Succession of sessile organisms on experimental plates immersed in Nabeta Bay,Izu Peninsula,Japan IV. Temporal changes in metabolism,biomass and maturity of community

Community succession in the metabolism, biomass and maturity of sessile organisms on concrete plates immersed at depths of 1.0, 2.5, 4.0 and 5.5 m in Nabeta Bay, Shimoda, pacific coast of Japan, was investigated over a period of about 3 yr. Gross primary production of the community (Pg) and community respiration (R) showed maxima at 10 and 13 months after immersion, and then Pg decreased significantly at all depths, whereas R was reduced only at the lower two depths. A parameter of community biomass, chlorophylla (Chl.a), showed a similar successional change to Pg. Five other parameters, i.e. dry mass (DM), ash dry mass (ADM), ash-free dry mass (AFDM), organic carbon (C) and organic nitrogen (N) increased significantly throughout succession, at least at the uppermost depth, but decreased significantly in the period 13–37 months after immersion at the lowest depth. Successional changes in five indices reflecting community maturity, i.e. the ratios of estimated daily gross primary production/estimated daily respiration (Pg/R), gross primary production/organic carbon (Pg/C), gross primary production/chlorophylla (Pg/Chl.a), organic carbon/organic nitrogen (C/N) and Margalef's pigment diversity (D430/D665), also differed among the depths, especially at 37 months after immersion. Succession at the upper two depths appeared to progress toward a mature state, as opposed to retrogression to an immature state at the lower two depths. This difference in successional changes in these 13 parameters between depths agrees with the prediction of Margalef (1968) and Odum (1969), despite the tendency for Pg/R to be more heterotrophic in an open system. Contributions from the Shimoda Marine Research Center, No. 515.     

与物种多样性有关的长白落叶松人工林生物量

对不同龄组长白落叶松(Larix olgensis)人工林群落的物种多样性和生物量及二者关系研究分析。结果表明:1)随林龄增大,群落物种组成结构和多样性特征发生了很大变化。物种更迭现象明显,春榆等阔叶树重要值上升,长白落叶松优势地位逐渐下降,植被类型向针阔混交林演替。群落Sorensen相似性指数降低,Shannon-Winner多样性指数呈"S"型曲线增长,Pielou均匀度指数呈反"S"型曲线下降,Margalef丰富度指数呈单峰曲线增长趋势;2)随林龄增大,群落生物量"S"型曲线增长趋势明显,分配序列为:乔木层木质物残体层灌木层草本层,占群落生物量比例分别为82.41%、15.10%、1.69%和0.81%。长白落叶松生物量占据主导地位,但所占比例持续下降,属于衰退型种群,而春榆等阔叶树比例上升。林下植被层中,草本的主导地位逐渐丧失,灌木取而代之,生物量所占比例明显升高。地表木质物残体生物量比例缓慢下降;3)群落中物种多样性测度指标与生物量之间单调线性增长的关系明显,Shannon多样性指数较之Pielou均匀度指数更适合作群落生物量度量指标,生物量与Margalef丰富度指数无明显相关性。     

黔西北地区不同演替阶段植物群落结构与物种多样性特征

该文采用"空间代替时间"的方法,研究了贵州省威宁县喀斯特地区植被演替过程中的群落结构、物种组成、生活型谱和物种多样性的变化规律。结果表明:(1)该调查共记录到种子植物174种,隶属于52科117属,物种分布较多的有菊科、蔷薇科、禾本科、杜鹃花科、小檗科、唇形科、蓼科。(2)随着植被的正向演替,物种丰富度逐渐增加,群落结构趋于复杂,高位芽植物所占比例逐渐增大。(3)随着植被的恢复,群落层次分化逐渐明显,大径级植株所占比例呈现增加趋势。(4)随着植被的恢复,群落各层次的ShannonWiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(DS)、均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(DM)逐渐增加;不同演替阶段植物群落之间的Srensen相似系数呈现先上升后下降的趋势,Cody指数则表现为逐渐增加的趋势。黔西北地区不同演替阶段植物群落结构和物种多样性不同,建群种和关键种发生了明显变化,不同演替阶段植物群落结构和物种多样性的研究对喀斯特地区植被演替规律的认识和生态恢复具有重要意义。     

