泥炭地环绕的矿质岛屿草地中植物与地衣多样性驱动机制研究——以波兰东北部别布扎河谷为例

本研究针对泥炭地中矿质岛屿草地的植物与地衣多样性驱动机制展开，通过嵌套样方采样（0.0001–100 m2 ）结合GLMMs和多元模型分析，揭示了局部环境因子（如土壤湿度、有机质）与景观尺度因子（如岛屿大小、周边草地面积）对维管植物、非维管类群（苔藓和地衣）及濒危物种多样性的差异化影响。研究发现小岛屿对濒危物种保护具有特殊价值，为湿地-草地交错带生物多样性管理提供了新视角。

　　

在广袤的温带和寒带泥炭地景观中，星罗棋布的矿质岛屿如同生态绿洲，孕育着与周围湿地截然不同的生物群落。这类由沙土或砾石构成的旱生至中生生境岛屿，虽然面积通常不足百公顷，却被发现是区域生物多样性的热点区域。然而，长期以来科学界对其小尺度多样性维持机制的认识存在显著空白：究竟是岛屿生物地理学理论中的面积效应主导，还是局部环境过滤作用更为关键？不同分类群（如高大的维管植物与矮小的苔藓地衣）是否会表现出截然不同的响应模式？这些问题对于理解破碎化生境中的多样性维持机制具有重要理论价值，同时直接关系到保护实践中有限资源应优先投向大型栖息地还是小型关键斑块的决策。

波兰华沙大学生物学院的研究团队选择别布扎河谷这一典型泥炭地-岛屿复合系统，采用EDGG（Eurasian Dry Grassland Group）标准化嵌套样方采样法，在38个岛屿草地的7个空间尺度（0.0001–100 m²
）上系统调查了维管植物、苔藓、地衣的物种组成，同步测定16类环境变量。通过广义线性混合模型（GLMMs）和多重模型推断，首次揭示了矿质岛屿草地多样性形成的多尺度驱动机制。该研究发表于《Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics》，为栖息地碎片化背景下的保护生物学提供了新颖见解。

关键技术方法包括：1）标准化嵌套样方设计覆盖7个数量级空间尺度；2）环境异质性量化（如土壤湿度梯度）；3）景观变量提取（GIS缓冲区分析）；4）多模型推断评估变量重要性；5）跨分类群比较分析（维管植物vs.非维管类群）。

【研究结果】

【物种丰富度】
在100 m²
尺度共记录322个分类单元，包括260种维管植物（如常见种 Achillea millefolium）、35种苔藓（优势种 Brachythecium albicans）和27种地衣（Cladonia furcata为代表）。

【景观因素与岛屿生物地理学】
与传统理论预测相反，岛屿面积与物种丰富度呈负相关（尤其在大尺度样方中），而"大陆"（河谷边缘）距离仅对非维管类群有预期中的负效应。周边草地面积对濒危维管植物有正向影响，暗示栖息地连通性的特殊作用。

【局部环境驱动】
维管植物多样性呈现典型的中间峰值模式：土壤湿度与有机质含量均显示单峰关系，但pH值的影响不显著。非维管类群则表现出与维管植物相反的响应模式，支持光照竞争主导假说。

【尺度依赖性】
证实7个预测变量存在显著尺度效应，如地形异质性在细粒度（<1 m²
）更具解释力，而景观变量在粗粒度更显著。

【讨论与结论】
该研究挑战了岛屿生物地理学在微栖息地尺度上的直接适用性，发现小岛屿（而非大岛屿）对维持濒危物种库具有不可替代的作用。维管植物与非维管类群的"镜像响应"模式揭示了不对称竞争在群落组装中的关键角色。方法学上，证实多尺度分析对解析多样性形成机制的必要性——例如土壤因子在精细尺度的主导作用会随样方扩大被景观因素取代。

实践层面，研究建议保护规划应特别关注：1）小型矿质岛屿的核心价值；2）维持周边草地网络的连通性；3）通过适度干扰（如传统放牧）维持土壤湿度梯度。这些发现为欧亚大陆广泛分布的泥炭地-岛屿生态系统管理提供了科学依据，同时为生物多样性多尺度维持理论补充了重要实证案例。