小兴安岭阔叶红松林地表甲虫Metacommunity格局

Metacommunity理论框架为理解生物群落的时空格局及其构建机制提供了一个强有力的方法。然而,少有研究揭示土壤动物metacommunity的格局及其构建机制,小尺度空间的研究更是少见。于2015年分别在凉水和丰林小兴安岭典型阔叶红松林长期动态监测样地内,通过空间直观定位调查监测的方法获得地表甲虫群落,揭示小尺度空间(300 m)地表甲虫metacommunity的格局,并进一步分析地形、土壤因子与这种metacommunity格局的相关性。结果表明:镶嵌型(nestedness)和随机型(random)是小尺度空间地表甲虫metacommunity的常见格局。地表甲虫的metacommunity格局具有类群依赖性,步行虫科和葬甲科多形成镶嵌型格局,而隐翅虫科则仅形成随机型格局。地表甲虫metacommunity格局具有季节波动性,在相对温暖的季节易形成显著的镶嵌型格局,而在相对寒冷的季节多为随机型格局。凉水和丰林地表甲虫的metacommunity格局没有明显差异。地形和土壤因子对地表甲虫metacommunity格局有重要的影响,该影响过程相对复杂,依类群和时间而异。本实验表明镶嵌型和随机型是小尺度空间小兴安岭典型阔叶红松林地表甲虫的常见格局,地形、土壤因子对这些格局的形成有重要的影响。     

短时暴雨对小兴安岭凉水阔叶红松林地表甲虫群落的影响

全球变化背景下,气候变化引起的降水异常变化对诸多生态过程和功能均有重要影响,但目前关于极端降水事件对土壤动物群落组成及多样性的影响研究非常有限。2018年7月24—25日,凉水国家自然保护区发生以大到暴雨为主的连续降雨,日降雨量达到50—100 mm,造成较严重的破坏,属于极端降水事件(短时暴雨)级别。在凉水国家级自然保护区阔叶红松林内,分别于暴雨发生前期(7月19日—24日)、暴雨结束初期(7月29日—8月3日)和后期(8月4日—8月14日),采用陷阱法捕获地表甲虫,阐明短时暴雨对地表甲虫群落组成及多样性的影响。结果表明:此次实验共捕获650只、35种,地表甲虫群落、步甲科和隐翅虫科的个体数量在暴雨发生前期、暴雨结束初期和后期并没有显著差异,说明短时暴雨对上述群落个体数量没有显著影响,而葬甲科的个体数量在暴雨结束初期显著少于暴雨发生前期和暴雨结束后期。因土壤动物群落不同类群生活习性不同,短时暴雨对地表甲虫群落不同类群与优势种的影响各不相同。例如:优势种Pterostichus maoershanensis、Pterostichus adstrictus和Aulonocarabus canaliculatus暴雨结束初期的个体数量均显著少于暴雨发生前期的个体数量,优势种P.maoershanensis暴雨结束后期的个体数量极显著少于暴雨结束初期和暴雨发生前期,优势种Nicrophorus tenuipes暴雨结束初期的个体数量极显著少于暴雨发生前期。地表甲虫群落和步甲科在暴雨发生前期、暴雨结束初期和后期的的多样性指数(H′)和优势度指数(D)呈逐渐减少的趋势,步甲科暴雨结束后期的多样性指数(H′)、优势度指数(D)和均匀度指数(J)均显著少于暴雨发生前期(P0.05)。地表甲虫群落在暴雨结束初期和后期的beta多样性均显著高于暴雨发生前期,说明地表甲虫群落在暴雨结束初期和后期存在较高的群落物种替换,即暴雨导致地表甲虫群落较大的物种组成差异。本文表明,短时暴雨对小兴安岭凉水阔叶红松林的地表甲虫群落物种组成和多样性产生一定的影响,对群落不同类群及优势物种产生不同的影响,并导致地表甲虫群落在暴雨后较大的物种替换。     

东北阔叶红松林地表葬甲群落多样性及其空间变异特征

为了探明我国东北阔叶红松(Pinus koraiensis)林地表葬甲多样性及其空间变异特征，在胜山、丰林、凉水和长白山的4个大型森林动态监测样地内，通过布置900个陷阱调查了36 hm²范围内的地表葬甲群落基本特征。基于群落物种数量、个体数量和总体长，分析了地表葬甲多样性及其空间变异性。结果表明：(1)东北阔叶红松林区域物种库包含12个葬甲物种，密度为0.018只/m²,总平均体长达0.32 mm/m²。北方花葬甲(Nicrophorus tenuipes)是东北阔叶红松林内的广布物种，黑葬甲(Nicrophorus concolor)等五个物种具有明显的生境偏好，仅存在于单个局域物种库内。(2)物种数量、个体数量和总体长在胜山、丰林、凉水和长白山样地存在明显差异，其中纬度较低的局域物种库(凉水、长白山)可维持更高的物种多样性，纬度最高的局域物种库(胜山)维持较低的物种多样性。(3)地表葬甲群落在胜山和丰林样地存在显著的空间自相关性，在凉水和长白山样地则不显著。(4)葬甲群落具有较明显的空间异质性，长白山样地的空间变异...     