克氏针茅草原群落物种多样性与生物量关系对放牧强度的响应

放牧强度引起的草原植物群落物种多样性与地上生物量变化是近年来草地生态系统研究的热点问题。以内蒙古锡林郭勒克氏针茅草原为研究对象,探究植物群落结构特征、物种多样性与地上生物量之间相互关系及其对不同放牧强度的响应。结果表明：随着放牧强度的增加植物群落结构逐步向退化方向演替;植物群落高度逐渐降低（P<0.05）,密度逐渐增加（P<0.05）,盖度总体呈下降趋势（P<0.05）;植物群落和原有群落优势种地上生物量总体呈下降趋势（P<0.05）,而退化指示物种的地上生物量逐渐增加（P<0.05）;轻度、中度放牧条件下群落物种Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数均显著高于重度放牧（P<0.05）;地上生物量与Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数呈正相关关系,而与Simpson指数呈负相关关系。综上所述,克氏针茅草原植物群落结构和功能在不同放牧强度下产生不同的响应,适度放牧有利于提高群落物种多样性与生物量。     

热带北缘鹅凰嶂季雨林四种群落特征及成熟度分析

为分析我国热带北缘季雨林的不同演替阶段的群落特征,该研究对广东阳春鹅凰嶂典型季雨林中4种(A、B、C、D)不同植物群落展开调查,对群落的物种组成、多样性和空间结构等进行分析,判断成熟度差异,预测演替方向,并提出优化建议。结果表明:(1)4种群落林层单一,小径级木与下层木占主体地位,具有1～3种明显的优势树种。(2)Shannon-Wiener指数为2.72～3.74,Simpson指数为0.90～0.97,Pielou均匀度指数为0.74～0.89,各群落多样性特征差异显著。(3)4种群落乔木胸径大小比数为0.49～0.51,角尺度为0.56～0.61,混交度为0.54～0.83,林分空间结构指数为60.57～71.44,林分空间结构距离为53.15～68.53。(4)综合群落基本特征、多样性和空间结构特征的分析得出,各群落的成熟度排名为D>A>C>B。综上认为,4种群落都处于演替前期或中期,乔木个体胸径和树高发展空间较大; 群落整体处于中庸生长状态,个体均呈轻微聚集分布,树种表现为中度、强度或极强度混交,空间结构与理想林分存在一定距离。随着成熟度的增加,4种群落都继续以阳性树种作为主要优势树种进行演替,并初步具备该区域地带性顶极群落的典型植被特征; 季雨林群落物种多样性提高,并向混交度增加、空间结构优化、稳定性增强的趋势演替。该研究结果为群落构建机制和森林结构优化等提供科学依据。未来应对该区域加强监管与保护,同时应对该地区的植被生态学和生物多样性保护展开广泛监测与深入研究。     

黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响

为阐明黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响,探究群落结构和物种多样性的变化机制,选取5个典型优势种,即白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,采用裂区试验设计,以氮添加为主区处理, 包括:0(N0)、25(N25)、50(N50) 和100(N100) kg N hm^-2 a^-1;以磷添加为副区处理,包括:0(P0),20(P20),40(P40) 和80(P80) kg P₂O₅ hm^-2 a^-1,测定了各物种叶片氮磷比、氮磷重吸收效率、氮磷利用效率和相对生物量等参数。5种植物的氮和磷重吸收效率正相关,对氮磷添加量的响应具有耦合性。不同氮磷添加处理下,达乌里胡枝子叶片氮磷比最高,而氮磷重吸收效率最低;白羊草和长芒草的氮磷利用效率和重吸收效率高于其他物种。单施磷或N25与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷比和磷利用效率呈正相关关系,与氮利用效率和氮磷重吸收效率呈负相关关系。单施氮、N50和N100与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷利用效率和重吸收效率呈正相关,与氮磷比呈负相关。不施肥处理下,白羊草和长芒草相对生物量最高,低氮高磷下达乌里胡枝子相对生物量最高,高氮高磷下铁杆蒿和猪毛蒿相对生物量最高。不同优势种对氮磷添加的响应不同,生理生态过程各异,决定了其在群落中的优势度,这是氮磷添加后草地群落结构和物种多样性发生变化的关键机制。     

