贵州省松桃县锰矿区洞穴动物群落结构与环境因子的关系

主要选取松桃锰矿区周边大洞、下洞为对象,研究洞穴环境因子与洞穴动物群落的关系,探索两洞穴环境中是否存在重金属Mn污染,对比分析两洞穴动物群落结构,探讨不同重金属、环境因子与两洞穴动物群落之间的相关性是否一致。通过采集,共获标本1274号,其中大洞660号,隶属于5门10纲21目24科26种,下洞614号,隶属于4门7纲15目21科26种。群落多样性分析结果显示,多样性指数由高到底的顺序为群落D(2.4745)C(1.4036)A(1.3549)B(1.1935)E(1.1384)F(0.7265)。分析大洞、下洞洞穴群落多样性与环境因子Pearson相关系数矩阵得出,大洞土壤中As、Mn与物种数均呈显著正相关,P值分别为0.039、0.029,下洞水体中重金属As与物种优势度呈显著正相关(0.021),重金属Mn与多样性指数呈显著负相关(0.044),温度是影响下洞洞穴群落数量、分布的主要原因。重金属污染评价显示,两洞穴水质污染小,土壤中的重金属除Hg达到极严重污染外,其余重金属均未超过中度污染等级。     

贵州织金洞洞穴动物群落多样性与光照强度及土壤重金属含量的关系

为了解洞穴动物群落多样性与环境的关系,以及土壤重金属污染对洞穴动物分布和多样性的影响,作者于2011年8月对贵州的著名旅游洞穴织金洞的动物群落多样性进行了调查.将该洞划分为5个光带,即入洞口有光带、出洞口有光带、入洞口弱光带、出洞口弱光带和黑暗带,共设置25个样方.采用Shannon-Wiener多样性指数对群落多样性进行了分析,采用主成分(PCA)分析动物群落多样性与环境的关系,用Hakanson潜在生态危害指数法测度和评价了洞内土壤重金属的潜在生态危害程度.结果显示:共获动物标本1,080号,隶属3门7纲26科41种(或类群);多样性指数、丰富度指数、均匀度指数、优势度指数最高的分别是出洞口有光带(2.7996)、入洞口有光带(4.5399)、出洞口有光带(0.9196)和出洞口弱光带(0.1868),入洞口有光带和出洞口有光带间相似性系数最高(0.6248);群落多样性和丰富度沿有光带、弱光带、黑暗带呈递减趋势.土壤中的有机质和空气中CO2含量、洞穴湿度、温度以及土壤中的重金属污染是影响洞穴动物群落多样性的主导因子;土壤中Cu、Zn、Ni、Cr、As均处于低度生态危害水平,而Hg污染较为严重,在入洞口有光带已达到重度生态危害水平(Er i=256.000);从整个洞穴的综合潜在生态风险指数的平均值(RI=192.714)来看,6种重金属总的潜在生态危害程度达到中度生态危害水平,洞穴受到一定程度的重金属污染.     

贵州董背洞和水江洞内动物群落结构与部分环境因子的相关性

在2002—2005年的2月和7月共5次赴荔波董背洞和水江洞对肉眼能见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集,在董背洞共获标本440号,隶属3门5纲10目20科39种或类群;在水江洞共获标本498号,隶属3门6纲11目20科25种或类群。根据上述两洞内各光带中动物种类和数量组成不同,将其划分为6个动物群落,经群落多样性分析,物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落B(4·1059)、H(2·4716)、B(3·3322)、E(0·9042)、C(0·3442)和A—C(0·5251)。此外还研究了群落多样性与部分环境因子的相关性,如温度、湿度、空气中CO2和N2含量、土壤有机质和部分无机盐含量等。用Pearson相关系数进行分析,结果显示土壤中有机质的含量与物种数、物种丰富度和群落最大多样性指数都呈极显著正相关,相关系数分别为0·885、0·909和0·868(双尾显著性检验均P≤0·05),与群落多样性指数呈显著正相关,相关系数为0·611(双尾显著性检验,P≥0·1),由此证明土壤有机质的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子之一;在地表,温、湿度是影响动物群落多样性变化的重要因子,但在特殊的溶洞内由于洞尾段的温度四季较稳定和整个洞穴内的湿度均较高,故与群落多样性的相关性不显著。     

