祁連山鳥類群落多樣性模式形成及驅動過程
生物多樣性模式研究可為理解群落結構的形成機制提供新的視覺。分類多樣性關注物種的組成,功能多樣性考慮物種在群落中的生態角色和對環境變化的響應,而系統發育多樣性探索物種之間的進化關系。盡管這些概念相互關聯,但目前的生物多樣性研究往往偏重于分類多樣性,從而限制了對生態系統動態全面理解的深入探討,整合功能和系統發育多樣性有助于加強對群落動態的深入理解。
祁連山脈位于青藏高原的東部邊緣,其南北坡因地質運動過程而形成了明顯的海拔差異。南坡的平均海拔約為3500米,降水量較多,植被豐富;而北坡的平均海拔約為1500米,降水量較少且受人類活動干擾較為嚴重。這種整體海拔差異為研究該地區的生物多樣性提供了理想的條件。盡管祁連山脈被認為是中國西北地區的生物多樣性熱點,但對該地區鳥類多樣性的研究仍然有限。鳥類作為生態系統健康的重要指標,對環境變化敏感,因此鳥類多樣性研究有助于加深對生物多樣性模式和生態系統功能的理解。
為探究不同海拔區域下鳥類群落的多樣性模式及其驅動因素,“生物多樣性保護與可持續利用”任務“動物多樣性保護與可持續利用”專題中國科學院西北高原生物研究所動物生態與資源保護研究團隊于2021—2022年在祁連山脈的南坡(SSQM)和北坡(NSQM)進行了多次鳥類多樣性野外調查,涵蓋了繁殖季和遷徙季。研究了不同海拔梯度下鳥類群落在分類、功能和系統發育三個維度上的物種替換和嵌套模式。比較了兩個區域在不同維度上的α多樣性和β多樣性,并通過廣義加性模型以及廣義相異模型評估了不同多樣性模式與環境變量的潛在非線性關系。結果發現,除了在SSQM中功能β多樣性中嵌套度占主導地位外,SSQM和NSQM中的β多樣性中物種替換占主導地位。在三個維度上,SSQM的鳥類多樣性顯著高于NSQM,但功能性總β多樣性較低。研究表明,環境變量對不同區域鳥類α和β多樣性的影響存在顯著差異。在低海拔區域,夜間光照和太陽輻射是最重要的影響因素,而在高海拔區域,坡度和生境影響顯著。研究強調了環境過濾在祁連山脈鳥類群落形成中的潛在作用,指出了不同環境變量在驅動群落多樣性形成中的重要作用。研究結果有助于加深對鳥類多樣性模式的了解,并揭示了獨特且具有重要生態意義的祁連山地區鳥類群落形成的基本過程,為該地區鳥類保護戰略的制定提供理論參考和數據支持。研究論文?Environmental filtering unveils differences in bird diversity patterns and underlying mechanisms in the Qilian Mountains?發表于?Ecological Indicators(中國科學院2區TOP,IF = 7.0)。博士生李斌為第一作者,研究員張同作為通訊作者。該研究得到了第二次青藏高原綜合科學考察研究(2019QZKK0501)資助。研究工作依托中國科學院高原生物適應與進化重點實驗室和青海省動物生態基因組學重點實驗室。

研究區域分布圖。(A)祁連山位置;(B) 祁連山海拔分布變化;(C) NSQM中鳥類調查網格海拔分布變化;(D) SSQM

祁連山南北坡鳥類群落多樣性格局。(A) NSQM和SSQM中鳥類β多樣性的主坐標分析(PCoA);(B) NSQM和SSQM中鳥類群落的相似性(ANOSIM);(C, D, E) NSQM和SSQM中鳥類群落分類, 功能, 系統發育總β多樣性;(F, G, H) NSQM和SSQM中鳥類群落Richness指數, FRic和PD指數
