杭州湾南岸大桥建设区域潮间带大型底栖动物功能群及营养等级的季节动态

2006年5月至2007年1月在杭州湾南岸跨海大桥附近潮滩共采集到32种大型底栖动物,根据其食性类型划分为5种功能群。用功能群方法对这些物种生境变化的关系进行了分析,结果表明:大型底栖动物各多样性指数在潮带间差异显著,季节间则只有Margalef种类丰度(S)和Shannon-Wiener指数(H′)存在显著性差异;各功能群密度在季节间均不存在显著性差异,而在潮带间除了浮游生物食者外,其它类群均存在显著性差异;肉食者的种类数在潮带间不存在显著性差异,而在季节间存在显著性差异,其它功能群刚好相反。滩涂大型底栖动物群落主要包括4个营养级别,各营养级的构成密度在季节间差异不显著,在潮带间则差异显著;各营养级种类数是处于第四级的肉食者季节间差异显著,潮带间变化不显著,处于第二、三营养等级的功能群则正好相反。底栖动物功能群多样性综合反映了杭州湾南岸大桥建设区域潮间带大型底栖动物群落变化情况。     

胶州湾西北部潮滩湿地大型底栖动物功能群

2009年2、5、8和11月进行了7个断面35个站位的大型底栖动物调查,选取高潮区(A)、中潮区(B、C、D)和低潮区(E)研究了胶州湾西北部潮滩湿地大型底栖动物功能群组成及其时空变化.调查共发现大型底栖动物71种,主要种类为软体动物(31种)、环节动物(20种)和节肢动物(14种).潮区A、B、C、D、E物种数分别为26、33、35、38、31.依据食性将主要底栖动物划分为肉食者、浮游生物食者、碎屑食者和杂食者4个功能群.各功能群物种数占总物种数的百分比由高到低依次是肉食者、浮游生物食者、碎屑食者和杂食者.各功能群中肉食者的多样性指数最高,杂食者最低.各功能群的丰度、均匀度指数、多样性指数一般都是中潮区较高,高潮区和低潮区较低.大型底栖动物功能群的分布随潮区环境的改变而变化,是对生境状况的综合反映.     

中国自然湿地底栖动物生态学研究进展

底栖动物是湿地生态系统中的一个重要组成部分,在能量流动和物质循环中起着承上启下的作用。其群落结构能反映出底质条件、水质状况、水温等非生物因子以及植被、物种间的影响、捕食压力等生物因子的情况。本文概括了底栖动物的概念、生活型和功能群的划分,探讨了底栖动物群落生态学研究的特点及目前中国底栖动物的研究重点和主要研究成果,重点讨论了底栖动物群落分布的时空差异、底栖动物与环境因子之间的关系以及底栖动物的生物指示作用,并展望了底栖动物研究的未来发展趋势。     

崇明东滩盐沼湿地大型底栖动物功能群分布特征及其影响因子

以长江口崇明东滩典型盐沼分布区为研究区域,在不同站位固定样地月际取样调查基础上,分析了大型底栖动物食性功能群沿高程梯度的分布特征及其主要影响因子,特别是外来入侵植物的影响。结果表明,不同高程区域,大型底栖动物优势种不同,除中潮带分布区以杂食性和植食性功能群为主外,其余各区域均以杂食性功能群为主。沿高程梯度,大型底栖动物各功能群的多度和生物量均发生极显著的变化(P0.01),而不同功能群在不同植被带间的差异情况有所不同。其中,高程最低的光滩区域,肉食性功能群多度和生物量均显著高于高程相对较高的植被带(P0.05);中潮带海三棱藨草分布区植食性功能群多度和生物量均显著高于其他高程区域(P0.05)。主要生境因子,包括沉积物总磷、总氮、有机质、速效磷、硝态氮、铵态氮、中值粒径,以及植物的植株高度和地上部分生物量干重等指标,均随高程梯度变化显著(P0.05),但不同因子变化特征有所不同。外来种互花米草的入侵并未造成相应区域大型底栖动物优势功能群的改变,但区域内杂食性功能群的多度和生物量均显著增加(P0.05);环境因子中的部分因子,包括沉积物速效磷、硝态氮、铵态氮和有机质含量,表现出与同高程的本地种芦苇分布区间的显著差异(P0.05)。导致大型底栖动物食性功能群组成及分布发生变化是多种生境因子综合作用的结果,而对不同食性功能群起作用的主要影响因子存在差异。沉积物营养盐含量差异是造成大型底栖动物食性功能群多度变化的最主要因素;沉积物盐度是影响大型底栖动物食性功能群生物量的最主要因素。要完整揭示底栖动物功能群分布特征及其影响因子的作用机理,需要综合考虑水文、植被、沉积物等多种生境因子。     