优势种去除对崇明东滩盐沼湿地生态系统的影响

盐沼生态系统环境梯度明显,物种组成较简单,是研究生物多样性与生态系统功能关系的理想对象。本研究以崇明东滩盐沼湿地为研究区域,研究优势种去除对植物群落结构以及底栖动物群落的影响。结果表明:(1)去除处理仅对植物群落分株密度有极显著效应(P0.01)。去除组和对照组物种组成差异随时间增加而减小,处理效应逐渐减弱。(2)去除组底栖动物密度均低于对照组,但差异不显著。(3)盐沼植物群落特征与底栖动物群落有密切关系,植物密度、冠层高度与底栖动物密度相关性极显著。去除优势种后,植物群落分株密度升高,群落内剩余物种占比有所上升,次优势种对群落的补偿效应具有较大贡献;而底栖动物群落密度下降,其生物量和多样性指数的变化趋势与密度并不一致。上述结果表明生物多样性变化影响了盐沼湿地生态系统植物群落和底栖动物群落结构,进而可能影响物质循环和能量流动过程。     

干旱区高寒湿地逆行演替下土壤微生物群落结构的研究

【目的】探究高寒湿地逆行演替对土壤性质与微生物群落结构的影响。【方法】以新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究对象,依托逆行演替典型样带(沼泽-沼泽化草甸-草甸),利用高通量测序技术分析各演替区土壤微生物群落结构。【结果】高寒湿地逆行演替改变了土壤微生物在分类操作单元(operational taxonomic unit,OTU)水平上的物种组成,致使草甸区的微生物ACE、Chao1、Simpson、Shannon多样性指数显著低于沼泽区和沼泽化草甸区(P<0.05);随着演替发生,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度均减少,放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度增加;主坐标法分析(principal coordinates analysis,PCoA)排序分析显示,土壤微生物群落在各逆行演替都出现不同程度的离散...     

苏州工业园区湖泊后生浮游动物群落结构及影响因子

苏州工业园区地处长江流域下游,随着城市化进程的不断推进,园区水生态系统结构与功能的稳定面临严峻考验。浮游动物作为水生态系统的重要组成部分,探究其群落结构的形成机制对生物多样性保护及生态系统健康发展具有重要意义。为深入了解苏州工业园区五个主要湖泊后生浮游动物群落结构的动态变化及影响因子,于2018年7月至2019年6月进行4次调查。研究共检出后生浮游动物112种（轮虫65种、枝角类29种、桡足类18种）,其中优势种12种（轮虫10种、枝角类和桡足类各1种）。Jaccard相似性分析表明,湖泊间后生浮游动物物种组成整体处于中等相似水平。后生浮游动物密度呈现出显著的季节和湖泊差异,而生物量、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及Margalef丰富度指数仅存在显著的季节差异。聚类分析结果表明,夏季和秋季后生浮游动物群落结构最为相似。RDA分析表明,水温、溶解氧和pH是影响园区湖泊后生浮游动物群落结构的主要环境因子。Pearson相关性分析表明,湖泊面积与后生浮游动物群落结构无显著相关关系,样点近岸距离与生物量具有显著的正相关关系。基于水质评价标准和物种多样性指数可知,园区湖泊水质整体处于轻-中度污染水平。研究表明苏州工业园区五大湖泊后生浮游动物群落结构表现出同质化趋势;季节变化、环境因子以及样点近岸距离是调控群落结构形成的主要因素。     

Diversity and community biomass depend on dispersal and disturbance in microalgal communities

