贵州仙家洞和忆苦洞洞穴动物群落多样性及其环境因子的影响

为了解矿区洞穴动物群落多样性特征及其影响因素,于2019年3月对贵州松桃锰矿区仙家洞和忆苦洞的动物进行了调查,运用主成分(PCA)综合分析了环境因子对洞穴动物群落多样性的影响,并利用潜在生态危害指数对洞穴内土壤重金属的生态风险水平进行了评价.结果 表明:共获动物标本445号,隶属4门8纲18目32科,其中仙家洞178号...     

洞穴环境因子对动物群落结构的影响——以贵州松桃神女洞为例

神女洞是位于贵州松桃县的一个典型喀斯特洞穴,由于洞口已有一部分被旅游开发,为了能较详细地记录该洞穴的动物资源状况,了解洞穴环境条件与洞内动物群落结构之间的关系,及部分环境因子对洞穴动物空间分布的影响,2016年7月,在贵州松桃神女洞进行了较为深入的调查,共采获动物标本645号,土壤样本9份（250 g/份）,并对空气温湿度及CO、CO2、O2、H2S 4种气体的含量进行现场测定。动物标本经鉴定,隶属3门8纲13目24科37种。斑灶马（Diestrammena marmorata）为优势种,占整个类群的67.60%。用原子吸收法测定了洞穴土壤中重金属Pb、Cd的含量,原子荧光法测定Hg、As的含量,并对这4种重金属进行污染评估,结果显示,Hg污染严重,含量超出中国土壤背景值,综合污染指数远远超过重度污染等级线。结合多样性指数运用相关性分析方法分析该洞穴动物群落的结构特征,结果表明,该洞穴动物群落的均匀度指数J''和优势度指数C与空气中H2S含量呈现显著相关关系;最大多样性H''max与温度呈极显著负相关。用典型相关分析方法分析洞穴动物的空间分布状况与环境因子相关性。唇足纲（Chilopoda）、两栖纲（Amphibia）和哺乳纲（Mammalia）的动物在空间分布上差异较小,且与空气中CO2和土壤中铅的含量成正相关;蛛形纲（Arachnoidea）的分布与O2含量呈正相关;倍足纲（Diplopoda）喜生活在较潮湿的地方;腹足纲（Gastropoda）的分布与空气中H2S的量正相关。     

贵州董背洞和水江洞内动物群落结构与部分环境因子的相关性

在2002—2005年的2月和7月共5次赴荔波董背洞和水江洞对肉眼能见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集,在董背洞共获标本440号,隶属3门5纲10目20科39种或类群;在水江洞共获标本498号,隶属3门6纲11目20科25种或类群。根据上述两洞内各光带中动物种类和数量组成不同,将其划分为6个动物群落,经群落多样性分析,物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落B(4·1059)、H(2·4716)、B(3·3322)、E(0·9042)、C(0·3442)和A—C(0·5251)。此外还研究了群落多样性与部分环境因子的相关性,如温度、湿度、空气中CO2和N2含量、土壤有机质和部分无机盐含量等。用Pearson相关系数进行分析,结果显示土壤中有机质的含量与物种数、物种丰富度和群落最大多样性指数都呈极显著正相关,相关系数分别为0·885、0·909和0·868(双尾显著性检验均P≤0·05),与群落多样性指数呈显著正相关,相关系数为0·611(双尾显著性检验,P≥0·1),由此证明土壤有机质的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子之一;在地表,温、湿度是影响动物群落多样性变化的重要因子,但在特殊的溶洞内由于洞尾段的温度四季较稳定和整个洞穴内的湿度均较高,故与群落多样性的相关性不显著。     