灵昆东滩围垦区内外大型底栖动物季节变化和功能群的比较

2006年2月至2006年11月在浙江的灵昆岛东滩湿地选择1997年围垦区以及围垦区外的自然滩涂作为样地,开展围垦区内、外大型底栖动物季节变化和功能群组成的研究,并探讨造成差异的原因.本次调查共发现大型底栖动物36种,隶属7门8纲22科,在围垦区外的中潮带发现的物种数最多,为26种.在这些物种中,绝大多数属于软体动物(12种)、节肢动物甲壳类(13种)以及环节动物门的沙蚕类(5种),分别为总物种数的33.3%、36.1%、13 .9%.定量调查共发现大型底栖动物24种,根据其食性类型划分为5个功能群.同时利用取样得到的数据,分别对围垦区内、外的密度、物种数以及各站点不同季节的物种多样性指数 Margalef S、Shannon-Weiner H′、Pielou J、Simpson D进行站点-季节间无重复双因素方差分析,并对大型底栖动物进行了功能群划分及多元统计分析.结果表明:围垦区内、外滩涂湿地大型底栖动物群落结构和功能群组成存在一定的差别;生境与大型底栖动物功能群的组成结构有一定的关系;围垦区内大型底栖动物的群落结构和功能群组成的季节变化大于围垦区外的自然滩涂[动物学报 54(3):416-427,2008].     

长江口底栖动物功能群分布格局及其变化

用功能群方法对长江口南岸潮滩底栖动物与河口环境梯度和生境变化的关系进行了研究。根据底栖动物的取食类型,运动能力和摄食机制进行了功能群的划分。共鉴别出55种栖动物,并将其划分为15种功能群类型,均表现出沿长江口南岸河口梯度的逐渐变化的分布格局,底栖动物物种数和功能群类型数主要表现出与河口盐度梯度呈正相关的动物地理分布格局,沿着河口梯度,不同的采样断面,优势功能群不同。在河口下游,功能群类型多样化,各种食性类型,不同运动能力及各种摄食机制抽功能群皆有;而生境较单一的河口上游和受污染较严重的断面,功能群类型较少,沿着河口梯度,最显著的变化是固着生活和以触手摄食的功能群的迅速消失,底栖动物功能群多样性是对河口环境梯度和生境质量的综合反映。     

不同红树植物群落中大型底栖动物群落的比较

2005—2006年对广东湛江红树林国家级自然保护区湿地三种红树植物群落(白骨壤 桐化树群落、桐花树群落、木榄 桐花树群落)的大型底栖动物群落特征进行了分析研究。白骨壤 桐化树群落大型底栖动物群落的物种数、栖息密度、生物量、丰富度指数和多样性指数均最高,优势度指数居中,均匀度指数略低于桐花树群落;桐花树群落大型底栖动物物种数急剧减少,尤其是底内型、底上附着型和穴居型种类减少明显,生物量和栖息密度下降到最低,由于个体数种间分配较为均匀而导致优势度指数下降而均匀度指数增高,虽丰富度指数略低于白骨壤 桐化树群落,但多样性指数接近于白骨壤 桐化群落;木榄 桐花树群落,大型底栖动物群落的物种数,尤其是穴居型和底内型种数继续减少,但生物量和栖息密度有所上升,个体数种间分配不均匀而使优势度指数增高而均匀度下降,加上丰富度指数最低,故多样性指数最小。白骨壤 桐化树群落优势种的生活型是底内型和穴居型;桐花树和木榄 桐花树群落优势种的生活型均是穴居型。三种红树植物群落中的大型底栖动物群落的GS/GSB分别为0.48、0.63、0.80。相同红树植物群落大型底栖动物群落结构都较为相似,木榄 桐花树群落的相似性最高,而不同红树植物群落大型底栖动物群落特征的差异明显,反映了不同红树群落对底栖动物群落作用的差别,同时也展示了各种大型底栖动物对不同红树群落生境的适应情况。     

