大型底棲動(dòng)物是河流生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵類群，是研究河流生物群落構(gòu)建和多樣性格局的模式生物。然而，相比于溫帶 (歐洲和北美) 和熱帶 (南美) 地區(qū)，關(guān)于亞熱帶季風(fēng)區(qū)河流底棲動(dòng)物群落多樣性維持的研究仍然不足，有關(guān)該區(qū)域底棲動(dòng)物物種、功能和系統(tǒng)發(fā)育多樣性格局的整合研究更是鮮見報(bào)道。

    漢江上游地處秦巴生物多樣性生態(tài)功能區(qū)，位于北亞熱帶至暖溫帶的過渡區(qū)域，屬生物多樣性研究的熱點(diǎn)區(qū)域。該地區(qū)亦是南水北調(diào)中線工程的水源地，其生態(tài)安全受到國(guó)家和社會(huì)的密切關(guān)注。自2010年以來，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所水生無脊椎動(dòng)物分類與多樣性學(xué)科組一直致力于探索漢江流域底棲動(dòng)物的群落構(gòu)建及多樣性維持機(jī)制，同時(shí)關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)該類群多樣性格局的影響和改變。近期，該學(xué)科組與Jani Heino (Finnish Environment Institute)，Jonathan Tonkin (University of Canterbury) 和Jorge Girón (Universidad de León) 等國(guó)際知名淡水生態(tài)學(xué)家密切合作，在相關(guān)領(lǐng)域研究中取得一系列重要進(jìn)展。 

　　在群落構(gòu)建和多樣性維持方面，研究團(tuán)隊(duì)深入分析了驅(qū)動(dòng)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣性格局 (物種、功能和系統(tǒng)發(fā)育) 形成的機(jī)制，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：1) 底棲動(dòng)物群落受到環(huán)境和空間因子的共同驅(qū)動(dòng)，顯示生態(tài)位過程 (Niche process) 和中性過程 (Neutral process) 共同作用于群落構(gòu)建；2) 底棲動(dòng)物群落對(duì)不同生態(tài)學(xué)過程 (環(huán)境過濾、質(zhì)量效應(yīng)和擴(kuò)散限制) 的響應(yīng)取決于其自身的功能性狀。環(huán)境過濾和擴(kuò)散限制對(duì)弱擴(kuò)散者影響較大，而質(zhì)量效應(yīng)主要作用于底棲動(dòng)物中的強(qiáng)擴(kuò)散者 (Li et al., 2021)；3) 底棲動(dòng)物的擴(kuò)散路徑亦影響著群落的構(gòu)建過程。直線距離 (straight-line distance) 對(duì)群落變化的解釋度優(yōu)于河網(wǎng)距離 (watercourse distance) 和景觀距離 (landscape distance)，說明成蟲階段的飛行是流域內(nèi)底棲動(dòng)物的最主要擴(kuò)散模式 (圖1，Li et al., 2020a)；4) 底棲動(dòng)物的物種、功能和系統(tǒng)發(fā)育beta多樣性受到不同生態(tài)學(xué)過程的驅(qū)動(dòng)。物種和系統(tǒng)發(fā)育beta受到擴(kuò)散限制和歷史過程的強(qiáng)烈制約，而功能beta多樣性主要受局域環(huán)境的影響 (圖2，Li et al., 2020b)。 

　　圖1 底棲動(dòng)物群落相異性與環(huán)境、直線、景觀和水網(wǎng)距離的關(guān)系 

　　圖2 物種、功能和系統(tǒng)發(fā)育beta多樣性對(duì)局域、流域、區(qū)域環(huán)境因子和空間因子的響應(yīng) 

　　在環(huán)境生物評(píng)價(jià)等應(yīng)用生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)比較了底棲動(dòng)物的物種、性狀和多樣性指數(shù) (物種、功能和系統(tǒng)發(fā)育) 在甄別人類干擾程度中的適用性。研究發(fā)現(xiàn)：1) 物種和性狀都可以很好地指示流域內(nèi)的人類干擾水平，但性狀可以對(duì)人類干擾下群落結(jié)構(gòu)的變化做出更為合理的解釋；2) 流域土地利用方式對(duì)物種組成影響更大，而局域環(huán)境對(duì)性狀的影響更大，表明物種和性狀受到不同環(huán)境因素的驅(qū)動(dòng)。在生物監(jiān)測(cè)中，應(yīng)當(dāng)將群落的物種組成和性狀組成相結(jié)合，從而綜合評(píng)價(jià)不同尺度上環(huán)境變化對(duì)生物群落的影響 (Li et al., 2019)；3) 流域內(nèi)的人類干擾造成了底棲動(dòng)物物種、功能和系統(tǒng)發(fā)育多樣性指數(shù)的下降。相比于物種和功能，系統(tǒng)發(fā)育多樣性指數(shù)對(duì)人類干擾所引起的環(huán)境變化更為敏感，因而可以更好地反映干擾對(duì)群落多樣性的影響 (圖3，Li et al., 2020c)。 

　　圖3 不同維度多樣性指數(shù)對(duì)人類干擾、自然因素、空間過程和種庫(kù)限制的響應(yīng) 

　　以上系列研究論文發(fā)表于Limnology and Oceanography、Science of the Total Environment和Ecological Indicators等國(guó)際知名期刊。李正飛博士為上述論文的第一作者，謝志才研究員為通訊作者，博士生劉振元、葛奕豪、陳嘯等參與了相關(guān)工作。該系列研究獲得中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目、科技部基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)、生態(tài)環(huán)保部多樣性專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、博士后基金等資助。 

　　文章鏈接：  

　　1. Li et al., 2019.Science of the Total Environment, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718345789 

　　2. Li et al., 2020a. Science of the Total Environment, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720371618 

　　3. Li et al., 2020b. Limnology and Oceanography, https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/lno.11599