《Journal for Nature Conservation》：What do we know about the trajectories of local plant community change? A systematic review of resurvey studies
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了解植物群落如何随时间变化对于有效的保护与生物多样性政策至关重要。在本研究中，研究人员利用重调查样地，对局地尺度植物群落变化的研究进行了全面的文献综述。研究人员重点关注物种丰富度和多样性的报告变化，通过应用卡方检验（chi-squared test）和基于时长
了解植物群落如何随时间变化对于有效的保护与生物多样性政策至关重要。在本研究中，研究人员利用重调查样地，对局地尺度植物群落变化的研究进行了全面的文献综述。研究人员重点关注物种丰富度和多样性的报告变化，通过应用卡方检验（chi-squared test）和基于时长的广义线性模型（duration-based generalized linear models，GLMs）来区分这些变化中的区域和栖息地特定差异，并识别与之相关的主要驱动因子。相关研究从Web of Science和Scopus中提取。研究人员对研究应用了三个纳入标准：（i）植物群落样地；（ii）至少两次时间上分开的植物群落评估；（iii）包含多样性分析。满足所有标准的研究均被审查。综述文章和荟萃分析被排除。共审查了812项研究。大多数研究来自欧洲（54%）和北美（24%）；41%的研究集中于森林，31%集中于草地，其余研究涉及多种栖息地。持续的土地利用和气候变化成为最常研究的驱动因子。物种丰富度（52%）和多样性/均匀度（49%）的增加被普遍报告，尽管趋势因栖息地和驱动因子而异。栖息地特化种丰富度仅在三分之一的研究中被单独报告；在报告方向性变化的研究条目中，73%报告下降。持续时间较长的研究显示出更多负面结果。出乎意料的是，保护区内外的样地之间没有检测到生物多样性趋势的差异，尽管这可能部分反映了保护状态的变化、保护区划定相对于首次调查的时间，以及外来物种在未保护地区的补偿作用。本综述揭示了报告的局地植物多样性趋势存在相当大的情境特异性变化。这些发现强调了考虑区域和栖息地特定背景以及不同环境驱动因子的重要性。从局地尺度模式推断全球轨迹时需要谨慎，特别是考虑到对温带地区的强烈地理偏差。解决地理和栖息地空白，特别是在热带和代表性不足的地区，将是提高我们对全球植物生物多样性动态的理解和为未来保护政策提供信息的关键，因为目前的证据仍然强烈偏向欧洲和北美。
1. 引言
由于人类活动导致物种灭绝速率加快，局地尺度物种丰富度的变化趋势存在较大争议。已有研究基于不同生物类群和时间序列数据得出了相异的结论。与此同时，植物群落的时间动态受到多种因素影响，而重调查历史植被样地成为分析小尺度植物群落变化的重要手段。本文旨在基于重调查研究文献，回答以下问题：重调查研究的空间分布如何？不同栖息地和保护区的变化趋势有何差异？主要驱动因子及其与多样性变化的关系如何？以及不同多样性指标下群落变化轨迹是否一致？
2. 方法
2.1 文献综述协议
研究人员系统检索了Web of Science和Scopus数据库中截至2022年8月5日的英文文献，并基于三个纳入标准进行筛选：（i）研究对象为植物群落；（ii）包含至少两次时间上分离的样地调查；（iii）包含多样性分析。排除综述和荟萃分析后，最终从759篇出版物中提取出812项研究。对每项研究提取地理信息、栖息地类型、样地特征、调查年份、驱动因子、保护区归属以及多样性指标等信息。
2.2 统计分析
研究人员对报告的变化方向（增加、减少、无变化）进行分类，并采用卡方检验判断不同方向的比例是否偏离均匀分布。针对森林和草地两种主要栖息地，按驱动因子分组进行比较。使用基于时长的广义线性模型（GLMs）分析研究持续时间（即首次与末次调查之间的年数）与报告变化方向的关系，并进行了敏感性分析以检验结果的稳健性。