长江口潮沟大型底栖动物群落的初步研究

通过对长江口崇明东滩潮沟系统与大型底栖无脊椎动物进行取样调查 ,研究了潮沟不同生境的底栖动物群落及其多样性 ,分析了潮沟生境异质性与底栖动物群落的关系。研究发现 :①潮沟剖面中出现明显的动物群落分带现象 ,从潮沟底、潮沟边滩到草滩 ,底栖动物种类、生活型组成和生活类群比例反映了河口潮滩潮沟底栖动物生态系列 ;②密度和生物量的分布皆为潮沟边滩 >草滩 >潮沟底 ,但密度与生物量的面上群 /面下群值格局却有不同 ,说明了密度和生物量的优势生活型和生活类群随潮沟生境的差异而变化 ;③潮沟系统 3种生境的多样性指数D ,H′和J值均为草滩 >潮沟边滩 >潮沟底 ,是潮沟系统生境结构分化的结果。潮沟底和潮沟边滩等特殊生境的存在 ,提高了淤泥质河口潮滩的生境异质性 ,说明了潮沟系统在维持河口生态系统底栖动物物种多样性中的重要作用。     

长江口新生湿地大型底栖动物群落时空变化格局

为了解长江口新生湿地大型底栖动物时空变化格局,2004年11月—2005年10月对九段沙湿地的3个沙洲以及各主要生境进行了调查。结果表明:九段沙湿地大型底栖动物密度和生物量均呈春季最高,夏、秋季下降,秋季末和冬季回升的趋势,整体生物多样性水平较低,分布不均匀。夏季上沙和中沙底栖动物密度存在显著差异,四季生物密度和生物量空间梯度为下沙>上沙>中沙。由物种组成分析可知,九段沙湿地大型底栖动物群落时空变化与优势种的消长有关。各季海三棱藨草带和藨草带底栖动物密度和生物量最高,芦苇和互花米草次之,光滩区域最低,且群落季节波动大。外来物种互花米草生境下底栖动物群落特征与土著种芦苇生境下无显著差异。     

泉州湾蟳埔潮间带大型底栖动物群落的时空分布

为了比较泉州湾蟳埔潮间带沙滩、互花米草滩和牡蛎石泥滩3种生境(3个潮层)的大型底栖动物群落,2011年4月至2012年1月对3种生境的大型底栖动物进行了季度定量取样。在3种生境共获得85种大型底栖动物,其中环节动物39种,软体动物20种,节肢动物21种,刺胞动物、扁形动物、纽虫动物、星虫动物和脊索动物各1种。多维标度排序(MDS)分析表明,春季和冬季泉州湾蟳埔潮间带3种生境的大型底栖动物群落相似性较低;夏季和秋季互花米草滩与牡蛎石泥滩的大型底栖动物群落相似性较高,而与沙滩的大型底栖动物群落相似性较低。沙滩大型底栖动物群落的季节变化较明显,其次是牡蛎石泥滩,而互花米草滩大型底栖动物群落的季节变化较不明显。大型底栖动物栖息密度和生物量随着潮层降低而增加。单变量双因素方差分析(Two-way ANOVA)表明,不同生境之间的大型底栖动物物种数、栖息密度、多样性指数、均匀度指数和丰度指数有显著差异,但生物量无显著差异,这是因为沙滩的物种数较少,栖息密度较低,但优势种弧边招潮蟹(Uca arcuata)个体较大,互花米草滩和牡蛎石泥滩的优势种为加州中蚓虫(Mediomastus californiensis),个体相对弧边招潮蟹小。不同季节之间大型底栖动物物种数、栖息密度、生物量和丰度指数有显著差异,但多样性指数和均匀度指数元显著差异,这是因为沙滩物种数少,但个体分布比较均匀,而互花米草滩和牡蛎石泥滩物种数较多,个体分布较不均匀。以上结果表明,潮汐、沉积物粒径和生境是影响潮间带大型底栖动物群落的主要因素。潮汐导致潮间带的空间异质性,空间异质性导致大型底栖动物群落的差异。     

三源区分土壤呼吸组分研究

三源区分土壤呼吸组分是指将土壤呼吸区分为纯根呼吸、根际微生物呼吸和土壤有机质呼吸3个部分。土壤有机质呼吸、纯根呼吸和根际微生物呼吸是3种不同的生物学过程,这3种呼吸对环境变化具有不同的响应机制。区分土壤呼吸中由根系引起的自养和异养呼吸组分的研究对定量评价陆地生态系统碳平衡具有重要的意义。论述了三源区分土壤呼吸组分的意义、方法和应用,分析了不同条件下土壤呼吸组分区分的研究结果。实验室纯根和根际微生物呼吸占根源呼吸比重约为45%和55%;野外条件下约为60%和40%。最后对本研究未来的发展方向进行了展望。     

