再论DG指数的性质与应用

密度-类群指数(DG指数)是为研究复杂的土壤动物群落多样性而创建的, 其理论基础是土壤动物群落中各类群互不干扰和互利的关系大于互相竞争的关系, 因而公式中各类群是互相独立、互不影响的.DG指数自1990年建立以来, 经作者及同行学者在不同地带、不同生态系统和不同级别的土壤动物群落研究中运用, 都获得良好的效果, 能真实地反映群落的多样性状况,显示出它具有广泛的适用性.用情景分析法(scenario analysis)探讨DG指数与Shannon-Wiener多样性指数(H')的预期效果, 结果显示, 当群落间种数差和均匀度(J)差为正负相反的数值时, Shannon-Wiener指数与DG指数不一致.文中还对土壤动物群落多样性的概念、性质及指数适用性进行了讨论, 认为土壤动物群落在客观上不存在均匀的数量分布, 把"均匀度"看作是多样性的重要指标是不适宜的.DG指数虽然没有直接包含许多信息, 但能在广泛的情况下经得起检验, 因而具有重要的应用价值.     

浙江金华不同城市绿地大型土壤动物群落结构与多样性

2004年10-11月对金华市市区8种城市绿地生境中的大型土壤动物群落进行了调查,共获得大型土壤动物1231只,隶属3门8纲20目。其中优势类群为近孔寡毛目、膜翅目、双尾目和蜘蛛目,常见类群为正蚓目、等足目、柄眼目、鞘翅目、鳞翅目、双翅目和同翅目,其余类群为稀有类群。不同城市绿地生境中的土壤动物的类群组成以及个体数不同。在土壤动物研究中,群落复杂性指数(C)比Shannon-Wiener指数(H′)更能体现群落的复杂性与多样性,且能修正不同类群个体数对多样性的影响。大型土壤动物显示了明显的表聚现象,垂直分布有明显差异,类群数和个体数随深度增加而减少。群落聚类以及排序的结果显示,8种城市绿地生境中的大型土壤动物群落可以分为6大类:草坪类、草地类、新植草坪类、无草本层的人工林类、有草本层的人工林类和灌木林类。     

北京松山四种大型土壤动物群落组成和结构

对北京松山 4种生态系统中大型土壤动物群落的组成、垂直结构、多样性及相似性进行了比较研究。全部调查共获大型土壤动物 4门 8纲 2 3目 6 5科 ,其中以蚁科、隐翅甲科、地蜈蚣科、长头地蜈蚣科、石蜈蚣科和正蚓科最为重要。 4个土壤动物群落中 ,类群数和个体数的变化趋势均为 :山顶草甸群落 ( D) >落叶阔叶林群落 ( C) >人工油松林群落 ( A) >天然油松林群落 ( B) ,这一数量差异突出表现在群落 D中各个土层的高丰富性以及群落 B表层的贫乏和 层土壤动物的急剧减少。不同群落中狭布类群的多寡也存在明显差异 ,群落 B远较其他群落为少。 4个群落的 Shannon-Weiner多样性指数 ( H′)的相对大小为 :群落 C >群落 D >群落 B >群落 A,与群落均匀度的变化显著相关 ( p <0 .0 5 )而与丰富度关系不密切。Jaccard系数、Gower系数和 Piankaα指数的分析结果表明 ,4个群落的组成具有很高的异质性 ;其中群落 A与群落 B的相似性最高 ,群落 A与群落 D的相似性最低。进一步比较了包括松山在内的国内不同温度带 1 1个山地林区大型土壤动物群落的组成特征 ,对大型土壤动物群落组成的纬向变化趋势进行了初步分析。最后 ,在对土壤动物群落的特征以及 H′指数和廖崇惠等的 DG指数进行分析讨论的基础上 ,提出了一个新的群落     

