鱼类多样性各指标进行计算并与水环境因子进行关联,并对如下这些问题进行探究:生态系统环境的不同,是否会导致鱼类群落多样性的显著变化,影响鱼类群落变化的环境因素在不同环境是否存在差异?不同生态系统中,鱼类分类、功能、系统发育多样性之间的关系是否相同?结果显示,共计采集到鱼类55种,其中鲤科所占比例最大,共有34种,占61.81%;虾虎鱼科4种,占7.27%;鳅科3种,占5.45%;其他科14种,占25.45%。河流与湖库的鱼类多样性差异显著,且河流的鱼类的α-多样性要显著高于湖库,但β-多样性恰好相反。结果显示不同生态系统中影响鱼类群落结构的环境因子不同。从CCA分析可以看出,与淄博河流鱼类群落结构显著相关的环境因子为硝酸盐氮（NO-N）、水体透明度（SDD）、高锰酸盐指数(COD)、酸碱度p H、氨氮（NH-N）。与河流不同的是,淄博湖库鱼类群落结构显著相关的环境因子还增加了总磷（TP）、盐度（SAL）、总氮（TN）。淄博河流鱼类多样性内部（分类、功能、系统发育多样性）关联性也极强,而淄博湖库鱼类多样性内部关联性较河流来说相对较低。不同生态系统中,鱼类分类、功能、系统发育多样性之间的关系是不同的。最后基于水环境质量与水生态健康等级对淄博市河流、湖库采样点位进行水体水生态健康评价。小清河、淄河、范阳河、沂河、文昌湖（萌山水库）、支脉河、沂河、淋漓湖采样点位均处于健康状况,北支新河、大芦湖、东猪龙河、乌河、红莲湖、孝妇河、马踏湖、太公湖部分点位处于亚健康状况。石马水库、红旗水库、田庄水库、太河水库少数点位处于不健康状况。本研究从空间尺度上全面调查了淄博市鱼类的群落结构,系统性揭示了研究区域鱼类群落结构和水环境理化指标的驱动关系及响应机理,同时探明了鱼类多样性内部之间的关系,最后对水生态健康进行了评价。在淄博市进行生物多样性调查和水环境因子监测可以为生态恢复和生态系统管理等工作提供一定的理论依据,为相关科研工作提供支撑性的数据材料。

关键词：鱼类分类多样性功能多样性系统发育多样性 α-多样性 β-多样性

人为干扰对底栖生物群落多样性的影响及效应分析

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人为干扰对底栖生物群落多样性的影响及效应分析

作者：周云磊南京农业大学

学位级别：硕士

α、β和Y-多样性分别描述生物多样性的三个不同层面。αa多样性主要关注局域生境下的物种数,β多样性描述沿环境梯度下不同生境群落间物种组成相异性或物种沿环境梯度的更替速率,γ,多样性描述区域以上尺度的物种数。深入了解不同环境... 详细信息