3. 结果
3.1 研究的空间分布和时间增长
在812项研究中，欧洲占54%，北美洲占24%，南美洲占9%，亚洲占8%，非洲和大洋洲各不到3%。多数研究位于北半球，以温带阔叶混交林和温带针叶林为主。与截至2012年的研究相比，本研究纳入的研究数量增加了234%，其中非洲的相对增长率最高（766%），但绝对数量仍然很少。样地总数从约18,139个增加到约155,255个。
3.2 变化的驱动因子和栖息地覆盖
最常见的驱动因子为持续土地利用（269项研究）、气候变化（183项）、土地利用停止后的演替（174项）和污染（149项）。其中468项研究只分析一种驱动因子，344项研究涉及多种驱动因子。栖息地方面，森林和草地占据最大比例，其他多样化栖息地样本量较小。
3.3 物种丰富度、物种多样性和均匀度变化的证据
报告物种丰富度变化的635项研究中，52%报告增加，32%报告减少，16%报告无检测到变化。因此，84%的研究报告了方向性变化。物种多样性和均匀度方面，49%报告增加，35%报告减少，16%无变化。在255项单独报告栖息地特化种丰富度的研究中，73%的方向性变化为下降。不同栖息地和驱动因子之间存在显著差异。在森林和草地中，某些驱动因子（如生物入侵、持续土地利用、土地利用变化、干扰后）与特定变化方向显著相关。值得注意的是，保护区内外的研究在报告方向分布上没有显著差异。
3.4 研究持续时间与报告变化的关系
研究对象平均持续时间为26.5年，最长为184年。广义线性模型显示，随着研究持续时间增加，报告物种丰富度增加的概率显著下降，每增加十年，报告增加的概率约下降10.8%；同时，报告下降的概率增加。物种多样性和均匀度的变化也表现出类似的模式。
3.5 敏感性分析
排除“无变化”类别后，仅考虑增加与减少的方向性结果时，物种丰富度方向变化显著偏离1:1分布，物种多样性和均匀度也显著偏离。进一步分析显示，报告“无变化”的研究在采样强度、样地类型等特征上大多与方向性研究没有系统性差异，但报告下降的研究使用永久样地的比例（约68%）低于报告增加或无变化的研究（约75%–77%）。
4. 讨论
4.1 局地物种丰富度、多样性和均匀度报告趋势差异显著，并指示栖息地和驱动因子特异性
本研究结果表明，局地植物多样性变化具有很强的情境依赖性。森林比草地对生物入侵和气候变化的响应更明显；草地则对土地利用停止的响应更明显。干扰后研究的物种丰富度增加报告显著多于减少。长期研究更多报告下降，这可能与植物群落的灭绝债、景观均质化、富营养化和增温驱动的初期物种涌入等机制有关。尽管物种丰富度常报告增加，但栖息地特化种丰富度却普遍下降，说明群落组成正在重组。
4.2 保护区内外报告变化无检测到差异
研究发现在保护区内外的样地中，物种丰富度、多样性和均匀度变化方向的分布没有显著差异。但这不能解释为保护区无效，而可能受保护状态差异、保护设计时间晚于首次调查、以及保护区外外来物种的补偿作用等因素影响。未来的重调查研究应记录保护级别、执法强度和保护设立相对于首次调查的时间。
4.3 局限性、数据偏差和空白
本综述存在明显的地理和栖息地偏差：欧洲和北美研究数量是非洲的19倍和8倍，热带和亚热带地区严重代表性不足。只收录英文文献可能进一步加剧语言偏差。许多历史样地缺乏精确定位，可能引入位置和观察者偏差。土地利用类别中的“持续土地利用”仍包含异质性的管理方式和强度。保护区比较受到多方面限制。此外，发表偏向可能导致统计显著结果更容易发表。这些局限要求对全球趋势的推断保持谨慎。
5. 结论
基于重调查研究的系统综述显示，局地植物多样性变化报告因栖息地、驱动因子和研究时长而异。在报告趋势中，52%的物种丰富度增加，32%下降；而特化种丰富度下降占方向性变化的73%。当前证据仍强烈偏向欧洲和北美，未来应优先在热带森林、稀树草原和干旱地区建立永久样地，并标准化报告关键方法学属性。大型数据库如ForestRePlot、sPlot和ReSurveyEurope的整合将有助于未来更稳健的分析。