紫胶林-农田复合生态系统地表甲虫多样性——以云南绿春为例

为揭示紫胶林-农田复合生态系统地表甲虫多样性, 于2006-2007年在云南省绿春县牛孔乡采用陷阱法调查了天然紫胶林、人工紫胶林和旱地的地表甲虫群落。共采集标本1 678头, 分别隶属于24科120种, 其中步甲科(Carabidae)和金龟科(Scarabaeidae)种类最丰富, 均占全部种类的12.50%。拟步甲科(Tenebrionidae)个体数量最丰富, 占个体总数的64.48%; 金龟科次之, 占个体总数的17.58%。大多数科的物种数和个体数在不同土地利用生境中的分布没有显著差异, 而步甲科、隐翅甲科(Staphylinidae)、叩甲科(Elateridae)、拟步甲科、瓢虫科(Coccinellidae)和小蠧科(Scolytidae)在不同土地利用生境中的分布有显著差异。天然紫胶林地表甲虫个体数量最少, 物种较丰富, 优势度最低, 多样性最高; 人工紫胶林个体数和物种数均丰富, 优势度和多样性居中; 旱地个体数量最多, 物种最贫乏, 优势度最高, 多样性最低。种级水平的聚类分析体现出人工紫胶林与旱地之间在种类组成上距离较近; 而科级水平的聚类反映出人工紫胶林和天然紫胶林更接近。结果提示, 紫胶林-农田复合生态系统具有区域内土地利用方式多样化的特点; 天然紫胶林在维持地表甲虫多样性水平上具有重要作用, 而人工紫胶林虽具有积极作用, 但仍需进一步恢复。     

小兴安岭森林地表鞘翅目成虫对不同干扰梯度的响应

为探讨小兴安岭凉水自然保护区森林生态系统中地表鞘翅目成虫群落对不同人为干扰梯度的响应,于2015年7月、8月和10月分别对轻度干扰[原始阔叶红松林(KY)和谷地云冷杉林(YL)]、中度干扰[阔叶红松择伐林(ZF)和次生白桦林(BH)]及重度干扰[落叶松人工林(RL)和红松人工林(RHS)]的6个林型进行取样调查。结果表明:(1)整个采样周期共捕获地表鞘翅目成虫879只,隶属9科44物种;其中轻度干扰生境共捕获6科29种251只(KY捕获5科21种150只,YL捕获4科20种101只),中度干扰生境捕获6科27种276只(ZF捕获3科20种144只,BH捕获6科23种132只),重度干扰生境捕获6科29种352只(RL捕获4科22种232只,RHS捕获5科17种120只)。(2)7月和8月步甲科和葬甲科占据数量优势,10月步甲科和葬甲科成虫数量明显减少而隐翅虫科数量占优势;不同林型及不同干扰梯度地表鞘翅目成虫物种总数和总个体数于7、8、10月均表现为下降趋势,且群落多样性也呈不同程度下降。(3)林型和月份对地表鞘翅目成虫群落结构具有显著影响,干扰梯度对群落结构无显著影响;6个林型之间地表鞘翅目成虫个体数量具有显著差异,但在物种组成上无显著差异;不同干扰梯度间地表鞘翅目成虫个体数、物种数无显著差异,且随干扰梯度变化没有明显的梯度性规律;相似性系数和聚类分析表明,属于同一干扰梯度的两个林型没有表现出高度的相似性。本研究表明干扰梯度不是决定各林型间地表鞘翅目成虫群落多样性存在差异的主要原因,凉水森林生态系统地表鞘翅目成虫对不同干扰梯度的响应不符合中度干扰假说,林型和时间则是影响地表鞘翅目成虫群落组成的显著因素,本实验为地表生物多样性保护和森林生态系统管理提供数据支撑。     

