厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性

以厦门湾为研究区域,收集2014—2015年大型底栖动物的调查数据,计算了大型底栖动物的分类学多样性指数,分析了分类学多样性指数与传统生物多样性指数的相关性和依从性,并从多个角度探讨大型底栖动物的分类充分性。结果表明,厦门湾大型底栖动物分类多样性指数(Δ)介于6.04—83.71之间,平均值为68.26,站位分布不均匀;分类差异性指数(Δ~*)介于74.27—99.54之间,平均值为84.23;平均分类差异指数(Δ~+)、分类差异变异指数(Λ~+)的理论平均值分别为86.82、345.0,个别站位落在95%置信区间外,表明局部区域环境受到了一定程度扰动。Δ、Δ~*与Margalef指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数呈显著相关,而Δ~+、Λ~+与传统多样性指数间无显著相关;分类学多样性指数可作为传统生物多样性指数的补充。种级、属级和科级的同一多样性指数间呈显著线性相关,拟合度较高(多数R2﹥0.9);根据三个分类水平站位的nMDS二维排序图、2-STAGE的相似性和聚类图,种级、属级和科级的群落结构一致性强,属级较种级丢失的信息约8%、科级为20%,因此在条件有限的情况下,大型底栖动物的监测与评价可根据实际的条件和需求适当将生物鉴定放宽至属水平。     

环境污染对小清河口大型底栖动物多样性的影响

利用2008年7月小清河口和黄河口各8个站位的底栖动物调查资料,运用多种多样性指数对两河口底栖动物群落多样性特征进行了比较,并运用Spearman相关分析分析了14个环境因素和底栖动物群落多样性特征的相关关系。结果显示,小清河口共有大型底栖动物4门6纲17目35科37属38种,平均分类差异指数为85.7,分类差异变异指数为585.6,黄河口共有大型底栖动物6门9纲24目42科45属48种,平均分类差异指数为89.3,分类差异变异指数为435.8。小清河口的多样性指数(H’)仅约为黄河口的1/3。Spearman相关分析表明,H’与铵盐、硝酸盐、铜和汞含量呈负相关性,说明底栖动物群落多样性随着富营养化程度的提高而相应降低,营养物质氮的大量输入和重金属的污染对小清河口大型底栖动物群落产生了一定负面影响。ABC曲线法分析显示,小清河口底栖动物的丰度优势度曲线与生物量优势度曲线相交,表明小清河口底栖动物群落处于中度干扰状态;BOPA指数显示,小清河口8个站位中有4个站位受到不同程度的环境污染,生活污水和工业废水的排放可能对小清河口底栖动物生态特征带来巨大影响,加强工业和生活污水排放管理,强化清洁生产,加强工业污染源的治理力度,对恢复小清河流域水质、改善生态环境具有重要意义。     

象山港大型底栖动物生物多样性现状

2006年7月至2008年8月对象山港13个站位进行了8个航次的大型底栖动物采样调查.研究了该海域大型底栖动物群落的优势种组成, 大型底栖动物的丰度、生物量、次级生产力和P/B值,并采用物种丰富度指数、物种均匀度指数和物种多样性指数分析大型底栖动物物种的多样性.调查共获得大型底栖动物123种,其中软体动物48种,甲壳类33种,鱼类和环节动物多毛类各12种,棘皮动物8种,还包括一些腔肠动物、线虫等.群落中优势种较为集中,且优势度指数较高.该海域大型底栖生物年次级生产力平均值为16.70 ·m^-2·a^-1,平均P/B值为0.60.对物种丰富度指数(d)、均匀度指数( J )、辛普森多样性指数(D)和香农多样性指数(H)进行双因素方差分析表明,不同站位之间4种指数的差异均高度显著(P<0.01),周年之间4种指数的差异除均匀度指数不显著外(P>0.05),均高度显著(P<0.01).     

