《Aquatic Sciences》：Environmental drivers of aquatic macrophyte composition and beta diversity of Southern Amazonian River Basins
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研究人员调查了环境时间性（临时与永久水生系统）和植被类型对南亚马逊主要河盆地水生大型植物β多样性（beta diversity）的影响。研究人员分析了南亚马逊主要河盆地层级尺度上的水生大型植物多样性，将β多样性分解为周转（turnover）和嵌套（nested
研究人员调查了环境时间性（临时与永久水生系统）和植被类型对南亚马逊主要河盆地水生大型植物β多样性（beta diversity）的影响。研究人员分析了南亚马逊主要河盆地层级尺度上的水生大型植物多样性，将β多样性分解为周转（turnover）和嵌套（nestedness）组分，并将群落组成与环境时间性、植被类型和空间结构相关联。研究人员编制了区域名录，并按塔帕若斯（Tapajós）、欣古（Xingu）、马代拉（Madeira）、阿拉瓜亚（Araguaia）和上巴拉圭（Upper Paraguai）盆地的植被类型和水分等级进行了分类。植物区系相似性在塔帕若斯和欣古盆地之间最高（48%），在阿拉瓜亚与其他所有盆地之间最低（＜10%）。β多样性随空间尺度增加而增加，主要由塔帕若斯、欣古和马代拉盆地的物种周转（species turnover）驱动。临时水生环境在盆地内部和之间的物种相似性较低，反映了其动态和异质性的本质。这些模式在不同植被类型中保持一致，表明水文周期（hydroperiod）对物种组成的影响强于周围陆地植被。总体而言，南亚马逊盆地的水生大型植物群落组成独特，并强烈受水生环境持久性的结构影响。临时系统是大型植物区域β多样性的关键决定因子，强调了其生态重要性及对水文变化的脆弱性。
该研究聚焦南亚马逊（巴西亚马逊南部与塞拉多（Cerrado）过渡带）这一生态张力区，该区域涵盖塔帕若斯、欣古、马代拉（亚马逊水系）、阿拉瓜亚（阿拉瓜亚-托坎廷斯水系）和上巴拉圭（巴拉圭水系）五大主要河盆地，拥有复杂的湿地镶嵌体与水生大型植物（aquatic macrophytes）多样性（记录超700种）。目前，理解空间结构与水文动态如何影响该区域水生大型植物分布，对于保护管理日益受气候变化与人为活动（森林砍伐、水电开发等）威胁的亚马逊水生生态系统至关重要，且关于环境时间性（临时与永久系统）及植被类型对β多样性（beta diversity）及其组分（周转turnover与嵌套nestedness）在不同层级盆地尺度上的相对作用尚不明晰。为此，研究人员开展跨区域综合研究，旨在解析盆地层级、环境时间性与植被类型对水生大型植物组成及β多样性格局的驱动机制，相关成果发表于《Aquatic Sciences》。研究人员假设盆地间大型植物组成差异主要由物种周转驱动且在更细空间尺度（子盆地、微盆地）更显著，且季节性水文变化无论植被类型如何均强烈影响物种组成。
为开展研究，关键技术方法包括：构建基于标本馆记录（speciesLink等，1965–2024年）与野外调查（2015–2024年，涵盖塔帕若斯、欣古、上巴拉圭等盆地不同水文期）的729种水生大型植物数据库，经分类学校验、去重、坐标清洗（CoordinateCleaner包）及依据巴西植物地理域剔除非亚马逊域记录；基于HydroBASINS层级结构将研究区分级为盆地（level 1）、子盆地（level 2）与微盆地（level 3）；运用Hill系列多样性剖面（Biodiversity R包）、基于辛普森（Simpson）相似矩阵的UPGMA聚类（recluster包）、Baselga法β多样性分解（betapart包，含S?rensen、Simpson及嵌套系数）与Villéger功能β多样性分解；通过莫兰指数（Moran’s I）与曼特尔检验（Mantel test）分析空间自相关，Ljung-Box检验时序自相关；采用基于Jaccard相异矩阵的典范主坐标分析（CAP, capscale函数, vegan包）解析环境时间性与植被类型对群落组成的解释力，并以指示种分析（IndVal, indicspecies包, r.g校正）识别微盆地指示种。
Results