丰林典型阔叶红松林地表鞘翅目成虫空间异质性及其与环境因子的空间关联性

土壤动物群落空间异质性及其与环境因子的空间作用关系, 是揭示土壤生态系统格局与过程及生物多样性维持机制的重要基础。作者于2015年生长季节(8月)、寒冷季节(10月)在丰林典型阔叶红松林动态监测样地内, 采用陷阱法调查地表鞘翅目成虫群落, 基于地统计空间分析方法, 揭示步甲科和隐翅虫科群落个体数和物种数及优势种的空间格局, 并分析这些空间格局与土壤含水量和地形因子的空间关联性。两次采样共捕获步甲科成虫26种617只, 隐翅虫科19种222只。8月群落个体数和物种数表现为中等变异, 10月为强变异, 群落组成在两个月间具有显著差异。生长季节(8月)和寒冷季节(10月)步甲科和隐翅虫科群落多表现为中等的空间自相关性, 空间分异由随机性因素和结构性因素共同决定。单个物种的个体数多具有中等的空间异质性特征, 且其空间分异主要由随机性因素和结构性因素共同调控。生长季节群落的个体数、物种数和优势种个体数多形成斑块和孔隙镶嵌分布的空间格局。物种之间及物种与环境因子之间多为复杂的空间关联性, 这些关联性主要受到结构性因素或随机性因素的单一调控。典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)结果表明, 8月土壤含水量对步甲科和隐翅虫科物种分布影响显著, 10月凹凸度对步甲科分布影响显著, 海拔对隐翅虫科分布具有显著影响。本研究表明地表步甲科和隐翅虫科在生长季节形成明显的空间格局而在寒冷季节空间格局不明显, 为不同尺度地表土壤动物空间异质性和生物多样性维持机制研究提供了理论基础。     

吉林蛟河阔叶红松林地表甲虫多样性时间动态分析

阔叶红松林是长白山林区代表性植被类型,具有较高的生物多样性。研究吉林蛟河阔叶红松林中地表甲虫多样性的时间动态,比较优势类群对时间变化的响应,为森林中地表甲虫的保护与利用提供科学依据。在2012—2013年5月中旬至8月下旬整个地表甲虫的活跃期,利用巴氏罐法在吉林蛟河阔叶红松林4个样地中共采集地表甲虫9849头,隶属于22个科79种,步甲科Carabidae、埋葬甲科Silphidae和隐翅虫科Staphylinidae为优势类群。地表甲虫的物种数、个体数和多样性指数均在7月上旬时达到最高,时间对个体数有显著影响(P0.05)。地表甲虫多样性各指数间相关性较低,个别种类对环境变化比较敏感。步甲科个体数在7月上旬显著高于其他时间,物种数与个体数的时间动态不一致,步甲科对8月上旬的适应能力强于埋葬甲科和隐翅虫科。埋葬甲科在7月上旬个体数量极显著高于其他各时间(P0.01),物种数与个体数的时间动态相一致。埋葬甲科对7月下旬适应能力强于隐翅虫科,其对时间变化的反应最敏感,当环境条件适宜时,其数量能够迅速增加。不同时间隐翅虫科的物种数与个体数变化相对较小,对时间变化的敏感程度最低。由于生活习性的特殊化,使得捕食性和腐食性地表甲虫活跃的高峰期也可能与被捕食者在各时期的数量有关。     

宁夏白芨滩国家级自然保护区地表甲虫群落多样性

2006年7—9月在宁夏白芨滩国家级自然保护区内选取5个不同样地,主要以巴氏罐诱法结合网捕等采集方法对各样地地表甲虫群落组成和多样性变化进行了调查。结果共获得甲虫标本1 896号,分属17科,其中拟步甲科数量最多,占25.58%;叶甲科次之,占20.99%;肖叶甲科、芫菁科和瓢虫科的数量也相对较多,它们共同构成该地区地表甲虫的优势类群。白芨滩样地地表甲虫的物种数和个体数量最丰富;长流水样地的多样性指数、均匀度指数、优势度指数最高;马鞍山样地的物种数、个体数量和与此相应的均匀度指数、多样性指数、丰富度最低。通过聚类分析显示白芨滩样地和大泉样地具有一定程度的相似性,长流水样地与磁窑堡样地相似性程度较高,马鞍山样地与其他4个地点差异最大。表明生境类型差异性与地表甲虫群落的物种多样性和相似性密切相关;荒漠化环境治理使地表甲虫栖息环境的空间异质性增大,从而增加了地表甲虫的多样性。     