贵州白云岩喀斯特洞穴动物群落结构及其与环境因子关系研究

通过对贵州省施秉县白云岩喀斯特地区大塘下洞和岩孔洞的深入调查,共采集洞穴动物标本1541号,隶属于32科61种。其中岩孔洞共采集洞穴动物标本668号,隶属于17科30种,大塘下洞共采集洞穴动物标本873号,隶属于24科37种。经数理统计分析,在2个洞穴弱光带中,除物种优势度外,群落多样性均最大。在所有群落中,多样性最高的是群落E,优势度指数最高的是群落C。用Pearson相关系数进行环境因子、物种或群落多样性的相关性分析,结果显示群落多样性各指数之间相关性较显著,温度和群落多样性之间也存在显著相关关系,土壤中砷对物种或群落多样性也有影响。从研究的环境因子与物种或群落多样性的欧氏距离分析来看,除湿度与其他系数的欧氏距离较大外,其余系数间欧氏距离均较小,最小欧氏距离为0.22。表明洞穴动物群落与环境因子之间相关性较显著。经土壤污染评价,岩孔洞严重受到重金属汞和砷的污染,对洞穴动物群落结构产生严重影响。     

贵州波多洞和甲良洞内部分环境因子与动物群落结构的相关性

在2002-2005年的2月和7月多次赴荔波波多洞和甲良洞对肉眼能见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集。在波多洞共获标本1045号,隶属3门6纲13目27科45种或类群,在甲良洞共获标本469号,隶属3门6纲9目24科52种或类群。根据上述两洞内各光带中动物种类和数量组成,可划分为6个动物群落。经群落多样性分析,物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落D（8.3223）、D（3.4677）、D（3.8286）、D（0.9057）、C（0.0404）和D-E（0.6611）。环境因子与群落多样性的相关分析结果显示：土壤中有机质的含量与物种数、物种丰富度、群落多样性和群落最大多样性指数都呈极显著正相关（相关系数分别为0.908、0.913、0.826和0.818）,与群落均匀度指数呈显著正相关（相关系数为0.674）;空气中CO2的含量与物种数、物种丰富度、群落多样性、群落最大多样性和均匀度指数都呈负相关（相关系数分别为-0.324、-0.552、-0.573、-0.345和-0.742）。这些结果暗示土壤有机质的含量和空气中CO2的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子。     

贵州龙洞和万家洞内部分环境因子与动物群落结构的相关性

分别在2005年的10月和2006年的2月赴遵义龙洞和万家洞对肉眼见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集,在龙洞共获标本454号,隶属3门6纲13目20科29种或类群;在万家洞共获标本1726号,隶属3门7纲11目18科22种或类群。根据两洞内各光带中动物种类和数量组成不同,将其划分为6个动物群落,经群落多样性分析,物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落A(3.1932)、C(2.0788)、A(2.8332)、B(0.7828)、E(0.3789)和B-E(1.7854)。此外还研究了部分环境因子与群落多样性的相关性。结果显示,土壤中有机质的含量与群落多样性指数呈极显著正相关,相关系数为0.828(双尾显著性检验≤0.05);空气中CO2的含量与物种数、物种丰富度指数、群落多样性指数、群落最大多样性指数和群落优势度指数都成不显著负相关,相关系数分别为-0.160、-0.263、-0.072、-0.117和-0.031。由此证明土壤有机质的含量和空气中CO2的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子。     

广西大岩洞和岩头2号洞洞穴动物群落结构及其与环境因子关系分析

通过对广西大岩洞和岩头2号洞进行深入调查,采集到动物标本5048号,隶属35科42属69种。其中大岩洞共获洞穴动物标本3324号,隶属26科30属50种;岩头2号洞共获洞穴动物标本1724号,隶属29科36属46种。根据两洞不同光带中洞穴动物类群和个体数量组成不同,可将其划分为6个动物群落。经过群落多样性分析:均匀度指数从高到低的顺序是群落F(0.9790)>C(0.8392)>B(0.7553)>E(0.7355)>A(0.6970)>D(0.6487),群落E(6.3717)和群落D(5.6321)的物种丰富度指数最高。群落多样性指数最高的是群落F(3.0261)和C(2.7694)。此外,还研究了部分环境因子与群落多样性的相关性,结果表明:S与AT(气温)呈显著正相关;D与ACO(CO2含量)呈显著正相关;H'与AN(N2含量)呈显著正相关;H'与ACO呈显著负相关;H'max与AT(温度)呈显著正相关;J'与AN呈显著正相关;J'与ACO呈显著负相关;H(湿度)与AO呈显著负相关;S与ACO呈极显著负相关;其余的相关性均不明显。从所列的环境因子与物种和群落的多样性的欧式距离分析来看,S与D的欧氏距离最小,为66.753;S与AO的欧氏距离最小,为28.736;D与SOM(土壤有机质的含量)的欧氏距离最小,为8.035;H'与SOM的距离最小,为2.132;J'与AN的欧氏距离最小,为1.790。     