研究人员共记录水生大型植物729种（699被子植物、30蕨类与石松类、3苔藓），隶属95科299属。塔帕若斯盆地物种数最多（547种，占75%），独有种最多（241种，44%），记录量占67%；其次为欣古（457种，62%）、马代拉（332种，45%）、上巴拉圭（134种，18%）与阿拉瓜亚（48种，7%）。Hill多样性剖面显示塔帕若斯各阶多样性最高，曲线随α增大陡降表明稀有种贡献大，置信区间部分重叠说明盆地比较受物种频度分布影响。地理分布上62%物种广布于亚马逊与塞拉多，阿拉瓜亚、欣古与上巴拉圭含塞拉多特有种比例较高（39%、27%、20%），塔帕若斯与马代拉亚马逊特有种比例较高（25%、23%）。植物区系相似性：塔帕若斯与欣古最高（48%），均与马代拉约35%，阿拉瓜亚与其他盆地均＜10%；细分至子盆地与微盆地后相似性进一步降低，亚马逊域内关系更近。
β多样性在盆地、子盆地与微盆地尺度均较高（＞70%），随空间细分（尺度变细）总β多样性增加，主要由物种周转驱动（盆地级周转约0.4，微盆地级约0.8），嵌套组分较低。成对比较显示阿拉瓜亚相对于亚马逊域盆地（塔帕若斯、欣古、马代拉）呈物种丧失，与上巴拉圭呈物种交换；子盆地中上巴拉圭1号β多样性最高（主要因物种数减少），微盆地中非亚马逊水系的阿拉瓜亚与上巴拉圭周转尤其突出。空间分析显示植物组成具显著正空间自相关（Moran’s I=0.13, p=0.0008）与中等地理距离-区系相异相关（Mantel r=0.33, p=0.001），无显著时序自相关（Ljung-Box, p=0.073）。
环境类型方面，182种（25%）仅存于永久环境，150种（21%）仅存于临时环境，420种（54%）兼存；临时环境内部物种占比变异大。CAP表明河盆地（F=1.79, p=0.003）与环境时间性（F=2.25, p=0.008）均显著影响区系组成，临时与永久湿地组成明显分化；临时环境指示种比例最高（50%），永久环境31%，兼有型19%；Podostemaceae科（Apinagia spp., Mourera spp., Lochogyne spp.）多为急流生境指示种。植被类型记录涵盖campinaranas、草地、季节性洪泛林（igapós）、泛滥平原草地（várzea）、泛滥平原林、河畔林、廊林、水生植被与岩表植被，各植被型在除阿拉瓜亚与上巴拉圭（无igapós记录）外均有分布。CAP亦显示河盆地（F=1.79, p=0.001）与植被类型（F=2.25, p=0.006）显著影响组成，CAP1轴显著（F=3.89, p=0.003），CAP2边际显著（F=2.11, p=0.049）；欣古盆地在多维空间中与其他分离且植被型聚集，上巴拉圭与马代拉植被型分散，临时植被型（洪泛草地、洪泛campinarana）跨盆地均分散且差异大，表明水文周期（hydroperiod）比周围植被类型更具影响力。
讨论
讨论部分指出，南亚马逊水生大型植物群落在空间与生态上具复杂结构性，物种丰富度与β多样性在盆地、子盆地与微盆地间变异反映区域区系格局主要受空间尺度与水文异质性塑造。塔帕若斯与欣古高相似性反映历史与环境连通性，阿拉瓜亚与上巴拉圭低相似性反映环境异质性与水文连通性降低；随尺度变细周转贡献增加，表明局地环境过滤与扩散限制更重要。水文季节性（水文周期hydroperiod时长、频率与强度）是主要驱动因子：临时环境（季节塘、洪泛草地、campinaranas、岩沙质 ephemeral湿地）支持特化速殖物种（挺水与沉水生活型），动态高异质性促成分化；永久环境（河流、溪流）水文变率小、相似性高但仍受枯水期水位变化影响。环境时间性对组成的影响强于植被类型，临时系统是区域β多样性关键决定因子且对水文变化脆弱。人类干扰（毁林、农业、水电）改变土壤湿度与自然洪泛机制会扰动物种周转。研究强调需结合区域与局地过程、维护盆地连通性并保护临时与永久生境以保育南亚马逊湿地生物多样性。结论译为：研究人员得出结论，河盆地间水生大型植物多样性的差异与高物种周转密切相关，且不受植被类型影响，尤其受环境时间动态影响。临时环境作为大型植物组成的关键决定因子显现出来，与永久系统相比拥有独特的物种组合。这些格局具有重要生态与保护意义。高周转与盆地特有组合凸显了在规划保护与管理行动时考虑区域与局地过程的重要性。有效的恢复与长期监测应优先维护盆地间连通性、保护临时与永久生境，并考量各植被型的独特生态特征。此类策略对于在日益增加的人为压力与环境变化下保护南亚马逊湿地独特的生物多样性与生态完整性至关重要。