卧龙自然保护区落叶松林不同恢复阶段地表甲虫的多样性

在四川卧龙国家自然保护区,以落叶松种植林邻近的天然落叶阔叶林(100年生,5块样地)为对照,分别选择刚种植(5年生)、幼年期(15年生)和成熟期(45年生)的3种落叶松林各4块样地,每个样地4个重复,研究森林不同恢复阶段地表甲虫的多样性。通过巴氏罐诱法取样,采集甲虫标本共7444号。步甲科、隐翅虫科和拟步甲科分别占总数的40·2%、38·3%和6·4%,共同构成本研究地区的优势类群。甲虫的科丰富度、多样性和均匀度在3种落叶松林内显著高于天然林,且在3种落叶松林中,刚种植的最高,幼年期的最低;个体数量正相反,天然林显著高于落叶松林,而且3种落叶松林内,幼年期最高,刚种植的最低。主坐标分析排序和聚类分析表明,不同树龄的落叶松林和天然阔叶林间的地表甲虫群落组成存在显著差异,成熟期落叶松林与幼年期落叶松林和天然阔叶林有较高的相似性。甲虫个体数量的季节变化在3种落叶松林内相似性很高,与天然阔叶林差异显著,而科丰富度、多样性和均匀度的季节变化在3种落叶松林以及天然阔叶林间相似性都很低。多元回归分析表明,林冠层、草本层及枯落物的高(厚)度和覆盖率是决定科丰富度、个体数量、多样性和均匀度的决定因素。以上结果表明,在科级水平上,地表甲虫群落组成在不同树龄的落叶松林以及天然落叶阔叶林内存在显著差异,虽然成熟期的落叶松林已经具有了部分天然阔叶林的甲虫群落特点,但仍无法完全恢复到天然林的群落水平。因此,在鼓励森林恢复的同时,保留大面积的天然落叶阔叶林免受破坏和干扰仍然是保护地表甲虫群落的必要措施。     

横断山区东部四种林型地表甲虫的物种多样性

2001年7月8—14日在横断山区东部选择皆伐后经过管理的人工次生林(MSF)、无人管理的农耕区次生林(USF)、邻近天然的冷杉林(NAF)和杜鹃矮曲林(NRF)4种林型,共设置样地20块,以巴氏罐诱法收集地表甲虫的物种组成和数量数据,并以地表甲虫的种类和数量分布为属性做主成分分析和聚类分析,研究森林皆伐和管理行为对地表甲虫物种多样性的影响。共采集地表甲虫标本4292号,步甲科、觅葬甲科和隐翅虫科分别占总数46．8％、13．1％和11．4％,是数量最多的类群;金龟科、象甲科和拟步甲科的数量也各在5％以上,为常见类群。其中,步甲科的个体数量在NRF显著多于其他林型,在USF显著少于其他林型;觅葬甲科在两个天然林显著多于两个次生林;拟步甲科在NRF显著多于其他林型;花萤科在MSF和NAF显著多于USF;叩甲科在USF显著多于MSF和NAF;象甲科在NRF和MSF明显多于USF;叶甲科在NRF明显多于USF。地表甲虫的个体数量从USF、MSF、NAF到NRF逐渐增多,而均匀度指数则逐渐降低;MSF内物种丰富度和多样性指数分别显著高于USF和NRF。主成分分析和聚类分析表明,除了USF与其他林型有明显差异外,其他林型间有一定的相似性,但MSF与天然NAF间相似性较低。以上结果表明,森林砍伐后并种植人工林措施改变了该地区地表甲虫群落的物种分布格局,有助于恢复物种多样性。     

Effects of elevation and slope on the alpha and beta diversity of ground-dwelling beetles in Mt. Jirisan National Park,South Korea

We examined the diversity of ground-dwelling (epigaeic) beetles at different elevations of the northern and southern slopes of Mt. Jirisan National Park, South Korea. We selected eight study sites from both slopes and collected the beetles 10 times from May 2018 to August 2019 using pitfall traps. We collected a total of 67 species and 12,304 individuals and found higher species richness and abundance among the beetles from the northern slope (54 species and 6,969 individuals) than the southern slope (46 species and 5,335 individuals). We observed that the proportion of species based on the biogeographic affinity (Palearctic or Oriental) did not depend on the elevation and slope. The species richness increased with elevation and the abundance showed hump-shaped with a peak at 800 m. While the overall beta diversity was similar at the mountain and slope levels, the underlying processes such as spatial turnover and nestedness differed at the mountain and slope levels, respectively. We found that the ground beetle assemblages depended on elevation and soil characteristics such as soil organic matter and pH but were unaffected by the vegetation type.     