贵州董背洞和水江洞内动物群落结构与部分环境因子的相关性

在2002—2005年的2月和7月共5次赴荔波董背洞和水江洞对肉眼能见到的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集，在董背洞共获标本440号，隶属3门5纲10目20科39种或类群；在水江洞共获标本498号，隶属3门6纲11目20科25种或类群。根据上述两洞内各光带中动物种类和数量组成不同，将其划分为6个动物群落，经群落多样性分析，物种丰富度、群落多样性、最大多样性、均匀度、优势度和相似性指数最高的分别是群落B(4.1059)、H(2.4716)、B(3.3322)、E(0.9042)、C(0.3442)和A—C(0.5251)。此外还研究了群落多样性与部分环境因子的相关性，如温度、湿度、空气中CO ₂和N ₂含量、土壤有机质和部分无机盐含量等。用Pearson相关系数进行分析，结果显示土壤中有机质的含量与物种数、物种丰富度和群落最大多样性指数都呈极显著正相关，相关系数分别为0.885、0.909和0.868(双尾显著性检验均P≤0.05)，与群落多样性指数呈显著正相关，相关系数为0.611(双尾显著性检验，P≥0.1)，由此证明土壤有机质的含量是影响洞穴动物群落变化的重要因子之一；在地表，温、湿度是影响动物群落多样性变化的重要因子，但在特殊的溶洞内由于洞尾段的温度四季较稳定和整个洞穴内的湿度均较高，故与群落多样性的相关性不显著。     

洞穴环境因子对动物群落结构的影响——以贵州松桃神女洞为例

神女洞是位于贵州松桃县的一个典型喀斯特洞穴,由于洞口已有一部分被旅游开发,为了能较详细地记录该洞穴的动物资源状况,了解洞穴环境条件与洞内动物群落结构之间的关系,及部分环境因子对洞穴动物空间分布的影响,2016年7月,在贵州松桃神女洞进行了较为深入的调查,共采获动物标本645号,土壤样本9份（250 g/份）,并对空气温湿度及CO、CO2、O2、H2S 4种气体的含量进行现场测定。动物标本经鉴定,隶属3门8纲13目24科37种。斑灶马（Diestrammena marmorata）为优势种,占整个类群的67.60%。用原子吸收法测定了洞穴土壤中重金属Pb、Cd的含量,原子荧光法测定Hg、As的含量,并对这4种重金属进行污染评估,结果显示,Hg污染严重,含量超出中国土壤背景值,综合污染指数远远超过重度污染等级线。结合多样性指数运用相关性分析方法分析该洞穴动物群落的结构特征,结果表明,该洞穴动物群落的均匀度指数J''和优势度指数C与空气中H2S含量呈现显著相关关系;最大多样性H''max与温度呈极显著负相关。用典型相关分析方法分析洞穴动物的空间分布状况与环境因子相关性。唇足纲（Chilopoda）、两栖纲（Amphibia）和哺乳纲（Mammalia）的动物在空间分布上差异较小,且与空气中CO2和土壤中铅的含量成正相关;蛛形纲（Arachnoidea）的分布与O2含量呈正相关;倍足纲（Diplopoda）喜生活在较潮湿的地方;腹足纲（Gastropoda）的分布与空气中H2S的量正相关。     

老秃顶子石河冰缘地貌森林群落物种多样性及其影响因素

基于对24个样地的调查数据,采用物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数以及Jaccard相似性指数,对辽东山地老秃顶子石河冰缘地貌森林群落物种多样性及其影响因子进行了研究。结果显示:(1)石河冰缘地貌森林群落中落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林的物种丰富度指数平均值分别为41±10、34±5和31±7。森林群落物种丰富度变异系数均为中等变异性。(2)石河冰缘地貌森林群落中落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林的Shannon-Wiener指数平均值分别为1.67±0.32、1.50±0.18和1.29±0.25。(3)石河冰缘地貌森林群落间Jaccard相似性指数为0.037~0.530,且集中在极不相似和中等不相似区间。(4)相关性分析结果显示,石河冰缘地貌海拔高度与森林群落乔木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数呈极显著负相关(P0.01),与灌木层物种丰富度指数呈显著负相关(P0.05);土壤电导率和含盐量均与森林群落物种多样性指数呈显著正相关(P0.05);土壤pH值与灌木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数呈极显著正相关(P0.01);土壤CaO含量分别与乔木层和灌木层的物种丰富度指数、乔木层Shannon-Wiener指数呈显著正相关(P0.05)。这表明海拔高度、土壤电导率、盐含量、pH值和CaO含量是影响石河冰缘地貌森林群落物种多样性变化的重要因素。     