The evidence for species diversity effects on ecosystem functions is mainly based on studies not explicitly addressing local or regional processes regulating coexistence or the importance of community structure in terms of species evenness. In experimental communities of marine benthic microalgae, we altered the successional stages and thus the strength of local species interactions by manipulating rates of dispersal and disturbance. The treatments altered realized species richness, evenness and community biomass. For species richness, dispersal mattered only at high disturbance rates; when opening new space, dispersal led to maximized richness at intermediate dispersal rates. Evenness, in contrast, decreased with dispersal at low or no disturbance, i.e. at late successional stages. Community biomass showed a non-linear hump-shaped response to increasing dispersal at all disturbance levels. We found a positive correlation between richness and biomass at early succession, and a strong negative correlation between evenness and biomass at late succession. In early succession both community biomass and richness depend directly on dispersal from the regional pool, whereas the late successional pattern shows that if interactions allow the most productive species to become dominant, diverting resources from this species (i.e. higher evenness) reduces production. Our study emphasizes the difference in biodiversity–function relationships over time, as different mechanisms contribute to the regulation of richness and evenness in early and late successional stages.     

短期增温对西藏念青唐古拉山典型植物群落结构和稳定性的影响

青藏高原气候变暖幅度显著高于全球其他区域,深刻影响着该地区植物群落的结构和稳定性。选择西藏念青唐古拉山的三种典型植物群落(高寒草原、高寒草甸和流石滩)作为研究对象,采用开顶式增温箱(OTC)模拟增温,研究了短期增温对植物群落结构和稳定性的影响。结果表明:(1)增温改变了群落的优势物种,影响其结构组成,而对物种多样性无显著影响;(2)增温显著降低了高寒草甸的地上生物量(P < 0.05),增加地下生物量(P < 0.01),从而导致了群落地下地上生物量分配策略的改变;(3)增温降低群落中部分物种的生态位宽度,进而影响群落稳定性,其中高寒草甸变化最大,达到-66.8%。研究结果可为青藏高原高寒草地生态系统应对和适应未来气候变化提供一定科学依据。     

贵州省普定县不同植被演替阶段的物种组成与群落结构特征

通过对贵州省普定县喀斯特地区不同植被演替阶段群落的调查, 研究了植被演替过程中群落物种组成和群落结构的变化。结果表明, 该地区的植被主要处于5个演替阶段, 即次生乔木林、乔灌过渡林、藤刺灌丛、稀灌草丛以及火烧干扰后的蕨类植物群落。本次调查共记录到植物365种, 隶属89科218属。其中, 蕨类植物31种, 隶属14科23属; 种子植物334种, 隶属75科195属。物种分布较多的科主要有蔷薇科、菊科、禾本科、百合科、忍冬科、唇形科、莎草科、樟科、葡萄科和水龙骨科。随着正向演替的推进, 物种丰富度增加, 群落结构趋于复杂化。藤刺灌丛与乔灌过渡林群落层次不明显, 次生乔木林分层明显。从藤刺灌丛向次生乔木林演替的过程中, 小径级个体所占比例明显降低, 高于1.3 m植物的总密度、乔木密度和藤本密度都先升高后降低, 而灌木密度呈逐渐降低的趋势。对喀斯特地区植被的恢复提出了参考措施。     

湖北四湖泊营养类型与轮虫群落的关系

对湖北梁子湖水系不同营养类型(中营养型、富营养型)4个湖泊中轮虫的群落结构和物种多样性进行了周年研究,分析比较了不同营养类型湖泊的轮虫种类组成、分布、优势种组成、密度、生物量和多样性指数。结果表明：轮虫的种类数、物种多样性与营养水平呈负相关关系,轮虫密度大体上随营养水平提高而增大,富营养化引起轮虫空间异质性降低,受污染湖泊与非污染湖泊轮虫种类数、寡污性种类数及分布差异尤为明显。用多样性指数评价湖泊营养状态与TLIc方法一致。     

