生态系统的冗余与营养结构模型

生态系统的冗余与营养结构模型党承林黄瑞复（云南大学生态学与地植物学研究所,昆明６５００９１）ＲｅｄｕｎｄａｎｃｙｉｎＥｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｔｈｅＭｏｄｅｌｆｏｒＴｒｏｐｈｉｃＳｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＤａｎｇＣｈｅｎｇｌｉｎ,ＨｕａｎｇＲｕｉｆｕ（Ｉｎ...     

土壤纤毛虫群落对退耕还林生态恢复的响应——以侧柏林为例

为了了解土壤纤毛虫群落对退耕还林区生态恢复下土壤环境变化的响应及尝试利用土壤纤毛虫群落特征评价退耕还林生态恢复的效果,于2010年3月至9月采用"非淹没培养皿法"、活体观察法、蛋白银染色法和Foissner计数法对甘肃陇南武都退耕还林区5个不同恢复阶段的样点和1个荒草坡对照样点的土壤纤毛虫群落特征进行了研究,同时测定了p H值、温度、含水量及速效磷、有效钾、铵态氮、有机质和有机碳含量等土壤环境因子并分析了生态恢复条件下土壤纤毛虫群落特征与土壤环境因子的相关性。研究中共鉴定到71种纤毛虫,隶属于3纲、10目、22科、29属。研究发现,不同恢复年限的土样中土壤纤毛虫的物种分布存在明显差异,并随恢复时间的延长,样点间物种相似性减小,群落组成复杂化,物种数、种群密度和物种多样性指数总体均呈增长趋势。优势类群也发生了演替,由恢复初期的肾形目演替到后期的下毛目。相关性分析结果表明,在生态恢复条件下,土壤有机质和铵态氮含量是影响土壤纤毛虫群落结构稳定性的主要因素,不同纤毛虫类群对生态恢复的响应存在差异。冗余分析显示,土壤纤毛虫群落很好地响应了生态恢复过程中土壤环境条件的变化。     

功能多样性和功能冗余对高寒草甸群落稳定性的影响

功能多样性和功能冗余是影响群落稳定性的重要因素,但它们对稳定性影响的相对强弱尚有争论。通过在青藏高原高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为期6a的刈割(不刈割、留茬3cm、留茬1cm)和施肥(施肥、不施肥)控制实验对此进行了探讨。研究结果显示,群落稳定性随着功能多样性和功能冗余的增大而单调增加,但由于功能多样性的变异性大于功能冗余的变异性,功能多样性与物种多样性间的相关性强于功能冗余与物种多样性间的相关性,功能多样性与群落稳定性间的相关性也强于功能冗余与群落稳定性间的相关性,因此,尽管功能冗余产生的保险效应对维持群落稳定性具有促进作用,但功能多样性的互补效应对维持群落稳定性的作用更大。结果表明,功能多样性和功能冗余对群落稳定性的相对影响与其变化程度正相关,功能多样性与群落稳定性的变化具有更紧密的联系,能更好地预测生态系统稳定性的变化。研究为草原生态系统的可持续管理提供了重要启示。     

生长的冗余—作物对于虫害超越补偿作用的一种解释

本文阐述了作物在株高、叶面积、分枝或分蘖数、繁殖器官数量、生育期长度及生物产量对经济产量的比例等方面常存在大量冗余。这种冗余随着辅助能量输入的增加而增大。生长冗余本是生物适应波动环境的一种生态对策,以便增大稳定性,减小绝种的风险。但当环境条件改善或经人类支持与保护后,作物的这种固有的冗余特性变成了一种浪费和负担,对高产不利。通过栽培或育种手段减少冗余便可高产。在一些情形下,昆虫取食能减少作物的冗余。这便是作物对虫害的超越补偿的基本原因。     

桂林岩溶石山青冈群落数量分类与排序

植物群落的数量分类和排序可以客观地揭示植物群落与环境之间的关系,从而能为植被恢复与重建、森林经营与管理和生物多样性保护等提供理论依据。基于群落学调查和环境因子测定数据,采用Ward聚类、双向指示种分析(TWINSPAN)和多元回归树(MRT)对桂林岩溶石山青冈群落进行数量分类,选用冗余分析(RDA)进行排序,分析其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)3种分类方法所得结果基本一致,可将桂林岩溶石山青冈群落划分为3个群丛类型,分别为青冈-粗糠柴+龙须藤+红背山麻杆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Bauhinia championi+Alchornea trewioides-Carex tristachya)、青冈-龙须藤+红背山麻杆+干花豆-宽叶沿阶草+三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Bauhinia championi+Alchornea trewioides+Fordia cauliflora-Ophiopogon platyphyllus+Carex tristachya)、青冈-粗糠柴+干花豆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Fordia cauliflora-Carex tristachya);(2)冗余分析结果较好地反映出各群丛类型的分布格局及其与环境梯度的相互关系,在10个环境因子中,岩石裸露率、土壤含水量、pH值、全氮、全磷、全钾、速效钾这7个环境因子对群落的分布影响显著。土壤含水量和全钾含量可能是影响该植物群落物种组成与分布的重要生态因子。     