土壤各组分呼吸区分方法研究进展

土壤呼吸分为自养型呼吸(根呼吸)和异养型呼吸(微生物和动物呼吸),区分各组分呼吸可了解在全球变化条件下土壤碳循环和碳平衡的动态。本文综述了3种主要区分自养呼吸和异养呼吸的方法:①组分法;②根去除术;③同位素法。其中同位素法对根和土壤的影响最小,是最可靠的一种方法;综合各方面考虑,根去除法是最切实可行的方法。     

中国森林土壤呼吸模式

通过收集国内62个森林样地的土壤呼吸及相关因子数据,分析中国森林土壤呼吸模式.结果表明,中国森林土壤呼吸年通量与年均气温、年均降水量、年凋落物量和年地上净生产力均呈显著的线性正相关,土壤呼吸的Q10则与年均气温和年均降水量均呈显著的负相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸与土壤呼吸间均呈显著线性正相关;土壤异养呼吸和枯枝落叶层呼吸与年凋落物量呈显著正相关;土壤异养呼吸与自养呼吸间呈显著的线性正相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸、矿质土壤呼吸占土壤呼吸的比例均值分别为34.7%、20.2%和50.2%.矿质土壤呼吸所占比例与气温和降水量呈显著负相关,而异养呼吸所占比例则与降水量呈显著负相关.根系呼吸所占比例与根系呼吸之间呈渐近线关系(渐近值为45.9%).     

Respiratory responses of higher plants to atmospheric CO2 enrichment

Although the respiratory response of native and agricultural plants to atmospheric CO₂ enrichment has been reported over the past 75 years, only recently have these effects emerged as prominent measures of plant and ecosystem response to the earth's changing climate. In this review we discuss this rapidly expanding field of study and propose that both increasing and decreasing rates of leaf and whole-plant respiration are likely to occur in response to rising CO₂ concentrations. While the stimulatory effects of CO₂ on respiration are consistent with our knowledge of leaf carbohydrate status and plant metabolism, we wish to emphasize the rather surprising short-term inhibition of leaf respiration by elevated CO₂ and the reported effects of long-term CO₂ exposure on growth and maintenance respiration. As is being found in many studies, it is easier to document the respiratory response of higher plants to elevated CO₂ than it is to assign a mechanistic basis for the observed effects. Despite this gap in our understanding of how respiration is affected by CO₂ enrichment, data are sufficient to suggest that changes in leaf and whole-plant respiration may be important considerations in the carbon dynamics of terrestrial ecosystems as global CO₂ continues to rise. Suggestions for future research that would enable these and other effects of CO₂ on respiration to be unravelled are presented.     

土壤微生物与根系呼吸作用影响因子分析

土壤呼吸作用作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,是当前碳循环研究中的热点问题.对于土壤呼吸作用主要组成部分土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用影响因子的研究,有助于准确地评估全球碳收支.本文从气候、土壤、植被及地表覆被物、大气CO₂浓度、人为干扰等方面综述了土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用的主导影响因子,指出这些影响因子不仅直接或间接地影响土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用,而且它们之间相互作用、相互影响,且各影响因子的地位和作用会随时空尺度变化发生相应改变.在此基础上,论文提出了未来土壤呼吸作用的研究重点.     

马尾松林土壤呼吸组分对不同营林措施的响应

针对不同营林措施(对照、除灌、采伐1(15%)、采伐2(70%)后的三峡库区马尾松飞播林,采用LI-8100对其土壤呼吸组分的呼吸速率和土壤温度、湿度进行为期1年的连续观测分析表明,不同营林措施对土壤呼吸组分的影响不同。1)观测期内,各营林措施下凋落物层呼吸速率差异并不显著,对照、除灌、采伐1、采伐2的根呼吸速率均值分别为:1.00、0.83、0.86、1.11μmolCO_2m~(-2)s~(-1);采伐处理下矿质土壤呼吸显著高于对照和除灌(P0.05);2)与对照相比,营林措施并未显著改变凋落物呼吸对于土壤总呼吸的贡献率(18.78%-23.70%),但降低了根呼吸的贡献率,其中以采伐1最为显著(P0.05);除灌的矿质土壤呼吸贡献率(37.00%)与对照(38.32%)相近,而采伐1(45.63%)和采伐2(43.07%)均显著增加了矿质土壤呼吸的贡献率,矿质土壤呼吸的变化是造成采伐措施下土壤呼吸变化的主要土壤呼吸组分;3)营林后仅采伐2措施下土壤温湿度显著高于对照,土壤温湿度双因子模型较单因子模型能更好的解释土壤呼吸组分变化,但仅能解释其部分变化(4.6%-59.3%),仍需对营林后其他相关因子进行深入的综合研究。     

