几种多样性指标在森林群落分析中的应用比较

为检验多样性指标对群落物种组成和多样性变化的效应和敏感性, 以广东东莞银瓶山常绿阔叶林为研究对象,计算每个样方单元的物种数、个体总数及其他6 种多样性指标, 并进行统计学分析和差异性检验。结果表明, 在样方尺度上, Berger-Parker 指数作为反映群落优势度的指标, 对群落多样性变化最为敏感, 而Simpson 指数最不敏感; 与丰富度(即物种数)变异程度最接近的为Menhinick 指数及Margalef 指数, 而Berger-Parker 指数其变化与样方单元总个体数的变化最接近; Shannon-Wiener 指数和Simpson 指数相关性最强, 而与Menhinick 指数的相关性相对较弱。在样方单元组合的丰富度梯度下, Berger-Parker 指数、Margalef 指数、Shannon-Wiener 指数及Simpson 指数均表现出显著差异, 而Pielou 指数和Menhinick 指数则对物种丰富度的变化不敏感。依据这些结果, 对开展生物群落多样性研究时如何合理选用恰当的指标, 提出了详细的建议。     

南四湖沉水植物物种多样性和功能多样性对水深梯度的响应

从物种多样性和功能多样性探讨沉水植物群落对水深的响应可深刻揭示水深对群落构建的影响机制。以南四湖不同水深沉水植物群落为研究对象,对比分析了群落的9个加权功能性状（株高、茎分支数、茎节数、茎直径、根长、根围直径、生物量分配比、比叶面积、植物体磷含量）、5个物种多样性指数（Berger-Parker生态优势度指数、Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数）和5个功能多样性指数（功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDiv指数、功能分散度FDis指数和二次熵Rao指数）以及物种多样性和功能多样性关系对水深的响应规律。研究结果表明：（1）水深可显著改变群落株高、根长、根围直径、比叶面积、生物量分配比和植物体磷含量6个加权功能性状;群落茎分支数、茎节数和茎直径3个加权功能性状对水深变化无显著响应;（2）水深可显著影响群落物种多样性和功能多样性,中等水深处沉水植物群落具有较高的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Berger-Parker生态优势度指数、Pielou均匀度指数以及功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDis指数、二次熵Rao指数;（3）水深可改变5个物种多样性指数与功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDiv指数3个功能多样性指数间的相关关系,但对5个物种多样性指数与功能离散度FDis指数、二次熵Rao指数2个功能多样性指数间的相关关系无显著影响。研究结论为：群落不同测度的物种多样性和功能多样性指数及其相关关系对水深变化的响应迥异,在探讨水深对沉水植物群落构建的影响机制时应从多个方面综合考量。     

山西五鹿山森林群落木本植物功能多样性

通过选取群落中木本植物种子的扩散方式、传粉方式、植株高度和盖度等13个功能性状,计算出群落的6个功能多样性指数:功能性状距离、功能性状平均距离、功能体积、功能均匀度、功能分散指数和Rao二次熵指数,结合群落物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和物种均匀度指数对山西五鹿山森林群落木本植物功能多样性进行研究。结果表明:(1)功能性状距离、功能性状平均距离、功能体积与物种丰富度、Shannon-Wiener指数显著正相关;功能均匀度与Shannon-Wiener指数、物种均匀度指数显著正相关;功能分散指数、Rao二次熵指数与物种均匀度指数、Shannon-Wiener指数显著正相关;(2)功能多样性的差异很大程度上是由于物种差异所引起的;(3)6个功能多样性指数可分为三类:功能性状距离、功能性状平均距离、功能体积为功能丰富度指数;功能均匀度为功能均匀度指数;功能分散指数和Rao二次熵指数为功能离散度指数。该分类结果符合指数的计算方法和生态学意义,以及相互独立的标准。     