岩溶洞穴苔藓群落特征及其对重金属污染的指示意义: 以贵州织金洞为例

岩溶洞穴的开发与利用导致的重金属污染严重威胁洞穴环境及地下水, 因此对洞穴环境的监测具有重要的现实意义。本文通过对典型的暗河型溶洞贵州织金洞内的苔藓群落特征及其重金属污染状况进行研究, 拟揭示苔藓群落对洞穴重金属污染的指示意义。共发现苔藓群落类型34个, 苔藓植物种类20科33属49种, 含苔类8科8属12种, 藓类12科25属37种。优势科为丛藓科、凤尾藓科和提灯藓科, 物种占比率分别为16%、14%、14%。Hg污染超标倍数最高达59.45倍, 在距洞口不同深度均远高于Cr和Zn, 说明洞内Hg污染较为严重。苔藓群落指标随着重金属污染含量的上升总体呈下降趋势。所测定的重金属中基质Hg含量与苔藓群落指标的拟合程度最好, 与其对应的苔藓群落指标均呈显著负相关关系(P < 0.05), 说明苔藓群落特征能够很好地反映洞内Hg污染的变化趋势。RDA排序结果分析表明: 洞穴苔藓群落为适应低光度环境会表现出向光性运动、喜钙生基质、耐重金属等生理特征。蛇苔(Conocephalum conicum)植物体内的Hg含量与其基质Hg含量具有显著相关性(P < 0.05), 说明蛇苔受基质Hg污染影响较大。在今后的治理过程中, 可以考虑将蛇苔作为洞内环境的生物监测材料之一。     

贵州波多洞和甲良洞内部分环境因子与动物群落结构的相关性

在2002-2005年的2月和7月多次赴荔波波多洞和甲良洞对肉眼能见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集。在波多洞共获标本1045号,隶属3门6纲13目27科45种或类群,在甲良洞共获标本469号,隶属3门6纲9目24科52种或类群。根据上述两洞内各光带中动物种类和数量组成,可划分为6个动物群落。经群落多样性分析,物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落D（8.3223）、D（3.4677）、D（3.8286）、D（0.9057）、C（0.0404）和D-E（0.6611）。环境因子与群落多样性的相关分析结果显示：土壤中有机质的含量与物种数、物种丰富度、群落多样性和群落最大多样性指数都呈极显著正相关（相关系数分别为0.908、0.913、0.826和0.818）,与群落均匀度指数呈显著正相关（相关系数为0.674）;空气中CO2的含量与物种数、物种丰富度、群落多样性、群落最大多样性和均匀度指数都呈负相关（相关系数分别为-0.324、-0.552、-0.573、-0.345和-0.742）。这些结果暗示土壤有机质的含量和空气中CO2的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子。     

贵州董背洞和水江洞内动物群落结构与部分环境因子的相关性

在2002—2005年的2月和7月共5次赴荔波董背洞和水江洞对肉眼能见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集，在董背洞共获标本440号，隶属3门5纲10目20科39种或类群；在水江洞共获标本498号，隶属3门6纲11目20科25种或类群。根据上述两洞内各光带中动物种类和数量组成不同，将其划分为6个动物群落，经群落多样性分析，物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落B(4.1059)、H(2.4716)、B(3.3322)、E(0.9042)、C(0.3442)和A—C(0.5251)。此外还研究了群落多样性与部分环境因子的相关性，如温度、湿度、空气中CO ₂和N ₂含量、土壤有机质和部分无机盐含量等。用Pearson相关系数进行分析，结果显示土壤中有机质的含量与物种数、物种丰富度和群落最大多样性指数都呈极显著正相关，相关系数分别为0.885、0.909和0.868(双尾显著性检验均P≤0.05)，与群落多样性指数呈显著正相关，相关系数为0.611(双尾显著性检验，P≥0.1)，由此证明土壤有机质的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子之一；在地表，温、湿度是影响动物群落多样性变化的重要因子，但在特殊的溶洞内由于洞尾段的温度四季较稳定和整个洞穴内的湿度均较高，故与群落多样性的相关性不显著。     

贵州紫烟洞和莲花洞动物群落结构及环境因子的影响

2006年7月对贵州省织金县紫烟洞和莲花洞内肉眼可见的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和标本的采集,紫烟洞共获标本661个,隶属3门5纲32科68种或类群。莲花洞共获标本265个,隶属3门5纲18科25种或类群。根据2洞内各光带中动物种类组成和数量不同,将其划分为6个动物群落：紫烟洞有光带（ZY1）、紫烟洞弱光带（ZY2）、紫烟洞黑暗带（ZY3）、莲花洞有光带（LH1）、莲花洞弱光带（LH2）和莲花洞黑暗带（LH3）。群落多样性分析表明,丰富度、多样性、最大多样性、均匀度、优势度指数最高的群落分别是ZY1、ZY1、ZY1、LH1、ZY1。通过主成分分析,研究了环境因子对2洞穴内动物群落结构的影响,结果表明,影响程度由大到小依次为土壤中Ca含量、温度、湿度、N2、O2、水中Ca含量、CO2、pH值和土壤中有机质含量。其中湿度和CO2为负影响。     

