DG指数在定量多样性时的缺陷及其内涵解析

生物多样性通常使用物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数等来进行度量, 但是在土壤动物群落研究中, 由于使用了粗水平的分类方法, 因此即使生境变化很大, 这些多样性指数在评估群落多样性变化时仍然是不适当的。为了克服这种限制, 廖崇惠(1990, 2009)提出用DG指数来代替这些标准的多样性指数, 并在土壤动物生态学领域得到了广泛应用。然而笔者分析发现DG指数与Pielou均匀度指数呈显著的负相关关系(r = –0.534, P = 0.000), 即, 高的均匀度反而有低的多样性。另外, DG指数与类群数(r = 0.648, P = 0.000)和类群密度(r = 0.487, P = 0.000)呈明显的正相关, 类群数的下降可以通过部分类群密度的上升而获得补偿, 群落的类群丢失后却可以获得一个不变的甚至更高的多样性值。因此, 笔者不支持DG指数用于测度生物多样性, 提议使用各类群实际群势与潜在群势比值的平均值来估计群落潜在多度的实现程度。如果继续使用DG指数作为实际生境条件的一个指标, 那么与以往不同, DG指数测度的是该生境群落多度增长的一种潜力。     

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.     

蒙古栎群落交错带(ecotone)的研究

通过群落学的样地法对蒙古栎(Quercus mongolica)群落和核桃楸(Juglans mandshurica)群落、蒙古栎群落和长白落叶松(Larix olgensis)群落、蒙古栎群落和杂灌丛群落及其交错带进行了研究,分析了在三个地点的几种群落结构和物种组成方面的差异,计算了各群落的物种丰富度指数(d_Gl)、Simpson 物种多样性指数(D)、Shannon-Weiner物种多样性指数(H′)及Pielou均匀度指数(J)。研究发现在通化和大青沟两个地区群落交错带的物种丰富度及Shannnon多样性指数最高;而在桦甸群落交错带的物种丰富度和物种多样性指数要比核桃楸群落低,比蒙古栎群落高,没有表现出特别强烈的边缘效应。本文也分析了群落乔木层、灌木层和草本层盖度之间的关系。     

毛乌素沙地三种植物根际土壤线虫群落和多样性分析

为研究地上部不同植物对地下部生物的影响, 作者于2004年7月在内蒙古鄂尔多斯高原毛乌素沙地对自然分布的3种优势植物油蒿(Artemisia ordosica)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、牛心朴子(Cynanchum komarovii)根际土壤线虫群落进行了调查。共捕获线虫6,098条, 隶属于19科43属, 平均每100 g干土中含有线虫169条, 其中丽突属(Acrobeles)、真滑刃属(Aphelenchus)、盘旋属(Rotylenchus)、矛线属(Dorylaimus)分别为食细菌类线虫、食真菌类线虫、植食性线虫和捕食—杂食类线虫的优势属。研究表明在沙地生态系统中, 3种植物根际土壤线虫群落的多样性、丰富度、均匀度和线虫总数虽然都存在一定的差异, 但不显著; 功能多样性指数中结构指数(SI)存在显著差异, 而通道指数(CI)、富集指数(EI)不存在显著差异; 3种植物对根际土壤线虫群落中各营养类群线虫的比例有显著影响。本实验结果表明, 在干旱生态系统中植物种类的不同对土壤食物网中线虫群落结构和种类组成有一定的影响。     

中条山中段木本植物群落植物种多样性分析

采用样方法取样,依据重要值指标运用双向指示种分析(TWINSPAN)法,将山西中条山中段植被群系分成16个群丛。应用丰富度指数（R₁、R₂）、Simpson指数（λ）,Shannon-Weiner指数(H′)和均匀度指数(E₁、E₅)研究了16个群丛的植物种多样性。结果表明：群系植物种多样性指数的大小受立地生境和人为活动的综合影响;森林群落的植物种多样性指数明显高于灌丛群落;群落植物种多样性在空间上的差异不仅决定于物种丰富度指数,更与各物种间的均匀度指数密切相关;进而影响不同层次的物种多样性对群落总体物种多样性的贡献。     