环境因子对甘南高寒草甸地表大型节肢动物多样性的影响

地表节肢动物是生态系统的重要生物指示物,研究甘南高寒草甸地表节肢动物群落多样性与环境因子的关系,有助于揭示其分布格局对高寒草甸生态环境变化的响应。2018年5至9月,采用陷阱法调查甘南高寒草甸4种典型类型生境,即沼泽湿地、沼泽化草甸、草甸和成熟草甸地表大型节肢动物群落组成与多样性。研究时段共采集地表大型节肢动物2 545头,属于3纲9目29科30属,以狼蛛属(Lycosa)、弓背蚁属(Camponotus)和蚁属(Formica)为优势类群。营养功能群以捕食类和植食类为主。研究结果显示,成熟草甸生境大型节肢动物类群数明显高于沼泽化草甸和草甸生境的类群数(P <0.05);沼泽湿地生境Pielou均匀度指数(Js)明显大于草甸和成熟草甸生境的Pielou均匀度指数(P <0.05);Shannon-Wiener多样性指数(H′)差异不显著(P> 0.05);4种生境之间地表大型节肢动物群落相似性指数较低。研究时段基于物种“出现-不出现”C-score、V-ratio、SES与Pianka生态重叠指数的实测值与预测值的差异均没有规律性,显示研究区域地表大型节肢动物群落随机...     

大气CO2浓度和气温升高对麦田节肢动物群落的影响

为了预测气候变化对麦田节肢动物群落多样性的影响, 本研究在麦田开放环境中设置4种处理, 分别是高温(高于当时气温2℃和当前CO₂浓度)、高CO₂浓度(500 μL/L和当时气温)、高温+高CO₂浓度和对照(当前CO₂浓度和气温)等, 采用定期随机抽样方法调查节肢动物群落的多样性, 用经典的多样性指数对整体节肢动物群落以及不同食性节肢动物群落多样性进行分析。共采到节肢动物3纲10目42科52种。仅“高温”和“高温+高CO₂”处理显著增大节肢动物群落的均匀度, 其余处理均无显著影响。“高温+高CO₂”处理的影响随小麦生长发育期不同而略有差异, 在苗期可增大Shannon-Wiener多样性指数, 而在后期使该指数减小; “高温+高CO₂”与“高温”处理的群落多样性较为相似。对不同食性节肢动物群落的分析表明, 与对照相比, 植食性昆虫群落在“高CO₂”下丰富度显著增大; 寄生性昆虫群落的多度在“高温”下显著增大; 腐食性等节肢动物群落的多度在“高CO₂+高温”和“高温”处理下有所增大、均匀度在“高温”下略降低, 但均未达统计上的显著水平; 捕食性节肢动物群落不受影响。本研究说明, CO₂浓度和气温升高不同程度地影响麦田节肢动物群落的物种多样性, 两类因素同时升高与各自单独升高的影响不完全一致。     

广西生态茶园和普通茶园的节肢动物群落结构和稳定性分析

为了解广西生态茶园与普通茶园节肢动物群落结构特点及其稳定性,本文采用Shannon-Wiener多样性指数（H′）、群落物种优势度指数（D）、丰富度指数（J）、物种均匀度指数（E）等分析了茶园节肢动物群落的多样性结构,应用群落相似度指数对生态茶园和普通茶园节肢动物的群落相似性进行了分析,用灰色关联度方法综合分析多样性指数与优势度、均匀度等6个特征参数间关系的密切程度。结果表明,在广西茶园节肢动物共34种,其中害虫（螨）17种,优势种群是：小贯小绿叶蝉Empoasca onukii Matsuda、茶蓟马Scirtothrips dorsalis Hood、蚜虫、白粉虱Trialeurodes vaporariorum Westwood;天敌8种,优势种群是：棕管巢蛛Clubiona japonicola Boeset Str.、八斑球腹蛛Theridion octomaculatum Boes. et Str.、异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas);中性昆虫9种,优势种群是：蚊虫、蚁类。多样性指数、群落均匀度指数与物种优势度在生态茶园比普通茶园高。生态茶园的群落稳定性比普通茶园的强。不同茶园间的群落相似性指数q在0.444~0.9355之间,群落间相似性关系在中等不相似与极度相似之间。与多样性指数密切相关的前3位群落特征参数依次是群落物种优势度、益害物种的个体数比、丰富度,其中关系最密切的特征参数是群落物种优势度。研究结果为茶园害虫的综合防控提供了理论依据。     