贵州白云岩喀斯特洞穴动物群落结构及其与环境因子关系研究

通过对贵州省施秉县白云岩喀斯特地区大塘下洞和岩孔洞的深入调查,共采集洞穴动物标本1541号,隶属于32科61种。其中岩孔洞共采集洞穴动物标本668号,隶属于17科30种,大塘下洞共采集洞穴动物标本873号,隶属于24科37种。经数理统计分析,在2个洞穴弱光带中,除物种优势度外,群落多样性均最大。在所有群落中,多样性最高的是群落E,优势度指数最高的是群落C。用Pearson相关系数进行环境因子、物种或群落多样性的相关性分析,结果显示群落多样性各指数之间相关性较显著,温度和群落多样性之间也存在显著相关关系,土壤中砷对物种或群落多样性也有影响。从研究的环境因子与物种或群落多样性的欧氏距离分析来看,除湿度与其他系数的欧氏距离较大外,其余系数间欧氏距离均较小,最小欧氏距离为0.22。表明洞穴动物群落与环境因子之间相关性较显著。经土壤污染评价,岩孔洞严重受到重金属汞和砷的污染,对洞穴动物群落结构产生严重影响。     

坡度对农田土壤动物群落结构及多样性的影响

为了研究坡度对土壤动物群落的影响,于2010年3月和9月分别对川中丘陵区坡度为5°、15°、25°的3种农田土壤动物进行了调查。共采集土壤动物11657只,隶属4门11纲21目,弹尾目、蜱螨目、颤蚓目和线虫为优势类群。土壤动物群落的类群数在3月随坡度增加无显著变化(P>0.05),9月则呈波动性上升(P<0.01)。群落密度在3月随坡度增加而显著下降(P<0.01),9月的变化趋势则相反(P<0.05)。群落多样性指数在3、9两月均随坡度增加呈显著波动性变化(P<0.05)。坡度对弹尾目、蜱螨目和线虫等主要类群的密度影响显著(P<0.05),并具季节差异。主成分分析(PCA)结果表明坡度对农田土壤动物的群落结构有明显影响,Sorenson和Morisita-Horn相似性系数进一步表明坡度在3月份主要影响土壤动物群落的类群组成,在9月主要影响优势类群的密度。研究结果表明坡度对土壤动物的群落结构、多样性及主要类群的密度有显著影响,并存在季节差异。     

贵州松桃腊山河洞洞穴动物群落结构与环境因子的关系研究

通过对贵州省松桃县腊山河洞洞穴动物进行采集和调查,共获标本472号,隶属于3门9纲19目33科38种。按个体组成和环境差异,将腊山河洞洞穴动物划分为4个群落,群落多样性分析结果显示,群落A的物种数最多(23)、丰富度最大(4.571 7),群落多样性指数依次为群落A(2.637 9)B(2.475 7)C(1.442 3)D(1.311 5)。群落D均匀度指数最高(0.946 1),虽然群落C物种数较少但形成了较大的类群,所以优势度最高(0.378 8)。群落多样性与环境因子的Pearson相关性分析显示,温度与物种丰富度呈极显著正相关(r=1.000),土壤中汞(Hg)与物种数呈显著正相关(r=0.997),土壤中砷(As)与多样性指数、丰富度、优势度之间呈显著相关,相关系数分别为-1.000、-0.999、0.998。重金属污染评价结果表明,3个光带内土壤重金属Hg、As的综合污染指数均达到重污染等级,而水体中重金属Hg、As的含量均达到国家Ⅲ类地下水质标准,与相关性分析结果相吻合。由此可见,环境中重金属的含量与洞穴动物群落结构密切相关,影响着洞穴动物群落的组成及分布。     

贵州大洞口内若干动物群落研究

对贵州大洞口内的软件体动物、节肢动物脊椎动物进行了观察和采集,共获标本５１０号,隶属３门６纲１１目１７科。且对动物群落进行了研究。结果表明多样性指数最高是群落Ａ（２．１６１６）,群落Ｄ的多样性指数测为零;相似性指数最高是群落Ｂ－Ｃ（０．５６３２）而落Ｂ－Ｄ和Ｃ－Ｄ两者的相似性指数均为零,此外,还对洞穴的季节动态和空间分布进行了分析。     