灵昆岛围垦区内外滩涂大型底栖动物生物多样性

2006年2月至2006年11月在灵昆岛东滩湿地选择1997年围垦潮沟滩涂以及围垦区外的自然滩涂作为样地,开展了自然滩涂与围垦潮沟滩涂大型底栖动物群落生物多样性比较的调查研究.共发现大型底栖动物36种,隶属7门8纲22科,这些物种中软体动物、节肢动物和环节动物共占物种总数的83.33%.其中在围垦区内的4个样点共发现大型底栖动物27种,在自然滩涂上的4个样点共发现大型底栖动物32种.通过对定量取样获得的各群落大型底栖动物密度数据进行计算,得到了各种大型底栖动物的生态位宽度和围垦区内外不同生境中大型底栖动物群落生物多样性指数(Shannon-Weiner指数 H'、Pielou指数 J、Simpson指数 D),结果显示围垦滩涂潮沟上的光滩和边滩以及自然滩涂上的高潮带和中潮带滩涂的Shannon-Weiner多样性指数 H'较高,Simpson优势度指数D则相对较低,表明了这些位点的大型底栖动物的多样性程度较高,而长满互花米草(Spartina alterniflora)位点的Shannon-Weiner多样性指数 H'和Pielou均匀度指数 J都要小于受潮水作用相似的邻近滩涂,但Simpson优势度指数D却相对较高,这表明互花米草入侵已改变了原来的大型底栖动物群落结构.运用相似度指数Jc、成对t检验以及聚类和排序等多种统计学方法对围垦滩涂潮沟和自然滩涂上的各个位点进行了群落相似性分析,结果表明潮位是影响自然滩涂上大型底栖动物分布的一个重要因素,不同潮位之间的大型底栖动物群落差异比较明显.相对而言,围垦区内各生境之间的大型底栖动物群落分化程度较低,即围垦导致潮位因素对大型底栖动物的分布的影响降低.     

北京市奥林匹克公园不同地表类型对土壤动物多样性的影响

城市化对城市土壤动物有重要影响,为了探究城市中不同的地表覆盖类型对土壤动物多样性和群落结构的胁迫作用,以北京市奥林匹克公园为例,于2013年秋季通过Baermann法和Tullgren法研究了4种不同地表类型(裸地、完全硬化地表、部分硬化地表、草坪)下的0～5、5～10、10～15 cm 3个土层深度下土壤动物群落结构和多样性的变化.结果表明： 4种地表类型下,单位体积(100 cm³)内土壤动物的个体总数表现为：草坪(210只)>部分硬化(193只)>完全硬化(183只)>裸地(90只).线虫占总捕获量的72.0%～92.8%,为共有优势类群.类群数上,草坪下土壤动物类群数显著高于裸地.在垂直方向上,除了完全硬化外,其他3种地表类型下的土壤动物具有明显的表聚现象.裸地的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数显著低于其他类型,但Simpson优势度指数显著高于其他类型.草坪的Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数最高.硬化类型下土壤动物的多样性介于草坪和裸地之间.从群落相似性来看,除完全硬化和草坪表现为中度相似外,其他地表类型间土壤动物群落相似性指数均表现出中等不相似的特征.动物的多样性指标与土壤温度、pH、速效钾均有显著相关性.     

川西北冷杉林恢复过程中土壤动物群落动态

为了掌握川西北冷杉林群落恢复过程中土壤动物群落的变化动态,2008年4月对川西北地区的原始冷杉林和50a冷杉林的土壤动物群落进行了调查。共捕获大型土壤动物287个,33科(类);中小型土壤动物4681个,57科(类)。50a冷杉林大型土壤动物群落的类群数和密度显著高于原始冷杉林(P<0.05);中小型土壤动物群落的类群数和密度分别显著低于(P<0.05)和高于原始林(P<0.05)。PCA排序结果表明两个不同年龄段间的大型和中小型土壤动物群落结构均存在明显差异,但大型土壤动物群落间的相似性系数小于中小型土壤动物群落,表明大型土壤动物群落的恢复速度慢于中小型土壤动物群落;且大型和中小型土壤动物群落间的Srenson相似性均低于Morisita-Horn相似性,进一步表明群落物种组成的恢复速度较慢,而优势类群及常见类群的数量恢复较快。50a冷杉林的大型和中小型土壤动物的多样性指数H、丰富度指数D和优势度指数C均高于原始冷杉林,而均匀度指数E则低于原始冷杉林,但仅大型土壤动物的丰富度指数D存在显著差异(P<0.05)。以上研究结果表明,冷杉林的恢复过程可显著提高大型土壤动物群落多样性,且土壤动物群落的组成恢复较慢,而优势类群和常见类群的个体数量恢复较快。     

江苏常熟虞山土壤动物群落多样性研究

对江苏省常熟市虞山国家森林公园内的土壤动物进行了调查,共采得土壤动物样本 3916个,隶属于 5门 10纲,共26类群。蜱螨目、弹尾目和线虫纲是优势类群,占个体总数的88.22％,它们构成了该地区土壤动物的主体。对针阔混交林、竹林和茶园的土壤动物群落结构分析表明:土壤动物密度、类群数、多样性指数(H’)、密度-类群指数(DG)和多群落比较多样性指数(DIG)排序均为针阔混交林>茶园>竹林。茶园的均匀度指数最高。竹林的优势度指数最大。不同群落的相似性(q)分析表明,3种生境的土壤动物群落两两间的相似性指数q均大于0.5,都达到了中等相似水平。土壤动物的类群数垂直分布有明显差异,类群数向下逐渐减少。     