东、黄海典型站位底栖动物粒径谱研究

对东、黄海典型站位底栖动物粒径谱进行了首次研究 ,得出 Sheldon粒径谱呈典型的双峰模式 ,两个峰形分别对应着大型底栖动物和小型底栖动物的生物量分布。小型底栖动物峰值出现在粒级 6～ 10 ,大型底栖动物峰值在 13～ 14。两峰值之间的波谷位置在粒级 10～ 11,是大型、小型底栖动物的过渡带 ,生物量主要由大型动物的幼龄个体构成。E3站大型动物幼龄个体大量出现 ,使该站的过渡粒级上出现峰值 ,粒径谱呈单峰形。同时构建了正态化粒径谱 ,在此基础上对不同生态系统的比较进行了初步尝试。     

莱州湾大型底栖动物功能群现状

2011年对莱州湾20个站位进行了4个航次的大型底栖动物调查,运用功能群为基础的研究方法,研究了莱州湾大型底栖动物的功能群组成及多样性.结果表明:2011年共发现177种大型底栖动物,以环节动物、软体动物和节肢动物为主,各功能群所含种类占全部种类的百分比依次为C＞D＞Pl＞O＞Ph,栖息密度百分比依次是Pl＞D＞C＞O＞Ph,生物量百分比依次是Pl＞C＞D＞O＞Ph;通过聚类分析可将20个站位分为3组;各功能群的种类数、栖息密度和生物量在季节变化上均无显著差异,各功能群的丰富度指数(d)依次是C＞D＞P1＞O(Ph功能群除外),季节间差异显著(P＜0.05),均匀度指数(J')依次是C＞D＞O＞Pl,季节间差异不显著,多样性指数(H')依次是C＞D＞Pl＞O,季节间差异不显著;种类多样性和功能群多样性呈显著线性正相关;ABC曲线显示,大型底栖动物群落受到了不同程度的扰动;大型底栖动物群落与其食物来源共有4个营养级,大型底栖动物功能群占第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ营养级,各营养级之间构成了一张复杂的食物网.     

中街山列岛岩相潮间带大型底栖动物的群落格局

于2006年9月和2007年7月在中街山列岛4个有居民海岛岩相潮间带设立8个断面,对大型底栖动物的群落结构进行了调查。共获得大型底栖动物34种,其中腔肠动物1种,环节动物3种,甲壳动物10种,软体动物20种。优势种有日本笠藤壶(Tetraclita japonica)、紫贻贝(Mytilus edulis)和节蝾螺(Turb articulatus)等4种。以季节和站位为因子对多样性指数进行双因素方差分析,结果表明只有夏、秋季丰富度指数(P=0.028)存在显著差异,其他指数的方差分析没有显著差异(P>0.05)。3个潮带4个岛屿共12个站位的聚类分析和MDS标序分析表明,12个群落可分为3组(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组)。大型底栖动物ABC曲线分析表明底栖动物群落尚未受到干扰。     

济南河流大型底栖动物摄食功能群多样性及时空动态

2014年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(11月)对济南地区24个样点的大型底栖动物和水环境理化因子进行了野外调查。利用多样性指数以及典范对应分析等方法,分析了大型底栖动物群落组成和空间结构特征。结果表明:共采集到大型底栖动物3门57种,分别为节肢动物门、软体动物门和环节动物门。春季、夏季和秋季采集到大型底栖动物45种、35种和33种,春季优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和豆螺(Bithynia fuchsiana),夏季优势种为溪流摇蚊(Chironomus riparius)和豆螺(Bithynia fuchsiana),秋季优势种为喜盐摇蚊(Chironomus salinarius)和豆螺(Bithynia fuchsiana)。春季、夏季和秋季密度平均值为2.49×10~3、0.56×10~3、1.03×10~3个体/m~2;生物量平均值为495.59、137.26、109.45 g/m2;Shannon-Wiener指数平均值分别为1.37、1.33和1.17;均匀度指数平均值分别为0.55、0.67和0.59。全地区共划分出大型底栖动物功能摄食类群5类,春季收集者种类最多为20种,夏季刮食者种类最多为12种,秋季收集者与刮食者种类最多为11种,3个季节中收集者密度均占绝对优势,其次为刮食者。典范对应分析表明,春季影响黄河流域和淮河流域大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子是总磷和总氮;夏季影响黄河流域和淮河流域大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子是pH和溶解氧;秋季影响黄河流域和淮河流域大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子是溶解氧和pH。     