云南松林次生演替阶段土壤细菌群落的变化

土壤细菌多样性是维持森林生态系统功能的关键因子,森林演替是影响其动态变化的重要因素。研究云南松林不同演替阶段土壤细菌群落结构及其多样性的变化规律,有助于深入理解森林生态系统恢复过程的驱动机制。本研究以云南省永仁县皆伐后形成的针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林为对象,基于Illumina Hiseq高通量测序技术,分析森林演替过程中土壤细菌群落组成、结构、多样性及其影响因子的变化。结果表明: 土壤细菌的种群分类单元、Ace指数、Chao1指数和Shannon指数均随着演替进行呈减少趋势,演替早期阶段土壤的细菌总数、菌群丰富度及复杂程度最高。不同演替阶段细菌群落结构存在显著差异,其中,针阔混交林的差异最大,变形菌门和酸杆菌门为各演替序列共有的优势类群,放线菌门、绿弯菌门和Patescibacteria是演替早期的优势类群,且随着演替进行呈现减少趋势;变形菌门和WPS-2相对多度随演替进行呈增加趋势。土壤pH和乔木层物种丰富度是驱动次生演替过程中土壤细菌群落组成变化的关键因子。随着演替的进行,土壤细菌多样性减少,群落组成差异加大。     

灌丛化对黄土高原草地植物群落结构和地上生物量的影响

中国北方草地普遍出现灌丛化现象,灌丛化改变植物群落结构、植物多样性和生产力,直接影响着草地生态保护与可持续利用.该研究以黄土高原灌丛化草地为研究对象,通过植被调查,分析比较不同坡向的灌丛斑块与禾草斑块植物群落结构(物种组成、优势种及物种多样性)和地上生物量的差异.结果发现:(1)灌丛化草地不同坡向对物种多样性及地上生物...     

福建洛阳河口潮间带大型底栖甲壳动物群落及其功能群研究

2013年8月、2013年10月、2014年1月和2014年4月分别在洛阳河口潮间带选取5种生境(红树林区Q1,Q2,Q3;光滩Q4,林缘光滩Q5)开展调查,以探讨不同生境间甲壳动物群落结构及功能群差异和影响因素。调查共获得甲壳动物18科35种,优势种和重要种有弧边招潮(Uca arcuata)、薄片蜾蠃蜚(Sinocorophium lamellatum)、宁波泥蟹(Ilyoplax ningpoensis)和秀丽长方蟹(Metaplax elegans),以穴居型植食者为主;不同生境间优势种存在明显变化,游泳型甲壳动物主要出现在生境Q1、Q2和Q3。洛阳江红树林生境Q1、Q2、Q3底栖甲壳动物物种多样性和功能群复杂性高于林缘光滩和光滩生境,而生物量和栖息密度则相反。通过对5种不同生境的物种数、生物量、密度、功能群、物种多样性指数进行生境-季节间双因素方差分析发现,不同生境间与季节间甲壳动物物种数、栖息密度、功能群、均匀度指数与多样性指数存在显著差异;生物量在生境间差异不显著,丰富度指数在季节间差异不显著;生境Q1、Q2和Q3差异不显著。而底栖甲壳动物群落相似性和非度量多维度标序(n MDS)分析表明林缘光滩Q5的甲壳动物群落结构与Q1、Q2、Q3的相似度高,与光滩生境相似度较低,这可能是因为红树林、林缘光滩、光滩三者生境的复杂程度、食物丰富程度和食物来源存在差异有关。综合分析表明生境复杂程度与季节是影响洛阳河口潮间带大型底栖甲壳动物分布的主要因素。     

营养盐加富和鱼类添加对浮游植物群落演替和多样性的影响

浮游植物是水体生态系统敞水区最重要的初级生产者,其组成与多样性反映了群落的结构类型和存在状态。通过围隔实验,模拟水库春季发生的营养盐加富和鱼类放养的干扰,分析在这两种干扰下的浮游植物群落演替过程中优势种和稀有种的变化,并通过以丰度与生物量为变量的香农和辛普森多样性指数的计算,分析浮游植物群落演替过程中的多样性变化特征。结果表明,营养盐加富干扰下的浮游植物群落的优势种变化和演替更为明显,营养盐加富与鱼类添加对浮游植物群落多样性变化的影响符合中度干扰理论。在优势种优势度变化较大的浮游植物群落演替过程中,多样性指数与浮游植物生物量有较高的负相关性。在浮游植物群落演替过程中,香农和辛普森多样性指数的变化趋势基本一致,采用丰度与生物量为变量的两种多样性指数的计算结果对实验系统中浮游植物群落多样性的分析结果没有明显的影响。     