露天煤矿不同恢复阶段大型土壤动物群落结构

对平朔安太堡露天煤矿恢复生态系统中不同恢复阶段的大型土壤动物群落组成进行了调查,共获取大型土壤动物316头,隶属4纲8目30科。利用DIC多样性指数与密度-类群多样性指数(DG指数)以及Gower相似性指数对土壤动物群落结构进行了分析。结果表明:随着土地复垦与生态重建时间的延长,恢复生态系统中土壤动物群落的结构趋于复杂;在排土场形成到复垦13年的这个恢复阶段中,大型土壤动物群落的演替处于增长期,且在增长期内,土壤动物群落的增长速度为快-慢-快;在恢复时间较长的生态系统之间,土壤动物群落之间相似性指数值相对较大。     

3种城市生境间蚂蚁群落组成的比较研究——以四川省南充市城区为例

作为重要的人为影响因素,城市化改变了自然生境的景观结构,并影响到动物群落的组成。蚁科Formicidae动物种类繁多,且易于捕获,是研究城市中不同土地利用类型对动物群落影响的理想指示生物。2018年5月,在四川省南充市城区中选择"公园与绿地""旱地"和"乔木林地"3种土地利用类型作为不同的生境类型,并通过陷阱法对蚂蚁群落组成进行调查。共采集到1 847只个体;其中,津岛铺道蚁Tetramorium tsushimae在"公园与绿地"中的个体数占比最高(73.80%),并明显高于"旱地"群落中占比最高的中华小家蚁Monomorium chinense(25.48%)和"乔木林地"群落中占比最高的宽结大头蚁Pheidole nodus(28.79%)。3种生境间,群落的蚂蚁个体数和物种丰富度间差异无统计学意义,但"公园与绿地"的Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数均显著低于"旱地"和"乔木林地"的;"公园与绿地"(q=0.444)和"旱地"(q=0.500)与"乔木林地"间的群落组成均存在中度不相似,而"公园与绿地"与"旱地"间为中度相似(q=0.647)。因此,不同的城市土地利用类型能够改变蚂蚁群落的物种组成,而"公园与绿地"可能较"旱地""乔木林地"更有利于群落中优势种的形成。     

南昌城乡不同绿地中小型土壤动物群落多样性及其影响因素

城市化是导致生物多样性下降及生境破碎的重要因素,土壤动物群落作为城市生态系统的重要组成部分,在改善土壤结构及肥力、促进生态系统物质循环等方面起着关键作用。为探究城市化进程中绿地中小型土壤动物群落分布特征及其对环境因子的响应机制,本研究沿南昌市城区-郊区-乡村梯度27个绿地样方为对象,调查样方内植物信息、土壤理化性质和中小型土壤动物群落分布特征。结果表明：共捕获土壤动物1755头,隶属于2门11纲16目,其中,优势类群为弹尾纲、寄螨目和真螨目,个体数占比达81.9%;土壤动物密度、Shannon多样性指数和Simpson优势度指数均表现为郊区显著高于乡村。城乡梯度中绿地中小型土壤动物的不同营养级结构差异较大,植食者和大型捕食者在乡村占比最多,而在其他地区占比较小。冗余分析表明,冠幅、林分密度、土壤全磷是影响研究区绿地中小型土壤动物群落分布的主要环境因子,解释率分别为55.9%、14.0%、9.7%。非度量多维尺度分析说明,城乡梯度绿地中小型土壤动物群落特征呈现一定差异,地上植被因子是土壤动物群落特征差异的主导因素。本研究补充了南昌城市生态系统的研究体系,为维持土壤动物多样性和城市绿地建设...     

不同施肥措施对我国南方稻田表土有机碳含量及固碳持续时间的影响

基于我国南方38个稻田试验点222个样本的表土有机碳数据,设5种施肥措施类型［无机氮肥(N)、无机氮磷肥配施(NP)、无机氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(O)和有机无机肥配施(OF)］,研究了不同施肥措施下我国南方稻田表土有机碳含量的相对年变化量和固碳持续时间.结果表明：5种施肥措施下,稻田表土有机碳含量相对年变化量集中在0～0.4 g·kg^-1·a^-1,两熟制和三熟制的表土有机碳含量相对年均增量分别为0.20和0.26 g·kg^-1·a^-1;有机肥处理(O和OF)比无机肥处理(N、NP和NPK)的表土有机碳含量相对年增量更高,其中,OF处理最高,为0.32 g·kg^-1·a^-1;随着时间的延长,土壤有机碳的累积速率逐渐降低,N、NP、NPK、O和OF处理下表土固碳持续时间分别为22、28、38、57和54年.从土壤固碳角度考虑,有机无机肥配施为我国南方稻田最佳施肥措施.     