Species turnover of monkey beetles (Scarabaeidae: Hopliini) along environmental and disturbance gradients in the Namaqualand region of the succulent Karoo, South Africa

Species turnover of monkey beetle (Scarabaeidae: Hopliini) assemblages along disturbance and environmental gradients was examined at three sites within the arid, winter rainfall Namaqualand region of the succulent Karoo, South Africa. At each site two study plots with comparable vegetation and soils but contrasting management (grazing) histories were chosen, the disturbed sites having fewer perennial shrubs and generally more annuals and bare ground. Beetles collected using coloured pan-traps showed a consistently higher abundance in disturbed sites. Lepithrix, Denticnema and Heterochelus had higher numbers in disturbed plots, while Peritrichia numbers were lower in disturbed areas. Measures of species richness and diversity were consistently higher in the undisturbed sites. Distinctive assemblages of monkey beetles and plants occurred at each site. A high compositional turnover ( diversity) was recorded for both monkey beetles and plants along a rainfall gradient; between-site diversity values ranged from 0.7 to 0.8 (out of a maximum of 1.0). Species turnover of beetles was higher between the disturbed sites along the environmental gradient than the corresponding undisturbed sites. The high monkey beetle species turnover is probably linked to the high plant species turnover, a distinctive feature of succulent Karoo landscapes. Monkey beetles are useful indicators of overgrazing disturbance in Namaqualand, as their pollinator guilds are apparently disrupted by overgrazing. A shift away from perennial and bulb pollinator guilds towards those favouring weedy annuals was observed in disturbed areas. The consequences to ecosystem processes due to the effects of disturbance on monkey beetle communities and the role of monkey beetles as indicators of disturbance is discussed, as well as the implications of disturbance on monkey beetle pollination guilds.     

The role of habitat and daily activity patterns in explaining the diversity of mountain Neotropical dung beetle assemblages

The interaction between land use and climate change is expected to strongly affect species distributions along high elevation landscapes. We aimed to test the effect of climatic variables on community metrics among five types of land use in a high elevation landscape. We described dung beetle spatial and temporal taxonomic and functional diversity patterns, and partitioned β‐diversity into turnover and nestedness components. The interaction between land use and daily period of activity mostly drives abundance, functional richness and functional diversity, but not dung beetle species richness. Unlike Neotropical lowlands, species richness and abundance in open environments are similar to those existing in forests. Temperature is an important predictor of abundance and functional divergence. There is a higher spatial component of the taxonomic β‐diversity, which is highly driven by species turnover. The temporal component of the taxonomic β‐diversity was strongly driven by nestedness, where night assemblages are sub‐sets, although not entirely, of diurnal assemblages. For functional diversity, the temporal β‐diversity was much higher than the spatial β‐diversity, but both were similarly represented by functional group turnover and nestedness. The composition of nocturnal and diurnal assemblages is clearly different, even more than the differences observed between habitats. However, taxonomic turnover is the dominant force between sampling sites while nestedness dominates the daily pattern. This means that forest habitats are unlikely to act as shelters for grassland species under a scenario of rising temperature.     

Partitioning the turnover and nestedness components of beta diversity

Aim  Beta diversity (variation of the species composition of assemblages) may reflect two different phenomena, spatial species turnover and nestedness of assemblages, which result from two antithetic processes, namely species replacement and species loss, respectively. The aim of this paper is to provide a unified framework for the assessment of beta diversity, disentangling the contribution of spatial turnover and nestedness to beta-diversity patterns.
Innovation  I derive an additive partitioning of beta diversity that provides the two separate components of spatial turnover and nestedness underlying the total amount of beta diversity. I propose two families of measures of beta diversity for pairwise and multiple-site situations. Each family comprises one measure accounting for all aspects of beta diversity, which is additively decomposed into two measures accounting for the pure spatial turnover and nestedness components, respectively. Finally, I provide a case study using European longhorn beetles to exemplify the relevance of disentangling spatial turnover and nestedness patterns.
Main conclusion  Assigning the different beta-diversity patterns to their respective biological phenomena is essential for analysing the causality of the processes underlying biodiversity. Thus, the differentiation of the spatial turnover and nestedness components of beta diversity is crucial for our understanding of central biogeographic, ecological and conservation issues.     

胜山阔叶红松林蚂蚁巢穴对其他地表节肢动物多样性的影响

为了阐明蚂蚁巢穴对其他地表节肢动物群落组成和多样性的影响,于2019年在胜山自然保护区的原始阔叶红松林内开展实验,并采用陷阱法收集地表节肢动物.共捕获地表节肢动物92266只,分别为蜈蚣目、盲蛛目、马陆目、蜘蛛目,大头蚁属和步甲科、隐翅虫科、葬甲科这8个类群;蚂蚁巢穴存在及到蚂蚁巢穴的不同距离对其他地表节肢动物个体数量...