泌桐高速公路生态护坡不同草灌混播10a后的植被群落特征

稳定的边坡群落是公路边坡生态防护的目标,为探究高速公路生态护坡工程10 a演替后群落特征,该研究以泌桐高速公路为依托,布设自然恢复、单一狗牙根播种和5个不同播种密度的草灌混播生态防护措施,分析不同恢复方式对边坡群落组成、生活型和物种多样性的影响。结果表明:(1)调查样方内共有52种植物,分属于17科49属。禾本科、菊科和豆科植物共26属29种,占种总数的55.77%,表明这三大科植物在边坡群落演替过程中起着重要作用。(2) 10 a演替后不同恢复方式下群落中多年生植物比例高于一年生草本植物。(3)在草灌混播样地中,群落物种多样性指数随着播种密度的增加呈先增加后降低的单峰变化趋势,在播种密度为每平方米500株时达到最大。(4)草灌混播的生态恢复效果优于纯草本种植和自然恢复方式。(5)播种密度对草灌混播群落类型,地上生物量和物种多样性指数没有显著影响。从植物的生长效果及成本方面考虑,初播密度每平方米为500~600株的草灌混播可构建较为稳定的边坡植物群落,实现最佳的边坡恢复效果,可应用于类似区域边坡生态恢复工程。     

Bacterial Community Succession in Natural River Biofilm Assemblages

Temporal bacterial community changes in river biofilms were studied using 16S rRNA gene-based polymerase chain reaction–denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) followed by sequence analysis. Naturally occurring biofilms were sampled in 2001 during an undisturbed 7-month low-water period in the River Garonne (SW France). During the sampling period epilithic biomass exhibited a particular pattern: two 3-month periods of accumulation that resulted in two peaks in summer and fall, each at about 25 g ash-free dry mass per square meter. Bacterial community DGGE profiles differed between the summer and fall biomass peaks and shared only 30% common operational taxonomic units (OTUs), suggesting the influence of seasonal factors on these communities. During the second biomass accrual phase, bacterial richness and the appearance of new OTUs fitted a conceptual model of bacterial biofilm succession. During succession, five OTUs (corresponding to Dechloromonas sp., Nitrospira sp., and three different Spirosoma spp.) exhibited particular patterns and were present only during clearly defined successional stages, suggesting differences in life-history strategies for epilithic bacteria. Co-inertia analysis of DGGE banding patterns and physical–chemical data showed a significant relationship between community structure and environmental conditions suggesting that bacterial communities were mainly influenced by seasonal changes (temperature, light) and hydrodynamic stability. Within the periods of stability, analysis of environmental variables and community patterns showed the dominant influence of time and maturation on bacterial community structure. Thus, succession in these naturally occurring epilithic biofilm assemblages appears to occur through a combination of allogenic (seasonal) and autogenic changes.     

Macrobenthos ofPotamogeton andMyriophyllum beds in the upper reaches of Canal de Mira (Ria de Aveiro,NW Portugal): Community structure and environmental factors

The community structure of the macrobenthic fauna (>0.5 mm) ofPotamogeton andMyriophyllum beds of the upper reaches of Canal de Mira (0.5–2) and of macrofauna density (369, 240 ind m^–2).Potamopyrgus jenkinsi, Corophium multisetosum andLimnodrilus hoffmeisteri are dominant species in the study area. The community of station 1 includes an important set of taxa usually associated to freshwater habitats (oligochaetes, leeches and insect larvae) whilst in station 3 typically estuarine species (Cyathura carinata, Leptocheirus pilosus, Nereis diversicolor, Streblospio shrubsolii) occur. A succession of peak densities of different taxonomic groups during the year indicates seasonal variation in the community structure. The faunal assemblage of the study area is compared with similar ones in NE Atlantic and Mediterranean coastal systems.