内蒙古武川县农田退耕还草对大型土壤动物群落的影响

用手拣法采集大型土壤动物,应用个体数、类群数、多样性指数等指标分析了内蒙古武川县农田退耕还草管理下大型土壤动物群落的变化.共捕获大型土壤动物49类1479只,隶属于3纲、7目、41科;农田退耕后大型土壤动物的类群数、个体数和生物量均有增加趋势;Margalef丰富度指数(D_Ma)和密度-类群指数(DG)显示,农田退耕还草后大型土壤动物群落多样性明显增加,但由于退耕时间短,Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(E)并不比农田高;不同动物类群对退耕还草的响应不同.退耕后采用紫花苜蓿或紫花苜蓿+蒿属植物的人工种植管理方式较为合适.     

皇甫川流域大型土壤动物对不同水土治理措施的响应

为了解大型土壤动物对不同水土治理措施的响应,于2008年5～9月,采用手拣法采集大型土壤动物,以内蒙古皇甫川流域人工工松树林、人工杨树林、人工锦鸡儿灌木林、人工沙打旺草地、撂荒地和农田6种不同土地利用方式为采样地,分析了大型土壤动物群落的组成、多样性和季节动态特征.共捕获大型土壤动物1 653只,隶属于1门3纲8目34...     

松嫩草原区不同农业生态系统土壤动物群落特征

对温带松嫩草原区不同农业生态系统土壤动物群落特征进行了研究。结果表明 ,不同农业生态系统中 ,类群数为草地 >杨树林 >玉米田 ,个体数为草地 >玉米田 >杨树林。土壤动物的垂直分布存在一定差异性。玉米田土壤动物向下层聚集 ,草地具明显的表聚性 ,杨树林随着土层深度的变化较均匀。土壤动物群落的季节变化不同 ,玉米田秋季作物收割后 ,土壤动物类群明显减少 ,而杨树林秋季有增多趋势。草地土壤动物的季节变化代表了松嫩草原区土壤动物群落分布的特征。土壤动物群落的多样性为草地 >杨树林 >玉米田。分析了土壤动物与地温、土壤自然含水量、p H及土壤养分的相关性。     

Streetscale bioretention basins in Melbourne and their effect on local biodiversity

Development of water sensitive urban design (WSUD) in Australia is rapidly changing urban landscapes by incorporating engineered stormwater management systems such as bioretention basins. Despite these landscape changes, little is known about their effect on urban biodiversity. The biodiversities of six bioretention basins and six corresponding paired greenspaces (divided into two subgroups) in the Melbourne area were compared using ground-dwelling terrestrial invertebrates as biodiversity indicators. Overall, the number of species, species richness and diversity displayed a decreasing trend from bioretention basins to gardenbed and lawn-type greenspaces. This trend may reflect the possible decreasing habitat resources. Species composition was significantly different in these landscape types. The differences in low-stratum vegetation, pH, leaf litter depth and gravel were the main habitat factors influencing the invertebrate communities of these landscapes. The transition from traditional urban greenspaces to bioretention basins potentially promises to enhance urban biodiversity. Landscape planning at the urban-design scale should consider reducing lawn as environmentally unsustainable urban greenspaces. At the streetscape scale, a combination of bioretention basins and gardenbed-type greenspaces may provide ecologically robust and aesthetically pleasant urban streets. This study was conducted in a summer season only and caution should be taken in generalizing the outcomes over an entire year.     

放牧和刈割对内蒙古典型草原大型土壤动物的影响

采用连续3年全季节放牧、3种季节性轮牧、秋季刈割和不利用对照6种处理, 研究了内蒙古典型草原大型土壤动物群落特征.调查在春、夏和秋3个季节进行,共捕获大型土壤动物597只,隶属于2门4纲11目,49个类群.结果表明: 全季节放牧导致土壤动物的个体密度、生物量和多样性降低;而刈割的影响相对较轻,土壤动物的个体密度、生物量和多样性甚至有提高趋势.3种季节性轮牧处理中,夏季和秋季放牧2次处理对土壤动物群落个体密度、生物量和多样性等指标的负面影响较轻.刈割管理对退化典型草原大型土壤动物群落的恢复较为有利;夏季和秋季放牧2次处理对大型土壤动物群落的负面影响较轻,是较理想的草地可持续管理措施.     