茶园间作不同绿肥对节肢动物群落结构和多样性的影响

【目的】研究在茶园中合理间作绿肥对茶园节肢动物群落结构和多样性的影响。【方法】本文在茶园中分别设间作铺地木兰+罗顿豆、圆叶决明+白三叶、白三叶+平托花生3种不同绿肥组合处理,并设不间作绿肥、常规除草的茶园为对照。【结果】间作不同绿肥均能提高茶园节肢动物群落的物种丰富度和群落多样性,提高茶园捕食性天敌昆虫、蜘蛛和寄生性天敌在茶园冠层群落的比率;不同处理茶园冠层节肢动物Shannon-wiener多样性指数(H)、Simpson指数(D)和均匀度指数变化趋势基本一致;茶冠层的节肢动物群落多样性指数在4类不同处理茶园间差异显著;间作绿肥增加了茶园的生物多样性,4类不同处理茶园茶冠层群落相似性系数在0.741~0.892之间,表明4类不同处理茶园冠层群落在物种组成上有较高的相似性。4类不同处理茶园害虫与天敌两类群功能团的丰盛度之间成显著的正相关,表明天敌对害虫的空间数量跟随效应强,主要表现为二者数量间的相互作用。灰色关联度分析表明在4类不同处理茶园中的群落节肢动物物种数/个体数、天敌物种数/害虫物种数、害虫丰富度与多样性指数和均匀度指数的关联系数较高,反应了群落的多样性和稳定性。【结论】间作增强了茶园群落的生物多样性,提高害虫天敌的种类和个体数,有利有效发挥天敌对有害生物的生态控制。     

冬水田典型生境类型节肢动物群落多样性及生物量特征

为了掌握休耕季节不同生境冬水田节肢动物群落多样性及生物量特征,于2017年2—4月在重庆市璧山区通过陷阱法对3类冬水田耕作区及期9个小区生境进行了定点调查,分别为水稻和蔬菜及荒地耕作区、水稻和蔬菜耕作区及水稻和林地耕作区。共捕获节肢动物108367只,隶属于3纲119科(种)。Berger-Parker优势度指数表明,冬水田节肢动物群落以罕见或稀少种(类群)数量最多以及优势类群数量稀少且突出为最基本特征,圆科和长角科是最主要的优势类群。节肢动物密度和生物量的百分比分析表明,腐食者和捕食者是节肢动物群落的主要功能团;弹尾虫以及不同种类蜘蛛和天敌昆虫类群分别构成了腐食者和捕食者中的主要类群(种)。3类冬水田及其小区节肢动物群落主要功能团密度和生物量以及群落Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Margalef丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J)和Simpson优势集中性指数(C)均有明显的规律变化,且出现了显著性差异(P0.05);节肢动物群落及其主要功能团腐食者和植食者分别在密度和生物量间,以及捕食者与其猎物腐食者和植食者在生物量上都具显著的相关性(P0.05)。群落相似性及相关性分析显示,3类冬水田及其小区节肢动物群落组成总体上差异明显,显然受到了稻田生境及耕作/管理等非生物因素的影响;其中生境类型(FH)作用最大,其次是蓄水量(EWQ)、稻桩生物(BR)、种植模式(PP)和收割方式(HM);它们与节肢动物群落密度及参数H′、D和C,以及腐食者密度和生物量、捕食者密度等显著正相关或负相关(P0.05)。主成分及聚类分析结果进一步指出,3类冬水田的生境异质性差异较大,这与它们小区在节肢动物群落密度(AI)、腐食者密度(DI)及FH等生物和非生物因素上的较大不同有关。总之,3类冬水田主要营养链“水稻秸秆-腐食者-捕食者”中存在不同程度的级联效应;弹尾虫作为该效应中腐食者的代表承担着冬水田“关键或中心”节肢动物类群具有的双重生态功能;不同冬水田及其小区节肢动物群落多样性及生物量特征差异明显,这与FH、EWQ、BR、PP和HM等非生物因素密切相关。     

转Cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响

【目的】安全评价是转基因品种研发的重要保障,为明确转基因玉米Bt-799在生物多样性影响方面的安全性,并为其在吉林春玉米区种植提供安全保证,开展了转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性影响的研究。【方法】综合利用直接观察法和地面陷阱法,以多样性指数、均匀度指数、优势度指数等参数以及主要种群动态作为评价指标,系统研究转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】转基因玉米Bt-799较之对应的非转基因对照郑58在田间节肢动物群落结构参数、主要种群动态等方面均无显著差异。【结论】转Cry1Ac基因玉米Bt-799在吉林省种植,不会对田间节肢动物群落多样性造成显著不良影响。     

杭州湾滩涂湿地植被群落演替与物种多样性动态

以杭州湾不同年份形成的滩涂湿地植被群落为研究对象,采用样线法结合样方法进行调查取样,并通过除趋势对应分析排序研究了群落演替的动态和方向,同时采用Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数分析了物种多样性在群落演替过程中的动态变化.结果表明:该区域植被群落演替序列为海三棱藨草群落→芦苇群落→柽柳 芦苇群落→旱柳 白茅群落;随着演替的进行,群落物种丰富度显著增加,均匀度逐渐降低,物种多样性呈先增加后降低的趋势.     

