植物群落的冗余结构——对生态系统稳定性的一种解释

应用冗余理论探讨植物群落的稳定性机理。植物群落的冗余是由植物体的器官冗余、种群内遗传结构冗余、物种冗余和层次冗余组成的。植物群落的抵抗力主要来自物种冗余和种群内遗传结构冗余,而恢复力来自层次冗余和器官冗余。植物群落的冗余结构决定了其稳定性是抵抗的,或是恢复的,或即是抵抗的又是恢复的。研究表明,冗余理论比多样性导致稳定性更能合理地解释植物群落的稳定性。植物群落冗余按其组成万分的性质可分为两种：数量冗     

西安城市河流浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

为探究西安市城市河流浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,分别于2020年10月和2021年6月对灞河、浐河、沣河及黑河共计24个采样点进行了浮游植物群落组成、细胞密度和生物量的调查研究,并利用冗余分析(RDA)研究环境因子对浮游植物群落结构的影响。调查结果显示,枯水期共鉴定出浮游植物6门115种,主要包括蓝藻门(11.30%)、硅藻门(54.78%)及绿藻门(26.96%),浮游植物细胞密度均值为(3.36±3.50)×106 cells/L,生物量均值为(1.79±3.59) mg/L。丰水期共鉴定出浮游植物7门168种,主要包括蓝藻门(7.74%)、硅藻门(51.79%)及绿藻门(29.76%),浮游植物细胞密度均值为(9.17±9.73)×10⁶ cells/L,生物量均值为(6.54±11.57) mg/L。与枯水期相比,丰水期在物种数量、细胞密度和生物量都大于枯水期。聚类分析结果表明,西安城市河流大部分采样点之间浮游植物群落结构及水环境状况具有相似性,而人类活动可能是导致其余点位具有空间差异性的主要原因。冗余分析(RNA)结果表明影响西安市城市河流...     

不同空间尺度景观特征对南流江水质的影响差异

流域景观特征决定了非点源污染物来源与地表景观削减消纳能力,但尚缺乏全流域不同空间尺度对二者关联性的认识。以广西北部湾南流江为例,分别在子流域、河岸缓冲带以及监测点圆形缓冲区三种尺度上,基于2020年Landsat 8 OLI遥感影像解译的土地利用类型特征,结合水质监测数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,探讨了流域景观特征在不同空间尺度上对河流水质的影响。结果表明：(1)在子流域尺度,土地利用类型以林地为主,而在河岸缓冲带与监测点圆形缓冲区均以耕地为主;(2)水质指标高锰酸盐指数、生化需氧量与景观特征相关性最为显著,耕地、建设用地、其他用地和园地与其呈正相关,是南流江水质污染负荷的重要来源区;景观格局指数中,斑块密度、蔓延度指数、多样性指数、均匀度指数是引起河流水质指标变化的主要景观因子;(3)受流域内或不同子流域间景观特征差异,景观组成面积占比和景观格局指数均在河岸缓冲带尺度对水质状况影响最大,分别可解释57.0%和64.7%的水质指标变化;子流域尺度次之,圆形缓冲区尺度最小,且景观格局指数对水质状况的影响大于景观组成面积占比。建议在河岸带50 m范围内严格控制耕地面积,建设河岸缓...     

茂兰喀斯特森林植物物种丰富度的垂直分布特征及环境解释

茂兰喀斯特峰丛地貌森林是目前罕见的一类原生性强、人为干扰少的非地带性森林生态系统,与常态地貌地带性森林生态系统相比差异大。该研究采用典型样地调查方法对茂兰喀斯特森林海拔在620～910 m之间的垂直样带11个样方进行调查,分析研究区顶级群落物种丰富度的垂直梯度变化特征,并用冗余分析(RDA)法分析环境因子对物种丰富度的影响,以明确垂直梯度上物种丰富度与环境因子的关系,为喀斯特自然森林生态系统的维持与恢复、保护与管理提供理论基础。结果表明：(1)该调查茂兰喀斯特峰丛共记录有维管植物511种,隶属于124科272属。(2)单因素方差分析表明,该群落不同生活型的丰富度之间存在极显著差异(P<0.01);LSD多重比较分析表明,群落丰富度水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。(3)随海拔梯度的升高,群落总物种丰富度和草本层物种丰富度与海拔呈显著负相关关系(P<0.05),乔木层丰富度和灌木层丰富度与海拔无明显规律。(4)冗余分析表明,土壤C/N/P的解释率达到58%,是影响物种丰富度的主要因素。     

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...     

春小麦对刈割伤害的补偿作用研究

通过１９９５年大田试验研究了黄土高原半干旱区春小麦受刈割伤害（模拟动物采食）后的补偿作用。结果表明,在大田实验条件下,刈割处理一般会使小麦生长受阻且减产,即不足补偿。在刈割一半叶片的处理中,拔节期的减产效应重于苗期的减产效应;在苗期处理中,重度伤害（刈割全部叶片的减产效应大于轻度刈割（刈割一半叶片）的减产效应,而拔节期刈割前三位叶片的处理不仅未造成减产,还出现产量的超越补偿,是由于此时小麦早期生长     