Relationships between serpentine soils and vegetation in a xeric inner-Alpine environment

Aims

In serpentinitic areas non-endemic plants suffer from the serpentine syndrome, due to high Ni and Mg concentrations, low nutrients and Ca/Mg ratio. We evaluated the environment-soil-vegetation relationships in a xeric inner-alpine area (NW Italy), where the inhibited pedogenesis should enhance parent material influences on vegetation.

Methods

Site conditions, topsoil properties, plant associations and species on and off serpentinite were statistically associated (51 sites).

Results

Serpentine soils had higher Mg and Ni concentrations, but did not differ from non-serpentine ones in nutrient contents. The 15 vegetation clusters often showed substrate specificity. Two components of the Canonical Analysis of Principal Coordinates, respectively related to Mg and to Ni and heat load, identified serpentine vegetation. Random Forests showed that several species were positively correlated with Ni and/or Ca/Mg or Mg, some were negatively associated with high Ni, Mg excess affected only few species. Considering only serpentine sites, nutrients and microclimate were most important.

Conclusions

Ni excess most often precludes the presence of plant species on serpentinite, while an exclusion due to Mg is rarer. Endemic species are mostly adapted to both factors. Nutrient scarcity was not specific of serpentine soils in the considered environment. Considering only serpentine sites, nutrient and microclimatic gradients drove vegetation variability.     

河流岸带湿地沉积物重金属分布对植被物种多样性和底栖动物群落特征的影响

河流岸带湿地栖息地完整性对河流水环境、水生态和水文的安全与健康具有重要意义,为探究河流岸带湿地表层沉积物重金属分布特征及其对植被和底栖动物的影响,对滦河干流上中下游河段表层沉积物、植物群落和底栖动物调查分析,采用生物毒性效应系数法和综合潜在生态风险指数法评价沉积物重金属污染特征,采用植被物种多样性指数和底栖动物完整性指数评价滦河植物和底栖动物群落特征,探究岸带湿地沉积物重金属空间分布与植被及底栖动物群落特征之间关系。结果表明,滦河表层沉积物总体呈清洁水平,但不同河段重金属空间分布差异较大,下游重金属生态危害系数和潜在生态风险指数高于上中游。湿地物种调查共识别维管束植物219种,大型无脊椎底栖动物105种,综合评价结果表明下游植物群落物种多样性和底栖动物群落完整性低于上中游。滦河下游岸带湿地沉积物重金属对生物群落具有生物毒性和潜在的生态风险,降低了植被物种多样性和底栖动物群落完整性。大型底栖动物完整性指数能够综合反映底栖动物群落结构特征变化,对河岸带湿地生态健康评价和监测具有重要意义。     

牛组织重金属含量与饲养环境的相关性

通过选择不同污染程度的区域进行取样,分析了贵州地区不同污染水平下牛组织中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)的含量和与饲养环境的相关性.结果表明:贵州不同污染水平下牛组织中的Cu、Zn基本符合国家食品卫生要求,Pb只有污染地区的肝脏和肾脏超过限量标准,Cd污染较严重,除非污染区肝脏外,牛肾脏和肝脏中Cd的平均含量均超过国家肉类制品卫生限量标准,但肌肉组织符合卫生标准;牛组织重金属元素含量与饲养环境中的土壤、饲料和饮用水源的重金属含量和污染程度密切相关,尤其是肾脏组织,其相关系数r＞0.78.饲料向牛组织的重金属迁移系数,随饲料元素含量的增加而逐渐降低,其中Cd的迁移系数最大,Pb的迁移系数最低;必需元素和有害元素在不同组织中的比值,随污染程度的增加而降低.肾脏的Cu/Cd和Zn/Cd值比其它组织低得多,Cd主要在肾脏中蓄积,Cu主要在肝脏组织蓄积,Zn主要在肌肉和肝脏,Pb主要在肾脏和肝脏.     