转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

【背景】节肢动物群落是农田生态系统的重要组成部分,转基因作物的种植对节肢动物群落结构及多样性的影响是环境安全评价的重要内容之一。转植酸酶基因玉米是我国首例获得生产应用安全证书的转基因粮食作物。【方法】以转植酸酶基因玉米10TPY005、非转基因亲本玉米蠡玉35和当地常规品种郑单958为试验材料,在大田种植条件下,采用直接观察法定期调查了玉米田间主要节肢动物的种类和发生数量,通过分析比较3个玉米品种田间节肢动物群落、天敌亚群落和害虫亚群落的多样性指数、均匀性指数以及优势集中性指数,研究了转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】在各个调查时间,转植酸酶基因玉米10TPY005与亲本玉米蠡玉35相比,各群落指数均不存在显著性差异;随着玉米生育期的延长,各群落指数的变化趋势也基本一致。【结论与意义】转植酸酶基因玉米的短期种植,对田间节肢动物群落多样性没有明显影响。     

Biodiversity of vespid wasps in spatial and temporal dimensions in northern Zanjan Province of Iran

Vespidae is one of the major families of Hymenoptera with more than 115000 described species. In the present paper, Simpson and Shannon-Wiener diversity indices, Simpson,Camargo, Smith and Wilson, and modified Nee evenness indices, and richness index based on rarefaction method were adopted to study the biodiversity of vespid wasps in spatial and temporal dimensions in northern Zanjan Province of Iran. In spatial dimension, Zanjan and Gilvan showed the highest and the lowest species diversity, evenness, and richness, respectively; while in tem-poral dimension, 16 July-6 August showed the highest species diversity and richness, and 18 May -27 May and 23 August -2 September showed the highest and the lowest species evenness,respectively. Significant differences in species abundance between localities of study area were observed by Kruskal-Wallis nonparametric test.     

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明：（1）森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。（2）物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数（Margalef、Pielou、Simpson指数）、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI （Net relatedness index）指数、NTI （Net nearest taxa index）指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。（3）土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。     

不同调查方法对转基因棉田节肢动物群落构成及生物多样性的影响

【目的】明确不同生育期调查方法对棉田物种结构和生物多样性的影响,以期选择合适的生育期调查方法开展转基因棉花的安全性研究。【方法】于2016和2017年,选择2个新型转基因棉花(GGK2,N15-5)及其亲本(K312,J14)为材料,使用3种调查方法对棉田节肢动物群落进行调查:(1)在整个生育期每7 d调查一次(5月上旬—9月中下旬);(2)主要生育期调查(5月中旬、6月中旬、7月中旬、8月中旬和9月中旬)和(3)6月中旬—8月下旬期间的3个棉铃虫发生高峰期调查。计算出不同调查方法下的棉田节肢动物群落个体总数、物种丰富度、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数。【结果】3种方法对物种个体总数和物种丰富度影响最大,第1种方法数值最大,第3种方法数值最小。2016年,转抗除草剂基因棉田(GGK2)与其亲本(K312)相比,3种调查方法得到的物种个体总数在节肢动物群落和害虫亚群落差异显著,其他指数无差异。此外,2016年与2017年相比,相同棉田中的多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均无明显差异。【结论】不同生育期调查方法仅对物种个体总数和物种丰富度有影响,而对多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数无显著影响。因此,在转基因生物安全研究中可根据不同的研究目的选择合适的生育期开展调查。     

阔叶红松林林隙结构与树种多样性关系研究

对阔叶红松林林隙与林下不同层次树种多样性进行比较,探讨林隙大小及发育阶段与树种多样性间的关系.结果表明,林隙与林下树种多样性存在显著差异（P<0.01）.与林下相比,林隙更新层树种多样性、丰富度和均匀度增大,生态优势度减小（P<0.01）;演替层树种多样性、丰富度和均匀度减小,生态优势度增大（P<0.0001）.林隙中不同层次树种多样性随着林隙大小呈现出相反的变化趋势.长白山阔叶红松林林隙演替层树种多样性和丰富度总体上呈单峰形变化,中等大小林隙（100～250 m²）中树种多样性和丰富度较高,生态优势度较小.而更新层树种多样性和均匀度在≥250 m²和<100 m²的林隙中最大,在200～250 m²的林隙中最小;生态优势度在200～250 m²的林隙中达到最大.更新层和演替层树种对林隙面积大小反应不同,有利于更新层幼苗建立的林隙面积并不是演替层幼树发育和成活的最适面积;随林隙年龄的增加,更新层和演替层树种多样性在不同层次上呈互补关系.     