地埂植物篱对大型土壤动物多样性的影响

为了解地埂植物篱作为农田边界对于大型土壤动物多样性的影响,2006年冬季和2007年春季对桑园、桑埂、橘园、橘埂和农田大型土壤动物群落结构进行了调查,共获得大型土壤动物 4533只,隶属于3门、9纲、24类.结果表明,不同土地利用方式大型土壤动物群落的个体密度、类群数和DG多样性指数均存在显著差异.无论在冬季还是在春季,地埂植物篱桑埂和橘埂的个体密度、类群数和DG多样性指数均显著高于农田;冬季桑园和橘园的个体密度、类群数和DG多样性指数也显著高于农田.大型土壤动物群落的个体密度和类群数在垂直分布上与土壤含水量、全N和有机质含量的垂直分布规律一致,均随着土层深度的增加而递减.主成分分析表明,桑埂、橘埂和橘园的大型土壤动物群落组成与桑园和农田存在显著差异,桑园与农田也存在显著差异.地埂植物篱的存在对于大型土壤动物多样性保护具有重要意义.     

Are grasslands important habitats for soil microarthropod conservation?

Biodiversity has been a focal aim of environmental protection since the Rio conference, but only with the beginning of the new millennium did soil biodiversity become an important aspect of international policy. Edaphic fauna play a key role in many soil functions, such as organic matter decomposition, humus formation and nutrient element cycling; moreover, affect the porosity, aeration, infiltration and distribution of organic matter in soil horizons, modifying soil structure and improving its fertility. The ecosystem services provided by soil animals are becoming progressively lost due to agricultural practice intensification, which causes a reduction in both abundance and taxonomic diversity of soil communities. In the present study, a permanent grassland habitat was studied in order to evaluate its potential as a soil biodiversity reservoir in agroecosystems. Grassland samples were compared with samples from a semi-natural woodland area and an arable land site. Microarthropod abundances, Acari/Collembola ratio (A/C), Shannon diversity index (H′) and evenness index (E) were calculated. QBS-ar index was used in order to evaluate soil biological quality. Microarthropod communities of the three land use typologies differed in both the observed groups and their abundance. Steady soil taxa characterized both woodland and grassland soils, whereas their abundances were significantly higher in woodland soil. Taxon diversity and soil biological quality in the grasslands did not differ from the woodland samples. The microarthropod community in the arable land showed a reduction both in taxa numbers and soil biological quality compared with the other sites. Soil biological quality and edaphic community composition highlighted the importance of grassland habitats in the protection of soil biodiversity.     

陕西延安北洛河流域蝗虫群落多样性研究

为了寻求有害蝗虫的防治对策,深入研究蝗虫生物多样性,用多样性指数、相似性分析等方法比较分析了延安北洛河流域不同生境中蝗虫群落组成。结果表明:草地中占有的属种数量均最高,灌草丛和农田中蝗虫的科属种都相对较低。不同生境蝗虫多样性指数的排列顺序为草地>河滩>灌草丛>农田,草地的多样性指数最高,农田的多样性指数最低。丰富度指数的变化趋势与多样性指数一致,而优势度指数却恰好与二者的顺序相反。在相似性分析中,草地和河滩相似性系数最大,说明草地和河滩这两种生境蝗虫种类组成的相似性较大,具有更多的共同种,从而可以推知草地和河滩的生境条件有一定的相似性,而农田和草地是两种完全不同的生境。     

长春市不同土地利用条件下大型土壤动物群落结构与组成

对长春市郊区天然次生林、市区公园绿地、郊区防护林和农田等典型土地利用生境进行大型土壤动物调查,手拣法野外采集大型土壤动物,应用个体密度和类群数量等指标,研究土地利用变化对大型土壤动物群落特征的影响。研究区共捕获大型土壤动物3773只,分别隶属于3门6纲17目102科。研究结果表明：不同土地利用生境大型土壤动物群落个体密度和类群数存在差异,其中郊区农田和防护林土壤动物的类群数和个体密度明显减少;植物群落类型对大型土壤动物群落特征有一定影响;大型土壤动物群落个体密度和类群数主要集中分布在地表0-5cm土壤层,生境地表凋落物的移除对土壤动物群落的类群数和个体密度影响不明显;此外,不同土壤动物类群对土地利用变化的响应也不同。