长江口湿地三个演替阶段大型底栖动物群落特征

2001—2005年对长江口新生沙洲九段沙(上沙、中沙、下沙)盐沼演替序列不同阶段［盐渍藻类阶段(SA)、海三棱biao草(Scirpus mariqueter)—biao草(Scirpus triqueter)阶段(MT)、芦苇(Phragmites australis)—互花米草(Spartina alterniflora)阶段(AA)］的大型底栖动物群落特征进行了分析研究。大型底栖动物群落的物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、密度及生物量都是MT>AA>SA。SA、AA优势种的生活型分别是底内型、穴居型；MT优势种的生活型是底上附着型和穴居型。不同沙洲相同盐沼演替阶段大型底栖动物群落结构都较为相似，盐渍藻类阶段的相似性最高；不同演替阶段间差别明显，SA和AA间差别最大。不同盐沼演替阶段大型底栖动物群落特征的明显差异，既反映了环境沿盐沼演替序列的梯度变化，也体现了不同盐沼对底栖动物群落作用的差别，同时也显示了大型底栖动物对不同盐沼演替阶段生境的适应。     

水稻覆膜处理对稻田杂草多样性的影响

地膜水稻作为一种新的水稻种植方式, 在我国丘陵和山区水稻生产中具有明显的增产效果。地膜稻田中杂草作为重要的有害生物, 有关其群落组成及多样性的报道不多。为了明确地膜稻田杂草的种类、发生密度、优势种及群落多样性, 我们设计了地膜和常规种植两类不同种植模式稻田, 在田间杂草营养生长盛期, 抽样调查了两类稻田中杂草密度、发生程度及生物多样性指数等。结果表明: 地膜稻田和常规稻田杂草种类分别有8科12属12种和10科14属14种。其中常规稻田的马齿苋(Portulaca oleracea)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、拟金茅(Eulaliopsis binata) 和四叶萍(Marsilea quadrifolia) 等在地膜稻田不发生或仅偶有发生, 覆膜稻田中杂草总密度显著降低。异型莎草(Cyperus difformis)和酢浆草(Oxalis corniculata)在两种种植模式田均为优势种, 其相对密度分别为10.29–49.26%和11.91–45.59%, 且地膜稻田的密度均显著低于常规稻田; 而马唐(Digitaria sanguinalis)和水莎草(Juncellus serotinus)仅为地膜稻田的优势种, 其相对密度分别为18.01–30.46%和17.22–23.97%。除个别调查时间外, 两种种植模式稻田杂草群落的Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数无显著差异; 而在整个调查期间, 地膜稻田的Pielou均匀度指数均显著高于常规稻田。由此可见, 地膜水稻种植模式不仅对稻田常见杂草和优势种杂草有一定的控制作用, 而且也使整个杂草群落处于一个稳定水平, 避免了一些杂草的暴发, 这对水稻生产过程中的草害控制具有重要的意义。     

西北部分地区苦马豆根瘤菌的遗传多样性

苦马豆(Sphaerophysa salsula)是荒漠区重要的豆科植物。为了研究其共生根瘤菌的多样性, 本试验采用16S rDNA PCR-RFLP和16S rDNA全序列分析方法, 对西北部分地区的苦马豆根瘤菌进行了遗传多样性及系统发育分析。结果表明, 57株供试菌株共产生了9种遗传图谱类型, 对每种图谱类型的代表性菌株进行16S rDNA全序列分析的结果表明, 它们分别归属于中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、叶杆菌属(Phyllobacterium)和Shinella kummerowiae。不同地域的菌株在多样性方面也有明显差异: 分离自银川的苦马豆根瘤菌的Jaccard相似性系数较低; 而来自民乐县和临泽县的菌株有着非常丰富的遗传多样性, 其Simpson指数分别为0.826和0.710, Shannon-Wiener指数分别为1.831和1.530。以上结果为进一步确定西北地区豆科植物根瘤菌的系统分类地位提供了依据。     