达赉湖自然保护区冬春季鸟类生物多样性与生境的关系

2004年4月-5月,利用样带法对达赉湖自然保护区5种主要生境类型中冬春季鸟类生物多样性进行了调查,利用Shannon-Wiener指数和Smith相关性系数分析了这5种生境类型中冬春季鸟类的生物多样性、区系、鸟类的群落组成、群落间的相似性和均匀度。结果表明,古北界鸟类是组成达赉湖鸟类群落的主体(约占冬春季鸟类的86%);芦苇湿地的鸟类多样性接近于芦苇甸的2倍:芦苇湿地鸟类群落的物种多样性最高(Shannon-Wiener指数为1.3001),而芦苇甸中鸟类群落的物种多样性最低(Shannon-Wiener指数为0.6629);芦苇湿地和芦苇甸两鸟类群落组成的相关性指数仅为0.038;从具有共同物种的多少考虑,典型草原和芨芨草原鸟类群落之间的关联较大。     

一种随机化检验算法及其Matlab实现

在数据满足特定假设的前提下,可用有关统计技术检验样品间的差异．然而,在自然情况下,这些假设往往不成立或未知成立．本研究建立了一种随机化检验算法,可对实数域上的两个样品进行差异显著性分析,给出了Matlab标准源程序．算法具有广适性．设定随机化模拟次数和差异显著性水平,则可计算出检验值P,及差异显著与否．该算法可使用各种差异函数,如欧氏距离等等．应用本算法,对数种实测样品数据,以不同的差异函数进行了差异性分析．     

鹞落坪自然保护区蝽类昆虫区系与多样性

2006～2007年期间对鹞落坪自然保护区蝽类昆虫多样性进行调查,在不同的生境、月份及海拔对该地区的蝽类昆虫种类及数量进行抽样统计,将调查到的物种进行编目,并采用Margalof丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Whittaker多样性指数对其群落多样性进行分析。结果表明,鹞落坪共有蝽类昆虫102种,分别隶属于13科,77属。其中有33种为安徽省新记录种。区系分析表明该地区东洋种成分占优势,古北种次之,古北、东洋共有种最少。蝽类群落α多样性分析结果显示:不同生境多样性指数高低顺序是:阔叶灌丛、阔叶林、灌草丛、竹林、农田;不同月份多样性指数高低顺序是:5,7,6,4,9和8月;不同海拔多样性指数高低顺序是:1100,800,700,600,900,1000,1200,500和1300m以上。多样性、均匀性及丰富度的相关分析说明:在不同生境、不同月份、不同海拔,鹞落坪蝽类群落多样性H′指数与Simpson多样性指数及丰富度是一致的,H′与均匀度均不一致。鹞落坪蝽类群落β多样性指数受生境影响最大。     

火干扰对大兴安岭北部原始林下层植物多样性的影响

在景观尺度自然火干扰历史研究的基础上,采用1个物种丰富度指数（物种数 S）、2个均匀度指数（Pielou均匀度指数Eh＇和Alatalo均匀度指数E）、3个物种多样性指数（Shannon-Wiener指数H＇,Hill多样性指数N1和N2）共6个？多样性指数,研究了长期火干扰与最近一次火干扰对大兴安岭北部原始林下木层、草本层及下层总体的植物多样性的影响.研究结果表明,本区下层植物的物种数、均匀度指数和多样性指数都以下木层显著大于草本层,因而下木层对下层植物总体生物多样性的贡献最大,也是主要影响因子.火干扰对下木层、草本层和下层总体的物种丰富度和物种多样性有显著影响,而对均匀度的影响不显著.长期的火干扰影响下,下木层、草本层和下层总体的物种数、各类均匀度指数和物种多样性指数都呈现如下格局：高频类＞中频类＞低频类,低强类＞中强类＞高强类.最近一次火干扰影响下,各个生物多样性指数都表现为一致的趋势：低强类＞中强类＞高强类;短期类＞长期类＞中期类.下层植物多样性与火干扰的关系是长期适应的结果.