长江口潮下带春季大型底栖动物的群落结构

2005年4月对长江口全区域潮下带共10个采样站位的大型底栖动物进行了调查。调查采获大型底栖动物38种,分属5个生态类型,种类数较少,河口外缘站位种类数多于口内站位。各站位大型底栖动物的平均丰度为32.9个/m2、平均生物量为5.035g/m2(湿重);与20世纪七八十年代相比,平均生物量显著降低;口外缘站位的总丰度和总生物量均高于口内站位。环境因子相关分析表明,盐度是决定长江口大型底栖动物种类分布最重要的环境因子。群落聚类、标序分析显示,春季长江口潮下带大型底栖动物群落结构空间分异明显,完全符合目前长江口支、港、槽“三级分汊”的空间格局。其中,北支的大型底栖动物以混合高盐水种类为主,而南支则以淡水和半咸水种类为主。南支的南北槽分界处内外站位的群落差异也由盐度决定,因为靠近口内的群落均受长江冲淡水影响较大;而口外站位群落则受咸淡水影响。南支的南北港分界点内外的群落差异则主要受长江来水的影响,原因在于处在港分界点以内的群落所在区域,直接受长江来水的冲刷,底质环境极不稳定;而港、槽分界点之间的群落所在区域由于河口上段的诸多明暗沙体的阻挡,水势较为稳定,所以底质环境较稳定,从而使得港、槽分界点之间的群落出现了更多的沙蚕等底质环境类型种类。     

庙岛群岛南部海域大型底栖动物多样性

为了解庙岛群岛南部海域大型底栖动物群落多样性变化,我们在该海域设置了11个站位,于2012年11月、2013年2月、5月、8月共进行了4个航次的调查,对该海域大型底栖动物的生物多样性变化、种类组成以及优势种等进行了分析。在研究海域共采集到大型底栖动物164种,包括环节动物多毛类82种,节肢动物甲壳类38种,软体动物30种,棘皮动物9种,其他类群5种。各站位种类数在6–42种之间。物种数冬夏较多、春季较少。各站位Shannon-Wiener多样性指数未呈现明显的季节性变化;均匀度指数春夏最高;而丰富度指数春夏两季最低。沉积物中有机质与叶绿素含量是影响大型底栖动物多样性的主要因素。丰度–生物量比较曲线(ABC曲线)结果表明,位于庙岛与北长山岛之间的C13站、毗邻庙岛的C17站和C28站的底栖动物群落受到了中等程度的扰动,其余站位未受到明显扰动。     

