喜马拉雅山中段海拔梯度下哺乳动物beta多样性及其分解组分的季节变化

Understanding pattern of species diversity and its underlying mechanisms are important topics in ecology and conservation biology. However, much emphasis has been placed on understanding spatial patterns of diversity, few studies have investigated how diversity and its explanatory factors may vary through time. The lack of research on diversity varying through time means that the known patterns of diversity and their mechanisms may be incomplete. Beta diversity is defined as the “extent of species replacement or biotic change along spatial or temporal gradients”. Recent advances in its analysis (particularly, the beta-diversity partitioning) allow for better identification of processes responsible for spatial and temporal variation of diversity. Elevational gradients of mountain ecosystems condense a large amount of environmental variation into a small geographical space providing us ideal natural experiment systems for examination of species diversity patterns. In this project, we plan to conduct systematical field surveys for mammals in different seasons in the Gyirong Valley which located in the Himalaya Mountains. We test whether patterns of beta diversity along an elevational gradient are consistent through time (seasons) using mammal as model organism and partition the relative contribution of turnover and nestedness components in explaining these patterns. Furthermore, we use null models to test whether the observed beta diversity patterns differed from random expectations and use Distance-based Redundancy Analyses and Mantel Test to explore the relationship between these patterns and environmental factors. This project will help to clarify the underlying mechanisms of temporal and spatial variation of species diversity and thereby help identify the necessary management actions towards preservation of biodiversity in this important mountain habitat.

物种多样性时空分布格局及机制是生态学和保护生物学研究中的重要问题。然而大部分物种多样性分布格局的研究仅关注空间维度，而时间维度的研究鲜见报道。时间维度研究的不足，意味着目前所知的物种多样性分布格局及其机制可能是不全面的。beta多样性可以度量群落间的物种组成差异，特别是beta多样性系统的分解方法建立后，我们可以更好地利用它去研究物种多样性格局的决定机制。山地生态系统在相对较小的空间中浓缩了大量的生物与环境变化，是研究物种多样性时空格局的理想系统。本项目在喜马拉雅山的吉隆沟开展，以哺乳动物beta多样性及其分解组分的季节变化为切入点，通过对比随机群落与实际群落，同时结合环境因子利用冗余分析和Mantel Test等方法，寻找该区影响不同时空哺乳动物beta多样性及其分解组分的主要驱动因素与对应的假说。本项目的开展有助于完善物种多样性分布格局的理论，并为当地生态保护策略的制定提供理论依据。

大部分物种多样性分布格局的研究仅关注空间维度，时间维度的研究鲜见报道。时间维度研究的不足，意味着目前所知的物种多样性分布格局及其机制可能是不全面的。山地生态系统在相对较小的空间中浓缩了大量的生物与环境变化，是研究物种多样性时空格局的理想系统。本项目比较了吉隆沟雨季（5月至10月）和旱季（11月至4月）1800米至5400米海拔梯度内的12个连续海拔带中哺乳类和鸟类的物种丰富度和群落组成，还探究了在两个季节都具有充足数据的25种哺乳类和75种鸟类物种的垂直分布范围的季节性变化，并评估了物种特征和垂直分布范围季节性变化的关系。另外，我们还对同属物种（14个属）沿海拔梯度相对位置的季节性变化进行了研究。.从雨季到旱季，中高海拔地区的物种丰富度有所下降；中高海拔的群落结构的变化主要是由物种损失引起的，而低海拔的群落季节性组成变化则主要是由物种增加引起的。物种垂直分布的季节性变化主要与年节律（哺乳类）、繁殖海拔（鸟类）和混群性（鸟类）有关。对于哺乳类而言，冬眠动物的分布范围下限显著地向高海拔移动。对于鸟类而言，与中低海拔繁殖的鸟类相比，在高海拔繁殖的鸟类的分布上、下限都更显著地向低海拔移动；参与混种群的鸟类的分布下限也比非混群鸟下移更多。在进入分析的14个属中，9属在旱季具有更大的物种平均成对距离，而5个属的物种平均成对距离变小，该结果说明潜在竞争物种具有不同的策略以应对环境变化。.本研究在多个层面展示了吉隆沟海拔梯度的哺乳类和鸟类群落季节性变化规律，加深了我们对山地物种季节迁移机制的理解，填补了保护山地生态系统所需的数据空白。在未来的山地保护管理中，我们需要维持整个海拔梯度的连通性，以保证各物种的季节性迁徙的正常进行，并针对不同季节制定保护对策。此外，保持低海拔的栖息的完整性尤为重要，因为它们在旱季为从中高海拔地区下迁的额外物种提供了越冬栖息地。.本项目共发表论文6篇，其中4篇为本项目主要资助（含SCI论文2篇）。另有1篇被Ecology and Evolution杂志修回（major revision，第一标注），1篇拟投稿（第一标注）。项目成员参加了两次学术会议。项目培养硕士生3名和本科生1名。