小兴安岭阔叶红松林地表甲虫Beta多样性

Beta多样性用来衡量集群内物种组成的变异性,可以被分解为空间物种转换和物种集群镶嵌两个组分,是揭示群落构建机制的重要基础。目前开展了较多的地上生态系统beta多样性研究,然而地下生态系统beta多样性进展缓慢。以小兴安岭凉水和丰林自然保护区为研究地区,于2015年8、10月采用陷阱法对阔叶红松林进行调查,揭示地表甲虫(步甲科、隐翅虫科、葬甲科)的beta多样性。结果表明:(1)凉水共发现39种、856只地表甲虫,丰林共发现43种、1182只地表甲虫。8月凉水明显具有较高的全部甲虫(三个科的总和)物种多样性和丰富度,10月正好相反。(2)凉水和丰林之间地表甲虫beta多样性的差异仅发现于8月的步甲科和葬甲科之间。(3)凉水和丰林地表甲虫的beta多样性主要由空间物种转换组成,物种集群镶嵌对beta多样性的贡献很小,说明地表甲虫物种组成变异主要由本地物种之间较高的转换引起。研究表明小兴安岭阔叶红松林地表甲虫的beta多样性主要由空间物种转换组成,在揭示群落构建机制过程中,其内部物种交换和环境调控不容忽视。     

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。     

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。     

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。     

河西走廊中部戈壁地表甲虫群落动态变化及其影响因素

地表甲虫是戈壁主要的地表昆虫类群, 但我们对其种属组成和活动节律的认识还很有限。2018-2020年1-12月我们利用陷阱法对河西走廊中部典型砾质戈壁地表甲虫种类及数量进行了连续观测, 并测定了该区降水和温度。本文研究发现: (1)戈壁地表甲虫由步甲科、叶甲科、象甲科、粪金龟科和拟步甲科5科21种组成, 阿小鳖甲(Microdera kraatzi alashanica)、戈壁琵甲(Blaps gobiensis)和波笨粪金龟(Lethrus potanini)是优势地表甲虫种; (2)戈壁地表甲虫活动节律存在明显年季变异, 地表甲虫的活动期在3-10月, 地表甲虫活动密度的最大值出现在4-7月, 而物种丰富度的最大值均在5月出现; (3)降水增多的2019年地表甲虫的活动密度明显增加, 且2019年地表甲虫物种丰富度和多样性指数显著高于2018年; (4)地表甲虫的取食类型和个体大小影响它们的活动节律, 降水增多的年份提高了植食性的象甲科和部分拟步甲科的活动密度, 而一些拟步甲科的活动密度对降水的响应存在一定的滞后性; (5)降水和温度变化强烈影响地表甲虫活动节律, 地表甲虫的个体数和物种数与月降水量和月平均温度呈显著的二次曲线和指数关系, 植食性和捕食性甲虫对降水及温度变化响应较腐食性甲虫敏感, 大甲虫对降水变化的响应较中甲虫和小甲虫敏感。总之, 降水及温度变化影响了戈壁地表甲虫的活动节律, 而不同地表甲虫种对二者的响应因其生理生态特征不同而异, 从而影响了地表甲虫群落动态变化规律。     

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...     

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。     

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。     

卧龙自然保护区落叶松林不同恢复阶段的嗜尸性甲虫物种多样性

在四川卧龙国家自然保护区,以天然落叶阔叶林（约100年生）为对照,选择新种植（5年生）、幼年（15年生）和成熟（45年生）的3种落叶松种植林,采用引诱法分别在地表和地上1.5 m处取样,研究处于不同恢复阶段林地中的嗜尸性甲虫物种多样性及其变化格局。共采集甲虫标本3 066号,其中隐翅虫、球蕈甲和埋葬甲科分别占总个体数的43.71%、31.83%和17.97%。嗜尸性甲虫的多度格局呈对数正态分布,随着落叶松林树龄的增长,其分布格局更加接近天然林。物种丰富度和多样性在3种落叶松林内均显著低于天然林,且在3种落叶松林中,新种植的最低。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嗜尸性甲虫群落组成存在显著差异。以上结果表明,落叶松种植林尚无法取代天然落叶阔叶林在维持嗜尸性甲虫物种多样性中的作用。     