灵昆岛围垦区内外滩涂大型底栖动物生物多样性

2006年2月至2006年11月在灵昆岛东滩湿地选择1997年围垦潮沟滩涂以及围垦区外的自然滩涂作为样地,开展了自然滩涂与围垦潮沟滩涂大型底栖动物群落生物多样性比较的调查研究.共发现大型底栖动物36种,隶属7门8纲22科,这些物种中软体动物、节肢动物和环节动物共占物种总数的83.33%.其中在围垦区内的4个样点共发现大型底栖动物27种,在自然滩涂上的4个样点共发现大型底栖动物32种.通过对定量取样获得的各群落大型底栖动物密度数据进行计算,得到了各种大型底栖动物的生态位宽度和围垦区内外不同生境中大型底栖动物群落生物多样性指数(Shannon-Weiner指数 H'、Pielou指数 J、Simpson指数 D),结果显示围垦滩涂潮沟上的光滩和边滩以及自然滩涂上的高潮带和中潮带滩涂的Shannon-Weiner多样性指数 H'较高,Simpson优势度指数D则相对较低,表明了这些位点的大型底栖动物的多样性程度较高,而长满互花米草(Spartina alterniflora)位点的Shannon-Weiner多样性指数 H'和Pielou均匀度指数 J都要小于受潮水作用相似的邻近滩涂,但Simpson优势度指数D却相对较高,这表明互花米草入侵已改变了原来的大型底栖动物群落结构.运用相似度指数Jc、成对t检验以及聚类和排序等多种统计学方法对围垦滩涂潮沟和自然滩涂上的各个位点进行了群落相似性分析,结果表明潮位是影响自然滩涂上大型底栖动物分布的一个重要因素,不同潮位之间的大型底栖动物群落差异比较明显.相对而言,围垦区内各生境之间的大型底栖动物群落分化程度较低,即围垦导致潮位因素对大型底栖动物的分布的影响降低.     

黄渤海甲壳类的分类多样性

为了解黄渤海甲壳类的分类多样性特征, 我们统计了2010-2015年中国水产科学研究院黄海水产研究所调查捕获的黄渤海甲壳类(软甲纲: 十足目与口足目)物种名录。结合历史文献, 进一步系统整理得到黄渤海甲壳类物种总名录。基于这2个名录, 应用分类阶元包含指数(the inclusion index at taxonomic level, TINCL_i)、平均分类差异指数(average taxonomic distinctness index, Δ⁺)和分类差异变异指数(variation in taxonomic distinctness index, Λ⁺)研究了其分类多样性特征。结果显示: 2010-2015年调查名录中, 甲壳类共93种, 隶属于2目39科66属, 其中10种为新分布种; 对虾科、藻虾科、长臂虾科、梭子蟹科和弓蟹科的物种数最多, 合计占总物种数的38.71%; TINCL_i分别为1.41种/属和2.38种/科; Δ⁺和Λ⁺分别为50.25和35.20。总名录中, 甲壳类共228种, 隶属于2目53科123属, 其中藻虾科、豆蟹科、对虾科、弓蟹科和鼓虾科的物种数最多, 合计占总物种数的30.70%; TINCL_i分别为1.85种/属和4.30种/科, Δ⁺和Λ⁺分别为50.18和30.87。对虾科的相对丰富度指数(the relative richness index, R_r)最高(100), 其次是梭子蟹科(71.43)和长臂虾科(62.50), 豆蟹科最低(6.25)。黄渤海甲壳类的平均分类差异指数(Δ⁺)明显小于鱼类(P < 0.05)。2010-2015年调查的Δ⁺计算值高于理论值, 且在理论值的95%置信区间内, 说明黄渤海甲壳类群落正处在中等程度的干扰中。     

黄海特定断面夏秋季大型底栖动物生态学特征

根据2001年8月和2002年8、9、10月共4个航次,在黄海特定断面的10个站采集到的大型底栖动物样品,采用相对重要性指数、物种多样性指数、物种均匀度指数、物种丰度指数,Bray-Curtis相似性系数聚类分析和MDS标序等方法,分析了该区域大型底栖动物的生态学特性。调查共得到定量样品36个,经分析鉴定有大型底栖动物182种,其中多毛类环节动物54种,软体动物29种,甲壳动物66种,棘皮动物17种,其它类群生物16种。相对于邻近海区,物种丰富度指数较小,物种多样性指数相似,均匀度指数较高;各航次中4、5号站种数明显较少,而生物量和栖息密度没有表现出一定的规律性。通过该断面大型底栖动物的研究发现,可将研究区域的大型底栖动物群落分为沿岸广温性群落、温带性群落和暖水性群落,各群落结构保持相对稳定性;主要底栖动物种类组成在2001年和2002年出现较大变化,而在2002年的8、9、10月的种类组成保持相对稳定。     