扎龙湿地昆虫群落结构及动态

湿地是介于水体与陆地之间的特殊的生态系统,其中昆虫扮演着重要的角色。通过选取扎龙村、烟筒屯、土木台和育苇场为样地以诱集夜间活动的昆虫为主,对扎龙湿地昆虫群落结构进行了探讨。结果表明:扎龙湿地夜间活动的昆虫分属14目54科139种,以鳞翅目、鞘翅目和双翅目为优势类群。各区域昆虫群落种-多度关系均表现为对数正态分布。物种丰富度为扎龙村＞烟筒屯＞育苇场＞土木台,而群落多样性和均匀度均为烟筒屯＞扎龙村＞土木台＞育苇场,Shannon-Wiener 多样性指数(H') 与均匀度(J')和物种丰富度(S)时间动态关系表现为:烟筒屯Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')和物种丰富度(S)均一致;扎龙村和育苇场Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')一致,而与物种丰富度(S)弱相关;土木台 Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')和物种丰富度(S)均表现为弱相关。研究得出扎龙湿地总体环境质量较好,但局部地区(如土木台)有退化的趋势,并分析造成上述结果的原因。     

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。     

甘肃子午岭天然次生林区三种植被类型中土壤蜘蛛群落的组成及多样性

2004年4—10月，在甘肃子午岭天然次生林区采用巴氏诱罐法采集土壤蜘蛛2 164头，隶属于19科43种。研究表明：辽东栎林(Quercus liaotungensis)、油松林(Pinus tabulaeformis)和杨树林(Populus davidiana)3种森林植被类型中土壤蜘蛛群落组成有明显的差异；不同生境蜘蛛群落的组成成分和多样性指数各异；从各生境中捕获的蜘蛛个体数量分析，皿蛛科、平腹蛛科和科狼蛛科的数量最多，优势类群的组成相似；各生境类型中蜘蛛功能集团的组成及多样性也有明显差异。同时，分析了影响蜘蛛群落组成和多样性的主要因子是生境的植被类型和生境异质性。     

荒漠生境油蒿根围AM真菌多样性

为了阐明荒漠生境主要植被油蒿(Artemisia ordosica)根围AM真菌多样性, 2007年8月从毛乌素沙地和腾格里沙漠选取榆林、盐池、研究站和沙坡头4个样地, 按0–10、10–20、20–30、30–40、40–50 cm 5个土层采集油蒿根围土壤样品, 研究了油蒿根围AM真菌物种多样性和生态分布。在分离的4属28种AM真菌中, 球囊霉属(Glomus)16种, 无梗囊霉属(Acaulospora)7种, 盾巨孢囊霉属(Scutellospora)4种, 多孢囊霉属(Diversispora)1种。4个样地的共同优势种为摩西球囊霉(G. mosseae), 共同常见种为双网无梗囊霉(A. bireticulata)和网状球囊霉(G. reticulatum), 共同稀有种为缩球囊霉(G. constrictum)。地球囊霉(G. geosporum)仅出现在盐池, 蜜色无梗囊霉(A. mellea)、帚状球囊霉(G. coremioides)、浅窝无梗囊霉(A. lacunosa)和宽柄球囊霉(G. magnicaule)仅出现在研究站, 黑球囊霉(G. melanosporum)仅出现在榆林。盐池与研究站样地AM真菌种类最多, 榆林样地孢子密度最大, 沙坡头样地种类和孢子密度显著偏低。总体上, 孢子密度、分离频度、相对多度和重要值依Glomus >Acaulospora > Scutellospora> Diversispora呈现显著减小趋势。结果表明, 油蒿与AM真菌之间有良好共生性, 这对进一步利用菌根生物技术维护荒漠生态系统结构的完整性具有重要意义。     

湖北沙湖冬季鸟类群落特征

2006年12月—2007年1月采用样线法对湖北沙湖自然保护区鸟类进行了调查,按照生境特征分为芦苇、草甸、农田、水域4个鸟类群落。共记录到鸟类76种,隶属12目28科,占湖北省鸟类种数456种的16.67%。其中,国家Ⅰ、Ⅱ级保护鸟类各1种和10种;濒危物种1种,易危物种2种,稀有物种1种。鸟类群落总体α多样性指数(H′)为2.37,均匀性指数(J)为0.55,优势度(C)为0.17,4个鸟类群落的H′、J和C值分别为：1.67～2.44、0.50～0.86、0.11～0.26。β多样性指数分析表明：农田-草甸的鸟类群落相似性指数(S_i)最高,为0.74,农田-水域的相似性指数最低,为0.40;Bray-Curtis指数(C_N)最高值是芦苇-草甸的鸟类群落,为0.00640,最低值是水域-农田,为0.00022。生境间异质性和人为活动是影响沙湖冬季鸟类群落特征的主要因素。     