放牧强度对短花针茅荒漠草原甲虫群落分布格局的影响

放牧对脆弱的荒漠草原生态系统有着重要影响,且随放牧强度及持续时间不同而变化。鞘翅目昆虫是环境监测与生物多样性变化的指示生物。利用巴氏罐诱法对短花针茅荒漠草原不同放牧强度草地的甲虫群落组成和多样性进行调查,探究放牧对荒漠草原甲虫群落的影响。结果表明:(1)步甲科、金龟科为短花针茅荒漠草原甲虫群落优势类群,埋葬甲科、芫菁科、拟步甲科和花金龟科为常见类群。(2)放牧强度增加不利于维持更多的捕食性甲虫;对照和轻度放牧样地可维持更多的腐食性甲虫。(3)甲虫数量随放牧强度增加而递减;群落多样性以重度放牧草地最大,轻度放牧草地最小;群落优势度为对照、中度、重度显著高于轻度放牧草地。各甲虫类群在不同放牧强度草地出现时间、高峰期均不同。(4)对照、轻度、重度放牧样地的甲虫优势类群群落结构不同于其他生境,但均与中度放牧样地存在相似性。轻度、中度、重度放牧样地的甲虫稀有类群群落结构不同于其他生境,但均与对照样地存在相似性。(5)甲虫群落个体数与植物群落物种丰富度、盖度、植物平均高度、生物量呈显著正相关。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数均与植物群落物种丰富度、生物量显著负相关。研究结果为荒漠草原甲虫多样性保护提供参考依据。     

东灵山地区地表甲虫群落组成及季节变化

本文研究东灵山地区地表甲虫群落的物种组成和季节变化,取样选择在11种不同生境类型内,分别代表该地区的植被类型与环境变化。1999～2000年的野外取样共获得甲虫标本10874号,其中步甲、隐翅虫、叶甲、象甲、拟步甲、金龟和叩甲等7科的个体数量较多,合计占个体总数的83.36%,为该地区地表甲虫的优势类群。选择40个最常见物种统计种类和数量,对生境进行主成分分析排序（PCA）和系统聚类分析,可以将东灵山地区的11种生境类型划归为3类：即梨园岭退耕区的灌丛类型、小龙门林区的森林类型和东灵山主峰区的亚高山植被类型,梨园岭退耕区的辽东栎萌生丛被合并到小龙门林区森林植被类型中,反映了植被类型、海拔高度及受干扰程度可能是决定该地区地表甲虫群落组成和分布的主要因素。研究地表甲虫的季节变化发现其活动高峰多出现在6月和7月,而且在不同生境类型内,优势类群的组成和季节变化有很大差异;小龙门林区内数量分布高于梨园岭退耕区内的分布,尤其在落叶松林和阔叶混交林内的数量优势更加明显。如果按营养层次划分功能群,捕食性类群比例最高,植食性类群次之,腐食性类群最少,捕食性类群的季节活动曲线滞后于植食性类群的活动曲线。     

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...     

Intra-annual variations in abundance and species composition of carabid beetles in a temperate forest in Northeast China

In most habitats in temperate zones, species show clear intra-annual shifts in abundance and species composition. Here we aimed to present a comprehensive picture of community composition and seasonal dynamics of carabid beetles (Coleoptera: Carabidae) in broad-leaved Korean pine mixed forest in Northeast China, which harbors a large diversity. We sampled 23,336 individuals from 14 genera and 39 species with pitfall traps over more than 1 year in a 25-ha plot. The six most abundant species accounted for 76.65 % of all individuals. Species estimations for the 25 ha plot ranged from 40 to 45 species. Overall abundance, species diversity, community composition, and abundance of individual species varied seasonally. Most of the abundant species showed an activity pattern of single peak, and were most active between July and early September. Few species showed a bimodal seasonal activity pattern. Both temperature and precipitation significantly influenced the carabid community within a year. Hierarchical clustering indicated that carabid communities of ten consecutive sampling periods could be partitioned into three time-windows, respectively, corresponding with warm temperature-high rainfall season, warm temperature-low rainfall season, and cool and cold season. By using the extended method of indicator species analysis, 11 indicator species were identified for the three time-groups and their combinations, suggesting the existence of temporal niche partitioning among carabid species. We suggest that intra-annual patterns of carabid abundance and species composition can be explained by species responses to seasonal changes in hydrothermal conditions. Cost-effective sampling effort to assess native carabid diversity and assemblage was also discussed in this study.     

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。     

蒙古栎红松林物种组成和结构动态的研究

 通过对蒙古栎红松林3个年龄阶段物种和结构动态的研究,结果表明,该类型森林的更新状况良好,早期阶段红松(Pinus koraiensis)和阔叶树的更新数量相同,后期更新树种以红松为主;在森林发育早期阶段蒙古栎(Quercus mongolica)等阳性树种占优势,中期为红松和阔叶树占优势的混交林,后期形成红松占优势的林分;随着森林的发育,灌木和草本层动态呈现复杂的变化。通过对该类型森林直径分布变化的研究得出,在林分发育的早期,阔叶树中大径级木较多,针叶树中小径级木多,在林分发育的后期呈相反的规律。用理论概率模型拟合直径分布表明,韦布尔概率分布模型是描述蒙古栎红松林直径分布的最适模型。