Biodiversity variability of macrobenthic in the Yellow Sea and East China Sea between 2001 and 2011

In this study, we compared the biodiversity and ecological status of macrobenthos between 2001 and 2011 in terms of species composition, dominant species, abundance, biomass, diversity, and secondary productivity of macrobenthos in the Yellow Sea and East China Sea. The results indicate that the species abundances, biomass, and diversity in spring 2011 were all lower than those in autumn 2000 and spring of 2001. Most of the dominant species have changed from 2001 to 2011, with the exception of the echinoderm Ophiura sarsii vadicola that was dominant in these years. Small-sized animal species have increased possibly due to gradual environment deterioration such as the pollution and the climate warmer.     

黄海中华哲水蚤度夏区大型底栖动物的次级生产力

本文根据2001年8月和2002年8-10月在黄海中华哲水蚤度夏区4个航次调查中设置的大面调查站中的9个重合站所采集的大型底栖动物样品,统计了其平均栖息密度、平均生物量,利用Brey (1990)的经验公式进行了次级生产力和P/B值的计算.结果表明,该海域大型底栖动物在2001年8月和2002年8-10月这两个期间内,平均栖息密度分别为379.44 ind./m2和156.67 ind./m2,平均生物量[以去灰干重(AFDW)计]分别为9.44 g(AFDW)/m2和7.36 g (AFDW)/m2,据之计算出2001和2002年大型底栖动物的次级生产力(以去灰干重计)分别为9.64 g(AFDW)/(m2·a)和6.42 g (AFDW)/(m2· a),P/B值分别为1.20和0.98.同相关研究结果的比较显示,黄海中华哲水蚤度夏区内大型底栖动物次级生产力高于渤海、东海,也高于黄海其它调查区已有报道结果;而P/ B值则高于渤海,低于东海,与黄海其它调查区报道结果接近[动物学报 54(3):436-441 ,2008].     

胶州湾西部海域大型底栖动物次级生产力初步研究

2003年9月—2004年9月隔月在胶州湾西部的5个站位进行了7个航次的大型底栖动物调查取样.利用Brey经验公式对大型底栖动物的丰度、生物量、次级生产力和P/B值进行研究.结果表明,该海域大型底栖生物年次级生产力平均值为47.34 g·m^-2·a^-1.平均P/B值为0.58.相关分析表明,叶绿素a是影响次级生产力的重要因子,与南黄海鳀鱼产卵场、渤海及国外相关海域的结果进行比较表明,在局域尺度上叶绿素a是最重要的影响因子,但在区域尺度上次级生产力随水深增加而降低.分析对次级生产力影响最大的菲律宾蛤仔种群的年龄组成发现,该种群主要是由不足1龄、1龄和2龄个体组成.     

The taxonomic distinctness of coastal bottom-dwelling fish communities of the North-east Atlantic

1. New techniques for identifying the average taxonomic range of species assemblages were applied to an extensive dataset of bottom-dwelling fish in the coastal waters of NW Europe. These taxonomic distinctness indices provided much greater resolution than traditional diversity indices as they incorporated information on taxonomic relationships into an index which measures species dominance. Unlike standard measures of species richness and diversity, the mean value of these statistics is independent of sampling effort, and this allows objective comparisons to be made between samples from studies where sampling effort is not standardized.
2. A reduction in the average taxonomic range between the fauna of western waters of the UK and that of the southern North Sea was consistent with the general decline in species richness observed between these regions, and suggests that these two factors may be spatially positively correlated. Indices calculated for individual samples of fish on a local scale, however, did not all fit this trend.
3. Much of the variability in taxonomic diversity within the coastal waters of NW Europe was caused by the variable geographical distribution of the elasmobranchs. Of all the families which comprise the fish communities, this group has life-history characteristics which make it most susceptible to impact by commercial trawl fisheries.
4. The use of taxonomic distinctness measures provided additional insights, of relevance to biodiversity assessment, suggesting that they might usefully be applied to other aquatic and terrestrial fauna.     