桥山栎林群落结构特征与物种多样性相关关系分析

为了解森林群落结构特征与物种多样性之间的相关关系,以黄土高原桥山林区典型麻栎纯林、麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林为研究对象,调查分析了群落结构特征,计算物种重要值及物种多样性,并进行了冗余分析,结果表明:(1)麻栎油松混交林主要以乔木层胸径、树高、枝下高等最高;麻栎阔叶混交林以灌木层盖度、地径、冠幅、高度等最高;麻栎纯林以草本地径、草本盖度及草本冠幅最高。(2) 3种类型林分乔木层重要值最高的均为麻栎(Quercus acutissima),灌木层为狼牙刺(Sophora viciifolia)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、胡枝子(Lespedeza bicolor),草本层为苔草(Carex tristachya)。(3)麻栎油松混交林乔、灌层物种多样性较高,麻栎阔叶混交林以草本层物种多样性最高。(4)不同类型麻栎林群落结构特征与物种多样性关系有差异。松栎混交林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径、新稍长及灌木高度;麻栎阔叶混交林对物种多样性影响最大的为灌木层高度及冠幅;麻栎纯林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径。(5)麻栎油松混交林、麻栎阔叶混交林的胸径、树高、物种多样较麻栎纯林高,具有较高木材生产能力和生态防护功能,是未来森林经营培育的方向。     

漓江河岸带植物功能性状变异与关联

研究植物功能性状随环境梯度的变异和关联格局, 对于认识不同环境梯度下群落构建和植物适应型具有重要意义。该研究以漓江河岸带不同河段植物群落为研究对象, 调查了研究区内36个样方的物种组成, 测量了样方内42种木本植物的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)和木材密度(WD)的功能性状值, 并运用性状梯度分析法对3个功能性状进行群落内(α组分)和群落间(β组分)组分分解及相关性分析。结果表明: (1)群落平均LA表现为中游最小且和下游差异显著, 群落平均WD则表现为中上游显著高于下游, 群落平均SLA在两两河段间均差异显著。(2)不同河段的3个植物功能性状β组分差异显著且实际观测值均小于随机模拟的零模型分布, 但α组分在河岸带不同河段均差异不显著且3个功 能性状的α组分分布范围均小于β组分, 说明在河岸带不同河段的群落构建过程中环境筛选的作用要大于群落内种间的相互作用。(3)性状SLA与LA在群落间和群落内呈现出实际观测和随机模拟的相关性均较低, 暗示了LA和SLA各自代表了植物在不同生态策略上的维度; 但SLA和WD实际观测值和随机模拟值呈现出较强的负相关关系, 暗示这2个性状对于环境筛选表现出较高的整体趋同适应性, 体现了植物功能性状对群落间环境变异的依赖性大于群落内种间相互作用的依赖性。     

荣成俚岛人工鱼礁区游泳动物群落特征及其与主要环境因子的关系

根据2009年5月份至2010年2月份于山东荣成俚岛人工鱼礁区和对照区4个季度月的游泳动物及同步的环境调查数据,采用Margalef种类丰富度指数,Shannon-Wiener多样性指数,Pielou均匀度指数分析了鱼礁区游泳动物群落组成和物种多样性的时空分布特征,运用梯度分析法对调查区域游泳动物群落格局与环境因子进行排序分析,结合蒙特卡罗检验确定影响鱼礁区游泳动物群落结构的控制因子。调查期间共捕获游泳动物18种,隶属于8目15科,优势种为许氏平鲉(Sebastes schlegeli)、大泷六线鱼(Hexagrammos otakii)和斑头六线鱼(Hexagrammos agrammus),其中许氏平鲉在渔获量组成中占绝对优势(41%)。鱼礁区游泳动物的渔获种类数和渔获量高于各自对照区,但差异不显著(P>0.05), 季度月平均CPUE最高值出现在近岸礁区,达到830.24 g ·网^-1·d^-1。群落组成特征值上,春秋季的参数值最大,鱼礁区与对照区间并无显著差异(P>0.05)。聚类分析表明,春季、夏季和冬季均是季度月内不同区域的样方相似性较高,而秋季的远岸礁区及其对照区样方与春季各区域样方的相似性高于秋季近岸礁区及其对照区。RDA分析表明,水温对游泳动物群落组成变化的解释量为37.1%,是主要的解释因子(P=0.002)。水温和水深等环境因子主导了俚岛人工鱼礁区游泳动物群落结构的时空变化。     

基于冗余分析的城市森林林下层植物多样性预测

以4类多样性指数作为衡量城市森林林下层植物多样性差异的定量指标,并同时记录对应样方尺度的环境变量特征.以期应用冗余分析(RDA)手段提取城市森林林下层植物多样性的干扰控制因子,从而进一步揭示主要环境变量对城市森林林下层植物多样性变异的贡献率.RDA分析结果表明枯落物盖度、距林缘距离、小路面积和垃圾数4变量为能够显著解释林下叶层植物多样性变化的最小变量组合,解释信息量百分比达61%,10变量共同解释的信息量为72.1%.在RDA分析的基础上,对10环境变量组合与植物多样性特征进行双重筛选逐步回归,发现草本密度与海拔、坡度、距林缘距离、枯落物盖度呈极显著相关;草本层Pielou均匀度指数与海拔、坡度、郁闭度、枯落物盖度、岩石盖度呈极显著相关;草本层Simpson多样性指数与坡度、枯落物盖度、距林缘距离、岩石盖度、伐桩数呈极显著相关;灌木层Pielou均匀度指数则与海拔、郁闭度、小路面积、岩石盖度呈极显著相关.