豚草入侵对中小型土壤动物群落结构特征的影响

豚草(Ambrosia artemisiifolia)是菊科豚草属的恶性杂草,在我国华南地区已成功入侵并造成严重危害。为了解豚草入侵对中小型土壤动物群落的影响效应,采用野外样地试验法研究了豚草入侵地中小型土壤动物的群落特征。全年4次采样共获得中小型土壤动物4174头,隶属于4门11纲26类,其中线虫类为优势类群,蜱螨目和弹尾目是常见类群。结果显示,豚草入侵改变了中小型土壤动物群落的结构特征,入侵地中小型土壤动物的总个体数以及线虫类、弹尾目动物的个体数显著增加,但中小型土壤动物类群数的变化不明显;在群落的物种多样性方面,豚草入侵显著提高了群落的密度-类群指数,物种丰富度、优势度指数亦有所上升,但差异不明显,而均匀度、Shannon-Wiener指数则趋于下降;在群落相似性方面,入侵区与其它处理区的差异较小。豚草入侵所引起的局部气候环境、凋落物、根系分泌物与土壤理化性质的变化可能是造成中小型土壤动物群落结构特征改变的主要原因。     

崇明东滩潮间带潮沟浮游动物的种类组成及多样性

为了揭示潮间带潮沟水域浮游动物的多样性, 作者于2008年4–12月在崇明东滩选取6条潮沟共18个站点进行4个季节的浮游动物采样调查。检获到浮游动物44种, 隶属于6个类群, 其中桡足类占绝对优势, 达总种类数的79.5%。分析了浮游动物的种类组成、优势种、群落结构及物种多样性等生态特征参数的季节变化。优势种有9种, 春季以细巧华哲水蚤(Sinocalanus tenellus)优势度最高, 夏季以火腿许水蚤(Schmackeria poplesia)优势度最高, 秋季以火腿许水蚤和中华华哲水蚤(Sinocalanus sinensis)优势度较高, 冬季则以四刺窄腹剑水蚤(Limnoithona etraspina)和中华华哲水蚤的优势度较高。多样性指数显示, Shannon-Wiener指数(H′)值以夏冬季较高, 物种丰富度指数(d)值以夏秋季较高, Pielou均匀度指数(J′)值以冬季最高。与崇明岛附近的长江口北港北支水域已有的研究结果相比, 种类组成差异较大, 仅有6个共有种。浮游动物的生态特征与潮汐关系密切, 涨潮时物种多样性略高于落潮时, 涨潮和落潮时优势种的种类及优势度也均呈现出一定差异。盐度、温度、径流及潮流等环境因素对潮沟浮游动物的时空分布产生了重要影响。     

崂山茶区茶树根围AM真菌多样性

为调查崂山茶区土壤中丛枝菌根(AM)真菌资源的分布状况, 于2007年9月从青岛崂山茶区12个茶园采集茶树(Camellia sinensis)根围土样, 采用湿筛倾注–蔗糖离心法分离AM真菌, 测定其物种丰度、频度、孢子密度、相对多度、重要值、多样性指数等。共分离到AM真菌3属22种, 无梗囊霉属(Acaulospora)出现的频度最高, 其次是球囊霉属(Glomus)。AM真菌孢子密度以晓望村茶园最高, 高家村茶园最低; 种丰度以常家村茶园最高; 常家村茶园和万来客茶园的Shannon-Wiener指数显著高于其他茶园。光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis)是北崂茶厂、万里江茶园、樱山春茶园、万里江有机茶园、常家村茶园和桑园村茶园的优势种; 波状无梗囊霉(Acaulospora undulata)为万里江有机茶园和万来客茶园的优势种; 隐球囊霉(Glomus occultum)为樱山春茶园、晓望村茶园和万来客茶园的优势种。应用典型相关分析(CCA)对环境因子与崂山茶区AM真菌群落组成的关系进行了分析, 各因子的影响大小依次为: 土壤速效磷含量＞土壤有机质含量＞种植年限＞土壤碱解氮含量＞土壤pH值＞土壤速效钾含量。     

