為刺激偏遠(yuǎn)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、脫離貧困，修建道路一直被認(rèn)為是解決此類問題的優(yōu)選方案；俗話說，要想富先修路。但是，道路的修建及運(yùn)營(yíng)必然會(huì)通過形成邊緣效應(yīng)，促進(jìn)更多雜草類物種定居，損害對(duì)自然棲息地有依賴的物種，破壞自然生態(tài)系統(tǒng)，最終影響山區(qū)的生物多樣性及其保護(hù)價(jià)值。已有研究發(fā)現(xiàn)，路邊群落通常更有利于非本地物種的定植和生長(zhǎng)，非本地物種的引入將進(jìn)一步改變植物群落的物種組成。山區(qū)道路為廣布性物種的擴(kuò)散提供了通道，同時(shí)促進(jìn)了它們?cè)谠忌持械膫鞑?。在世界范圍?nèi)，道路被認(rèn)為是山區(qū)生物多樣性喪失的主要原因。因此，我們常常會(huì)問：“對(duì)生物多樣性保護(hù)來說，修建多少道路是可以被接受的？”以及“如何減輕道路對(duì)植物多樣性的負(fù)面影響？”。
山區(qū)具有在短距離內(nèi)包含高度多樣化的地質(zhì)構(gòu)造、侵蝕和氣候過程的特征，這將導(dǎo)致植物群落所在的物理環(huán)境以及群落內(nèi)的種間關(guān)系在海拔和坡向梯度上存在巨大差異。許多已發(fā)表的科學(xué)研究已經(jīng)探索了山區(qū)復(fù)雜的地形梯度是如何影響山區(qū)植物多樣性分布的。同樣，山區(qū)陡峭的地形條件也將調(diào)節(jié)道路對(duì)植物多樣性的影響。了解上述作用規(guī)律將有助于在具有較高保護(hù)價(jià)值的地區(qū)進(jìn)行山路規(guī)劃。
邛崍山的海拔范圍在450 m到 6,250 m之間，它是大熊貓等許多瀕危和地方性野生動(dòng)物的家園，也是世界上植物最豐富的溫帶地區(qū)。該范圍因其生物多樣性價(jià)值于2006年被列入世界自然遺產(chǎn)，于2018年被納入新成立的大熊貓國(guó)家公園范圍內(nèi)。該地區(qū)的生物多樣性已引起了科學(xué)工作者們極大的關(guān)注，其中，棲息地的喪失和破碎化、放牧、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和非木材林產(chǎn)品開采等人為干擾以及氣候變化被認(rèn)為是該區(qū)域生物多樣性的主要威脅因素。雖然當(dāng)?shù)乩嫦嚓P(guān)者希望更多地接觸外部世界，以提高地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展；但為保護(hù)該區(qū)域生物多樣性，管理機(jī)構(gòu)只能采取相對(duì)保守的管理措施；因此，進(jìn)一步了解道路對(duì)植物多樣性的影響不僅可以幫助管理機(jī)構(gòu)確定國(guó)家公園的保護(hù)重點(diǎn)，還有助于確定未來對(duì)生物多樣性影響最小的山區(qū)道路的規(guī)劃方向。
本研究擬回答以下兩個(gè)問題：1）道路給邛崍山植物多樣性帶來了哪些影響？為了回答這個(gè)問題，我們?cè)谕徊蓸狱c(diǎn)建立了成對(duì)的樣方。其中一個(gè)樣方是緊靠路邊并平行于路邊的，另一個(gè)樣方位于距離路邊50m以上的位置。我們?cè)诰坝^水平上比較了兩個(gè)樣方類別之間的物種多樣性沿海拔梯度的分布模式。2）第二個(gè)問題，我們擬回答地形梯度（海拔和坡向）是否影響路邊和內(nèi)部樣方之間物種多樣性的關(guān)系？通過對(duì)比了同一采樣點(diǎn)的成對(duì)樣方間的物種多樣性，我們分析了道路對(duì)植物多樣性的影響隨地形梯度的變化。
本研究使用線性混合效應(yīng)模型分析了山區(qū)道路對(duì)物種豐富度沿海拔梯度分布模式的影響，評(píng)估了非本地/一年生物種如何改變這些多樣性分布格局，并通過廣義加性模型（GAM）探討了道路效應(yīng)沿著地形梯度的變化。結(jié)果表明，（i）物種豐富度沿海拔梯度呈單峰分布，并在中海拔達(dá)到峰值；這些模式均在一定程度上被非本地物種和一年生物種所改變；（ii）山區(qū)道路通過本地、多年生物種的選擇性滅絕和一年生植物的殖民化導(dǎo)致研究區(qū)植物群落物種組成的均質(zhì)化，這種現(xiàn)象并沒有在非本地物種中發(fā)現(xiàn)；（iii）在景觀尺度，山區(qū)道路對(duì)植物多樣性變異的貢獻(xiàn)不大于 8.98%；與貝塔多樣性相比，道路對(duì)物種豐富度的影響更大；研究區(qū)山地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)道路的影響表現(xiàn)出很強(qiáng)的彈性。根據(jù)上述結(jié)果，我們建議為了減輕道路對(duì)本地植物多樣性的負(fù)面影響，今后的道路修建盡量規(guī)劃布設(shè)在東北坡向和低海拔地段。
該研究成果李紅林為第一作者、羅鵬研究員和楊浩博士為通訊作者，以“Effect of road corridors on plant diversity in the Qionglai mountain range, China”為題發(fā)表在期刊《Ecological indicators》（IF=4.958）上。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFC0503305）、省科技廳項(xiàng)目（2018SZDX0036）、環(huán)保部項(xiàng)目（2019HJ2096001006）等項(xiàng)目支持。
道路對(duì)植物多樣性變異的相對(duì)貢獻(xiàn)
道路效應(yīng)隨地形梯度的變化趨勢(shì)