稀有种处理对RDA排序结果影响的比较研究

为了解稀有种对RDA排序结果的影响,该研究以北京东灵山华北落叶松林调查数据为例,在RDA排序的基础上,对比分析了未处理稀有种RDA与剔除频度5%、盖度5%的稀有种后RDA排序结果的差异,并用蒙特-卡罗拟合检验分析了二者物种变量和环境变量之间的相关关系,以及用Spearman秩相关系数检验了对应排序轴的相关性。结果表明:(1)蒙特-卡罗拟合检验结果显示未处理稀有种RDA与剔除稀有种RDA各自对应的物种变量和环境变量之间均呈极显著相关关系;(2)从排序轴特征值对物种数据方差以及物种—环境关系解释量来看,剔除稀有种RDA前两排序轴与前四排序轴均有较高的物种-环境关系累积解释量;(3)剔除稀有种前后对应排序轴的Spearman秩相关分析结果表明,尽管未处理稀有种RDA和剔除稀有种RDA在第三轴和第四轴间存在一定的交叉,但二者对应的前四排序轴均呈极显著的一一对应关系(P0.001),相似性极高。总之,结合物种-环境关系的累积解释量及对应排序轴的相关性可知,在环境因子个数较少、研究尺度较小时,使用RDA排序揭示植物种、植物群落和环境因子之间相互作用的生态关系时,剔除稀有种前后RDA排序具有较高吻合性,只是对环境因子的解释趋势稍有差异。     

苏州工业园区水体浮游甲壳动物群落特征及其与环境因子的关系

于2012年6月至2013年5月,对苏州工业园区湖泊和河流水体的浮游甲壳动物组成及群落结构进行了研究,分析了浮游甲壳动物的密度和生物量的年度变化,探讨其分布与水体理化因子间的关系.结果表明：园区水体有枝角类6科12属24种,桡足类7科13属18种,其中短尾秀体溞、长额象鼻溞、汤匙华哲水蚤及近邻剑水蚤在不同水体中不同季节均为优势种.在湖泊水体和河流水体中,浮游甲壳动物的密度和生物量表现为夏、秋季较高,冬、春季较低,且在夏、秋季分别具有2个峰值.枝角类平均密度和生物量在河流水体中均高于湖泊水体,两者间均具有显著差异;桡足类的平均密度在河流水体和湖泊水体间差异不显著,而平均生物量要显著高于湖泊水体.湖泊水体和河流水体在溶解氧、pH、透明度、总溶解固体、盐度、总磷、总氮及铵氮含量上均存在显著差异;冗余分析表明无论是湖泊水体还是河流水体,多数浮游甲壳动物的分布与水温、盐度、化学需氧量(COD_Mn)和总磷等指数呈正相关,只有枝角类中的溞属、船卵溞属种类的分布与水体溶解氧、pH值及透明度呈正相关.     

高原鼢鼠干扰下高寒草甸大型土壤动物多样性对环境因子的响应

为研究高寒草甸大型土壤动物群落组成和分布对环境因子的响应,选取祁连山东段的甘肃省天祝县高原鼢鼠典型分布区域,以鼠丘密度代表干扰强度设置4个干扰区。调查各干扰区植被群落特征、土壤理化性质、大型土壤动物类群组成及其数量,采用约束性排序方法分析环境因子对大型土壤动物类群组成和分布的影响。结果表明：高原鼢鼠干扰下高寒草甸大型土壤动物优势类群为瓦娄蜗牛科、象甲科和短角亚目幼虫;极重度干扰区大型土壤动物类群的丰度、丰富度、Shannon指数显著高于重度干扰区（P<0.05）;多元回归分析表明大型土壤动物类群丰度、丰富度和Shannon指数与土壤温度呈显著负相关（P<0.05）,丰富度与土壤含水量呈显著负相关（P<0.05）,丰度与土壤紧实度呈显著负相关（P<0.05）,丰富度和Shannon指数与植物Shannon指数呈显著负相关（P<0.05）;冗余分析和偏冗余分析表明,土壤温度、紧实度和含水量是影响高寒草甸大型土壤动物类群组成和分布的主要环境因子。     

刘家峡水库浮游植物群落结构与环境因子的关系

研究分析刘家峡水库浮游植物群落结构的变化, 探讨西北地区河道型水库环境因素对浮游植物群落结构的影响, 为刘家峡水库增殖渔业提供科学依据。2020年3—10月, 在刘家峡水库设置11个采样点, 每月对浮游植物进行定性和定量采集, 同时采集水样监测总氮、总磷和高锰酸盐指数等水环境指标, 分析水质变化规律, 及浮游植物的优势种、多样性和群落结构的季节变化特征。结果表明: 刘家峡水库共检测到浮游植物7门35属63种, 其中硅藻门种类最多, 共17属40种; 其次为绿藻门8属12种; 蓝藻门4属4种, 裸藻门1属2种, 黄藻门2属2种, 甲藻门2属2种, 金藻门1属1种。浮游植物密度在(3.17—59.09)×104个/L, 平均密度为13.54×104个/L。浮游植物生物量在0.0370—0.5004 mg/L, 平均生物量为0.2137 mg/L。浮游植物密度和生物量均有在4、5月份上升和6月份骤然下降的趋势, 最高值均出现在5月份。多样性指数H′值在1.16—2.43, 平均值为1.84; 丰富度指数D值在1.22—1.57, 平均值为1.42; 均匀度指数J值在0.23—0.51, 平均值为0.38。丰富度指数D值变化趋势与均匀度指数J值刚好相反。RDA分析显示, 对浮游植物影响最强的环境因子是总氮和透明度, 其次为溶解氧和水温。综合浮游植物和水质指标评价刘家峡水库处于Ⅰ或Ⅱ类水, 是极贫营养至贫营养类型。研究可为刘家峡水库水生态保护和渔业资源的可持续利用提供科学依据。