α、β和Y-多样性分别描述生物多样性的三个不同层面。αa多样性主要关注局域生境下的物种数,β多样性描述沿环境梯度下不同生境群落间物种组成相异性或物种沿环境梯度的更替速率,γ,多样性描述区域以上尺度的物种数。深入了解不同环境梯度下α、β和γ-多样性的变化有助于较深入了解多样性的空间分布特征。人类活动干扰是导致生物多样性下降的关键因素。。底栖动物与底栖硅藻在维持溪流生态系统功能中起着重要作用,是反映溪流生态质量的重要指示生物。已有研究表明群落a多样性呈随纬度梯度上升而降低的趋势,并且受人为胁迫影响后群落β多样性降低,但这样的结论是否对所有生物类群都适合,仍然需要更多的证据。论文主要围绕两个问题(1)在干扰极小情况下,底栖动物与底栖硅藻的a多样性是否呈现随纬度梯度升高而降低?(2)底栖动物与底栖硅藻多样性对人为胁迫的响应是否一致?干扰是否会导致β多样性降低?我们依据实验室在新疆阿勒泰额尔齐斯河流域(30个样点),陕西西安渭河流域(30个样点),浙江杭州钱塘江流域(30个样点),广西桂林漓江流域(36个样点),云南西双版纳澜沧江流域(40个样点)共166个样点的底栖动物、底栖硅藻和环境数据,计算各样点和流域的αa、β和γ-多样性,采用线性回归分析法分析a多样性随纬度梯度的变化趋势,非参数检验和PERMDISP等分析方法比较干扰极小与人为干扰胁迫下多样性(a-,β-)的差异,NMDS法比较干扰极小环境下与人为干扰下群落物种组成差异。我们的结果发现,可表征大型底栖无脊椎动物群落αa多样性的物种多度(abundance)、丰富度(richness)以及Simpson指数都呈从低纬度到高纬度的递减的趋势,Shannon均匀度指数则表现为低纬度到高纬度逐渐增高的现象,且具显著线性。但是表征底栖硅藻群落a多样性的多度、丰富度以及Shannnon均匀度随纬度增高而减小的趋势,但不具显著性。T检验比较结果表明,在人类活动影响下的大型底栖动物群落物种多度和丰富度明显低于干扰极小状况下的群落物种多度及丰富度,并呈显著差异性。而底栖硅藻群落,仅钱塘江(QTJ)流域的干扰极小样点的物种多度与丰富度显著高于自然状况下的物种丰富度与多度,其他四个流域样点内的底栖硅藻物种丰富度与多度在两种状况下都不具显著性差异性。NMDS分析结果表明,底栖动物群落在受人为干扰后群落组成发生明显变化。底栖硅藻群落的NMDS结果却并没有表现出受人为干扰后群落组成的明显改变。不同干扰间底栖动物β多样性的PERMDISP分析结果表明,基于0-1数据计算的表征β多样性的Jaccard指数干扰极小样点要显著高于人为干扰样点β多样性。但是基于物种多度计算的Bray-Curtis指数却得到了相反的结果,即受人为状况下底栖动物β多样性要高于自然状况下底栖动物β多样性,但仅渭河流域(WH)以及澜沧江流域(LCJ)的结果呈显著差异性。但底栖硅藻群落干扰极小和受干扰样点间的Jaccard指数和Bray-Curtis指数都无显著差异性。Db-RDA分析结果表明对于ER与WH流域,极小干扰点与人为干扰点环境因子对其底栖动物β多样性的解释量相似,而其他三个流域环境因子对底栖动物β多样性的解释量明显下降。造成这种结果作者认为可能的原因是不同类型的干扰造成底栖动物β多样性的机制可能存在差异。相对于农业用地以及牧场干扰来说,城镇化造成底栖动物群落β多样性显著性降低的原因更多的可能是由于城镇化的等级以及历史发展的因素引起的。以上结果说明,底栖动物a多样性随纬度梯度的升高而降低,底栖硅藻a多样性具有随纬度梯度的升高而降低的趋势而不呈显著线性关系。底栖动物与底栖硅藻多样性对人为胁迫的响应不具一致性,底栖动物a多样性以及β多样性受人为胁迫的影响会显著性降低,底栖硅藻a多样性与β多样性则不会发生明显变化。因此,我们推测底栖动物相对于底栖硅藻对人为胁迫的响应敏感性更高,可能更适于作为水质生物评价指示生物类群。

关键词：大型底栖无脊椎动物底栖硅藻 α-多样性 β-多样性 γ-多样性人为干扰

海棠山国家级自然保护区大型真菌物种多样性和生态系统多样性研究

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海棠山国家级自然保护区大型真菌物种多样性和生态系统多样性研究

作者：徐济责吉林农业大学

学位级别：硕士

本文对辽宁省海棠山国家级自然保护区大型真菌物种多样性和生态系统多样性进行研究。笔者在辽宁省海棠山国家自然保护区采集到大型真菌标本500余份,共152种,通过分类鉴定,隶属于子囊菌门3纲5目6科6属9种,担子菌门1纲9目34科57属143种。... 详细信息

本文对辽宁省海棠山国家级自然保护区大型真菌物种多样性和生态系统多样性进行研究。笔者在辽宁省海棠山国家自然保护区采集到大型真菌标本500余份,共152种,通过分类鉴定,隶属于子囊菌门3纲5目6科6属9种,担子菌门1纲9目34科57属143种。并按照《Dictionary of The Fungi》第十版(2008)对物种名录进行了门、纲、目、科、属、种的编目工作。凭证标本保存于吉林农业大学菌物标本馆(HMJAU)。海棠山国家级自然保护区地理位置特殊,植物区系组成复杂,具有一定的沙漠化程度,但大型真菌多样性并不丰富,大于10种以上的属仅一个,即粉褶菌属(Entoloma)。本文主要对大型真菌物种多样性和生态系统多样性进行研究。根据辽宁省海棠山国家级自然保护区植物群落的不同,共设置5个样地,15个样方。不同的样地之间大型真菌种类具有多样性。结合当地的气象数据,发现该自然保护区的大型真菌发生种类和发生量与季节具有很大的相关性。由季节、气温和降水等环境条件影响的子实体发生的行为需要详细长期的数据资料来得出结论。本研究在大型真菌群落多样性统计上主要采用丹麦植物生态学家C. Raunkiaer编制的频度等级划分,衡量大型真菌的α-多样性。用Sorenson指数(CS)来分析群落的β-多样性。研究发现,组成研究地的大型真菌中和植物共生的外生菌根真菌占据一定数量,并与植物之间形成稳定关系,在维持生态系统稳定方面有着重要意义。同时,分析大型真菌发生的α-多样性指标符合海棠山国家级自然保护区的地理位置和植物组成特点,多样性指数也符合不同植物生态系统及相同生态系统不同群落之间的关系。大型真菌多样性丰富程度研究结果为：Ⅱ (Ⅰ)> Ⅰ>Ⅱ (Ⅱ)>Ⅱ (Ⅲ)>Ⅱ (Ⅳ),即天然次生林生态系统阔叶落叶林群落>油松林生态系统>天然次生林生态系统针阔混交林群落>天然次生林生态系统灌木林群落>天然次生林生态系统黄榆林群落。