青藏高原东缘亚高山针叶林人工恢复过程中的土壤呼吸特征

采用动态密闭气室红外CO₂分析法,对青藏高原东缘云杉人工林的土壤呼吸进行连续定位测定,并用挖壕沟法区分土壤自养呼吸和异养呼吸.结果表明:4种云杉林的土壤呼吸速率与土壤5 cm层温度有显著的正指数关系,与土壤含水量的相关性不显著.4种云杉林土壤呼吸年通量在792.08～1070.20 g C·m^-2·a^-1,大小依次为：天然云杉林＞22年生云杉人工林＞65年生云杉人工林＞35年生云杉人工林,随着人工林的恢复呈先降低后升高的趋势.在森林恢复过程中,人工云杉土壤自养和异养呼吸年通量均先减少后增加, 在253.36～357.05 g C·m^-2·a^-1和538.69～703.82 g C·m^-2·a^-1范围变化.22年生、35年生、65年生云杉人工林和天然云杉林非生长季 （2007-11-2008-03）和生长季（2008-04-2008-10）的Q₁₀值分别为：4.59、6.54、4.77、3.18和4.17、4.66、3.11、2.74.除22年生云杉人工林,Q₁₀值随云杉林的恢复更新而逐渐降低, 且非生长季节Q₁₀值均明显高于生长季节.     

湖南会同林区毛竹林地的土壤呼吸

采用CID-301PS光合分析仪(配带土壤呼吸室),对湖南会同林区毛竹林地土壤呼吸进行测定,结果表明,毛竹林地土壤总呼吸速率、异养呼吸速率、自养呼吸速率及凋落物呼吸速率的年平均值分别为2.13、1.44、0.69μmolCO2·m-2·s-1和0.31μmolCO2·m-2·s-1,并呈现明显的季节变化规律和日变化规律,季节变化曲线呈单峰型,表现为1～7月份随着气温、地温的升高呈上升的趋势,在8月达年呼吸速率的最大值,分别达4.95、3.01、1.94μmolCO2·m-2·s-1和0.80 μmolCO2·m-2·s-1,此后随温度的降低而呈逐渐递减的趋势,直到翌年的1月份或2月份,分别为0.76、0.70、 0.06μmolCO2·m-2·s-1 和 0.05μmolCO2·m-2·s-1.日变化曲线图表现为单峰形态,一般也是随着温度的升高而加大,随着温度的降低而减小.6:00～14:00,随着土壤温度的升高而增加,一般在16:00～18:00出现最高峰,此后,一直递减,直到次日4:00～8:00.由此计算出毛竹林地土壤年释放CO2量为33.94 t·hm-2·a-1,其中,林地异养呼吸、自养呼吸和凋落物呼吸分别占总呼吸的59.5%、28.3%和12.2%.     

Does the different photosynthetic pathway of plants affect soil respiration in a subtropical wetland?

Plants with different photosynthetic pathways could produce different amounts and types of root exudates and debris which may affect soil respiration rates. Therefore, wetland vegetation succession between plants with different photosynthetic pathways may ultimately influence the wetland carbon budget. The middle and lower reaches of the Yangtze River has the largest floodplain wetland group in China. Tian'e Zhou wetland reserve (29°48'N, 112°33′E) is located in Shishou city, Hubei province and covers about 77.5 square kilometers. Hemathria altissima (C4) was found gradually being replaced by Carex argyi (C3) for several years in this place. An in situ experiment was conducted in Tian'e Zhou wetland to determine the change of soil respiration as the succession proceeds. Soil respiration, substrate‐induced respiration, and bacterial respiration of the C4 species was greater than those of the C3 species, but below‐ground biomass and fungal respiration of the C4 species was less than that of the C3 species. There were no significant differences in above‐ground biomass between the two species. Due to the higher photosynthesis capability, higher soil respiration and lower total plant biomass, we inferred that the C4 species, H. altissima, may transport more photosynthate below‐ground as a substrate for respiration. The photosynthetic pathway of plants might therefore play an important role in regulating soil respiration. As C. argyi replaces H. altissima, the larger plant biomass and lower soil respiration would indicate that the wetland in this area could fix more carbon in the soil than before.