Taxonomic distinctness and species richness as measures of functional structure in bird assemblages

Most traditional "biodiversity" indices have an uncertain ecological interpretation, unfavourable sampling properties, and excessive data requirements. A new index of taxonomic distinctness (the average evolutionary distance between species in an assemblage) has many advantages over traditional measures, but its ecological interpretation remains unclear. We used published behavioural species data in conjunction with bird atlas data to quantify simple functional metrics (the fraction of species engaged in non-competitive interactions, and the average between-species disparity in habitat preferences) for breeding-bird assemblages in Europe and North America. We then analysed correlations of functional metrics with taxonomic distinctness and species richness, respectively. All functional metrics had weak, positive correlations with species richness. In contrast, correlations between functional metrics and taxonomic distinctness ranged from slightly negative to strongly positive, depending on the relative habitat heterogeneity, and on the resource involved in the between-species interaction. Strong positive correlations between taxonomic distinctness and the fraction of interactive species occurred for resources with few producer species per consumer species, and we suggest that taxonomic distinctness is consistently correlated with conservation worth. With its favourable sampling properties and data requirements, this taxonomic distinctness measure is a promising tool for biodiversity research and for environmental monitoring and management.     

黄河中游湿地植物分类学多样性研究

在黄河中游湿地自禹门口至汾河入河口之间设置了13个样地进行植物调查,并将植物物种系统分类学中的分类学差异性指数应用到研究区域物种多样性的测度中。结果显示,样地内共记录植物75种,隶属于2门3纲18目23科61属;按所含物种数的多少统计,在门水平上主要分布在被子植物门(73种),在纲水平上主要分布在双子叶植物纲(57种),在科水平上主要集中在豆科(Leguminosae,11种)、菊科(Compositae,14种)和禾本科(Gramineae,11种),在属水平上主要集中在藜属(Chenopodium,3种)、胡枝子属(Lespedeza,3种)、蒿属(Artemisia,3种)和香蒲属(Typha,3种);一年或两年生植物最多,地上芽植物、地面芽植物和地下芽植物次之的生活型谱特征总体上反映了黄河中游湿地夏季高温多雨、冬季寒冷干旱的气候特征。用平均分类学差异指数(Δ~+)和分类学差异变异指数(Λ~+)对13个样地植物分类学多样性特征的分析表明,Δ~+和Λ~+的理论平均值分别为84.25和425.43;运用双变量分析法将Δ~+和Λ~+进行组合分析,发现汾河入河口样地(S12)的期望值较小,河津市汾河25号坝样地(S8)、闸西侧样地(S9)和万荣县西范控导工程西侧样地(S10)的期望值较大,说明样地S12的物种分类学多样性较大且物种分布较为均一,样地S8、S9、S10则与之相反。Pearson检验结果显示,平均分类学差异指数(Δ~+)、分类学差异变异指数(Λ~+)与Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数、Patrick指数间均无稳定的相关关系(P0.05)。     

Taxonomic distinctness along nutrient gradients: More diverse,less diverse or not different from random?

Taxonomic distinctness indices are a family of anthropogenic stress indicators that have been used widely in marine ecosystems; however, their utility in freshwater ecosystems is still unclear. We used two taxonomic distinctness indices and species richness to assess relationships between nutrient gradients and three freshwater taxonomic groups, including diatoms, macrophytes and invertebrates. We found that the indices based on the three organismal groups showed generally rather clear relationships with the nutrient levels, indicating that these indices may bring useful additional information for the purposes of bioassessment. However, the two indices describing taxonomic distinctness showed opposite patterns in relation to nutrient levels. The indices for the three groups of organisms were generally poorly correlated with each other, showing that different organismal groups react differently to anthropogenic stress. Accordingly, taxonomic distinctness indices likely tell us about various aspects of nutrient enrichment of freshwater ecosystems. Our findings also emphasized that the value of these indices may be largely dependent on the organismal group used.