关键词： α-多样性 β-多样性群落多样性 sorenson指数

西北干旱区水生植物多样性空间格局及形成机制

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西北干旱区水生植物多样性空间格局及形成机制

作者：周玉龙湖北大学

学位级别：硕士

物种多样性地理格局及其形成机制研究是生物地理学研究的核心问题之一,其研究对生物多样性保育和可持续利用具有重要意义。但水生植物多样性格局及形成机制的研究极为缺乏。本研究以西北干旱区水生植物为研究对象,研究采用野外生态学研... 详细信息

物种多样性地理格局及其形成机制研究是生物地理学研究的核心问题之一,其研究对生物多样性保育和可持续利用具有重要意义。但水生植物多样性格局及形成机制的研究极为缺乏。本研究以西北干旱区水生植物为研究对象,研究采用野外生态学研究方法,于2015年7-9月和2016年7-9月两次对西北干旱区516个样点的水生植物群落种类组成、分布、生物量等展开野外调查。研究了该区域水生植物丰富度水平、垂直分布格局变化规律;西北干旱区水生植物丰富度空间格局形成机制并验证多样性格局的主要假说;水生植物β-多样性的空间分异;水生植物β-多样性空间格局影响因素。主要研究结果如下:1)两次调查共收集了西北干旱区水生植物134种,隶属于32科52属。其中,浮叶植物有3科4属5种,漂浮植物有4科5属5种,有8科9属39种属于沉水植物,和17科35属85种属于挺水植物。我们采集到的水生植物分别占西北干旱区记录的水生植物科、属、种总数的59.82%、81.25%和94.11%。2)西北干旱区水生植物水平和垂直分布格局具有一定规律性,在研究区内水平和垂直格局上均呈现―∩‖单峰格局,即在西北干旱区中部、中海拔地区(1000-1500m)具有最高的α-多样性,有一个明显的峰值。3)为了验证西北干旱区水生植物地理格局的几个重要假说,即几何限制假说,水分-能量动态假说和种-面积关系,采用多元回归和方差分解方法,研究了面积、气候和几何限制对水生植物丰富度空间格局的独立影响和协同作用,及其对各生活型群落影响的差异。几何限制、水分-能量动态假说和种-面积关系共同解释了97.7%,独立解释分别为27.3%,5.4%和2.7%,协同解释其物种丰富度格局的89.3%,63.1%和44.6%。几何限制(中域效应)假说对西北干旱区水生植物空间格局解释率最强,面积效应和水分-能量假说是对西北干旱区水生植物空间格局解释的重要补充机制,水分-能量动态假说对不同生活型物种解释力存在较大的差异。4)研究结果表明西北干旱区水生植物β-多样性在纬向上由南向北物种相似性增加,物种替代速率呈现先升后降格局,在纬度37.50°N范围内物种的相似性和替代速率相对稳定,而其他纬度范围内物种的相似性随样点之间的距离增大而变小,替代速率反之;经向上自东向西物种相似性增加,物种替代速率明显下降,在经度817°E范围内物种的相似性和替代速率相对其他范围最稳定。5)利用方差分解的方法分析气候变量、海拔变量、水质变量和空间变量对β-多样性分异的贡献率,解释了西北干旱区水生植物β-多样性变化机制。气候变量中的降水和温度等对β-多样性格局起着决定性作用,水质变量和空间变量对该格局解释比率相对较低,但各变量共同解释力较高。除了气候变量、海拔变量、水质变量和空间变量外,其他的环境因子可能对该区域水生植物β-多样性格局具有一定的影响。

关键词：西北干旱区水生植物 α-多样性 β-多样性空间格局