浙江天童山区灌丛群落的物种多样性及其与演替的关系

根据浙江天童山区灌丛群落的样地调查数据,采用Shannon－Wiener多样性指数、Simpson指数和群落均匀度指数研究了灌丛群落的物种多样性,并与当地的常绿阔叶林进行了比较。结果表明：这3种指标能够有效地表征亚热带灌丛群落的组成结构特征。天童灌丛群落灌木层的物种多样性指数 SW 高于常绿阔叶林中乔木层,而低于常绿阔叶林中灌木层。灌丛群落灌木层的生态优势度 SN 低于常绿阔叶林中乔木层,但高于常绿阔叶林中灌木层。灌丛群落灌木层的群落均匀度 PW 比常绿阔叶林中乔木层的和灌水层的都低。此外,文中还就本区灌丛群落物种多样性的特点,讨论了加速其进展演替的恢复措施。     

北京野鸭湖湿地地表甲虫群落组成与空间分布格局

2007年4–10月在北京野鸭湖湿地两种保存较好的湿地植被类型和3种主要的退化植被类型中设立了32个样地, 采用陷阱法调查地表甲虫群落的组成, 并在科级水平上探讨了湿地退化及植被类型变化对地表甲虫群落组成的影响。整个采样周期共采集甲虫标本42科, 其中步甲科和隐翅虫科为优势科, 蚁形甲科、肖叶甲科和薪甲科为亚优势科。在所研究的5种植被类型中, 湿地景观保存较好的芦苇(Phragmites communis)带与球穗莎草(Cyperus glomeratus)带的甲虫群落活动密度、科丰富度和Shannon-Wiener多样性指数(H’)均无显著差异, 而上述两种植被类型的甲虫活动密度以及球穗莎草带的甲虫科丰富度均显著高于3种退化的植被类型。对地表甲虫群落组成与9个环境因子进行的典范对应分析(CCA)表明, 32个样地在CCA排序图中的分布与植被类型之间存在明显的对应关系, 土壤含水量、植物盖度、植物生物量和枯落物盖度是影响地表甲虫群落组成及空间分布的主要环境因子。相关和回归分析结果也显示, 甲虫群落的活动密度与土壤含水量、植物生物量和植物盖度均极显著或显著正相关, 科丰富度与植物生物量显著正相关, 多样性指数(H’)与植物盖度极显著负相关; 其中土壤含水量的变化能够解释甲虫群落活动密度总方差的57%。此外, 通过主成分分析获得了反映土壤含水量、植物生物量和植物盖度综合作用的环境变量WBC (Water-Biomass-Coverage)。依据地表甲虫活动密度与WBC的关系, 可将5种植被类型分为彼此差异极显著的3组。研究结果表明保持良好的湿地景观对于保护湿地甲虫具有重要意义。     

草地植物群落物种多样性取样强度的研究

本文以羊草(Leymus chinensis)-杂类草群落和贝加尔针茅(Stipa baicalensis)-线叶菊(Filifolium sibiricum)群落为代表,在东北松嫩平原研究了草地植物群落物种多样性的取样强度。巢式样方种-面积曲线结果表明：两个群落的最小面积均为1/4～1/2 m²。 Pielou积累样方多样性指数-取样数曲线结果表明：羊草-杂类草群落1、1/4、1/6 m²正方形样方最小取样数分别在12、22、28个左右; 贝加尔针茅-线叶菊群落分别在10、18、25个左右。群落水平结构的复杂性导致取样数目的增加。当积累样方数超过最小取样数后,多样性指数-取样数曲线进入平衡状态,上述3种取样面积的结果趋于一致,并在概率95%水平差异不显著。赞成小面积大数目的取样策略。     

深圳马峦山华南紫萁群落及其物种多样性特征研究

对深圳马峦山地区华南紫萁占优势的植物群落进行研究,结果表明：华南紫萁群落中共有维管植物48科69属82种,种类组成具有明显的南亚热带性质;年龄结构显示群落的主要优势种属于稳定型种群,群落总体处于稳定状态;群落的频度指数规律为A＞B＜C＞D＞E,与RaunKiaer频度定律、海南岛山地雨林优势种群的频度规律等不相符合;华南紫萁种群树高和个体数百分比显示,种群高度0.3~0.7 m植株占比例较大,种群处于旺盛发展期;物种多样性指数为SP＝16.42,SW＝4.56,均匀度指数为E＝0.33,E′＝0.83,群落物种多样性指数和均匀度指数均较高,接近典型南亚热带常绿阔叶林顶极群落类型。本研究揭示了华南紫萁野外生存状态,为该种的保护和利用提供了基础资料。