Interactions between plants and associated bacteria in soils contaminated with heavy metals

Interactions were studied between oat (Avena sativa) and two bacterial species, Bacillus subtilis and Pantoea agglomerans, in soils contaminated with heavy metals (HM), cadmium (50 mg/kg), and lead (200 mg/kg). Exposure to HM resulted in decreased (by 30–50%) length, mass, and ratio of shoot to root dimensions. Inoculation with bacteria lead to restoration and further enhancement of plant productivity, raising it above the level achieved via inoculation of oat in uncontaminated soils. It also reduced HM accumulation by plants. Pure cultures of P. agglomerans accumulate HM more intensively than those of B. subtilis (adsorbing activity was studied for both cells and extracellular metabolites). After the introduction of bacteria, lead, and cadmium content in soil decreased four- to fivefold and two- to threefold, respectively. Protection from HM is attributable to reorganizations in the populations of root-associated bacteria: cell number increases in the rhizoplane while decreasing in the rhizosphere.     

太白红杉群落物种多样性与环境因子的关系

定量研究了太白红杉群落物种多样性与环境因子的关系,结果表明:(1)海拔与物种丰富度和种间相遇机率呈极显著的负相关;与Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数表现为"中间高度膨胀"的规律,即中等海拔高度上多样性高而低海拔和高海拔多样性较低。(2)岩石裸露度与物种丰富度呈显著的负相关。(3)土壤含水量与物种丰富度呈极显著的正相关;与种间相遇机率呈先降后升的趋势。(4)环境因子与物种多样性逐步回归结果是:海拔和岩石裸露度与物种丰富度关系密切,其回归方程为:S=90.62-0.02E-14.14B(r=0.769,P<0.05)。     

Migration of heavy metals in two Japanese soils

Summary The migration of common bio-toxic heavy metals in two typical soils of Japan under the influence of various leaching solutions was investigated.The results of the present study have indicated that the Pb and Cu ions were less mobile than those on Zn and Cd. Thus, the former two ions have largely been concentrated in the surface horizon while the latter two have been localised in the sub-surface layers. Ni has exhibited greater mobility than other heavy metals under all the leaching stress in both the soils. It is clear from the present study that Ni, Cd and Zn might pose a greater threat of ground water pollution than Cu and Pb. The specific migration properties of each metal ion varied depending on the nature of the ion and leaching solutions. The major soil factors governing the mobility of heavy metals in the soils have been discussed in the light of the results of the present investigation.     

长期石油和重金属污染对农田土壤假单胞菌种群多样性及结构的影响

采用PCR—DGGE方法,对我国东北地区长期石油和重金属污染农田土壤中的假单胞菌多样性及其种群结构进行研究．结果表明：石油污染区土壤中假单胞菌多样性指数显著高于重金属污染区;石油污染区旱田土壤假单胞菌多样性接近于对照清洁土壤,但低于相似污染程度的石油污染区水田土壤,表明污染物类型与耕作管理方式是影响土壤中假单胞菌多样性的主要因素．经16SrRNA的V6／V7区测序,Pseudomonas mendocina、P．stutzeri和P．aeruginosa是该石油和重金属污染区土壤中的优势类群,说明在长期污染胁迫下,这3种假单胞菌分别得到了不同程度的富集,推测与石油烃的自然降解及假单胞菌的重金属抗性有关．     

Distribution and diversity of archaeal communities in selected Chinese soils

To understand the distribution and diversity of archaea in Chinese soils, the archaeal communities in a series of topsoils and soil profiles were investigated using quantitative PCR, T-RFLP combining sequencing methods. Archaeal 16S rRNA gene copy numbers, ranging from 4.96?×?10(6) to 1.30?×?10(8) copies?g(-1) dry soil, were positively correlated with soil pH, organic carbon and total nitrogen in the topsoils. In the soil profiles, archaeal abundance was positively correlated with soil pH but negatively with depth profile. The relative abundance of archaea in the prokaryotes (sum of bacteria and archaea) ranged from 0.20% to 9.26% and tended to increase along the depth profile. T-RFLP and phylogenetic analyses revealed that the structure of archaeal communities in cinnamon soils, brown soils, and fluvo-aquic soils was similar and dominated by Crenarchaeota group 1.1b and 1.1a. These were different from those in red soils, which were dominated by Crenarchaeota group 1.3 and 1.1c. Canonical correspondence analysis indicated that the archaeal community was primarily influenced by soil pH.