贵州紫云洞和樱桃洞洞内动物的群落结构与洞穴环境关系初步研究

2006年7月对贵州织金县紫云洞和樱桃洞洞内软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集。在紫云洞共获标本1128号,经初步鉴定隶属于3门5纲9目22科60种;在樱桃洞共获标本563号,经初步鉴定隶属于3门8纲12目27科49种。根据两洞内各光带中动物的种类和数量组成不同,将其划分为6个群落。经群落多样性分析：物种丰富度、群落多样性、均匀度和相似性指数最高的分别是群落A（4．8975）、A（2．5312）、A（3．4657）、D（0．3180）。均匀度指数从高到低的顺序是群落F（0．8010）〉D（0．7704）〉E（0．7475）〉A（0．7304）〉C（0．7103）〉B（o．7005）;此外,还研究了部分环境因子与群落多样性的相关性,讨论了洞穴这一特殊生态系统中的食物网结构,并对洞穴动物资源的开发与保护进行了探讨。     

Hickmania Troglodytes, the Tasmanian Cave Spider, and its Potential Role in Cave Management

Cave faunas – which often contain a high representation of spiders – are subject to increasing pressure from the effects of epigean habitat degradation and recreational caving activities. Hickmania troglodytes is a prominent member of the Tasmanian cave fauna, a spider of phylogenetic, zoogeographic and ecological importance, but about which little has previously been known. Long-term monitoring has revealed many unusual life-cycle characteristics in this species, most of which occur over long periods of time and are dependent upon environmental stability. The species presents a potentially useful tool in the management and monitoring of cave fauna and karst, as it is large, conspicuous, numerous, ubiquitous, sedentary, functionally significant and potentially sensitive to various sources of disturbance. H. troglodytes may provide a visible and obvious measure of disturbance in and around cave entrances, and may also prove useful in detecting broader scale impacts affecting the entire cave. Many promising developments are being made in terms of cave management in Tasmania, but other issues are less well addressed and still need to be resolved. With further research, the use of indicator or sentinel species may prove to be well suited to the less complex and often sparsely populated subterranean environment, and may play an important role within larger management strategies for cave fauna and karst.     

Wickiup Cave

Abstract

Wickiup Cave, site 24BE601, is located in the Tendoy Mountains of southwestern Montana. The site consists of a log, brush, and rock wickiup built in a huge limestone cave. The wickiupand numerous artifacts found in the cave are attributed to historic Tukudika Shoshone occupation.     

Diagenesis of bone from Border Cave: implications for the age of the Border Cave hominids

Hominids from the site of Border Cave purportedly provide direct evidence for the early emergence of anatomically modern humans (AMH) in Southern Africa. ESR dating of Border Cave faunal enamel has confirmed the antiquity of the sediments, although questions persist regarding the provenience of the hominid specimens. Here we establish that, at Border Cave as elsewhere, bone mineral crystallinity, measured as the infrared (IR) splitting factor (SF), distinguishes between contemporary and recent bones on the one hand, from Middle Stone Age (MSA) bones on the other. Two hominid postcranial bones recovered in 1987 from a slumped profile, having essentially no provenience, are shown to have crystallinity indices consistent with the MSA fauna, while two of the purportedly ancient AMH specimens (BC3 and BC5) have values consistent with recent fauna. We conclude that BC3 and BC5 may be considerably younger than the sediments from which they were recovered.     

Bubble-Induced Cave Collapse

Conventional wisdom among cave divers is that submerged caves in aquifers, such as in Florida or the Yucatan, are unstable due to their ever-growing size from limestone dissolution in water. Cave divers occasionally noted partial cave collapses occurring while they were in the cave, attributing this to their unintentional (and frowned upon) physical contact with the cave walls or the aforementioned “natural” instability of the cave. Here, we suggest that these cave collapses do not necessarily result from cave instability or contacts with walls, but rather from divers bubbles rising to the ceiling and reducing the buoyancy acting on isolated ceiling rocks. Using familiar theories for the strength of flat and arched (un-cracked) beams, we first show that the flat ceiling of a submerged limestone cave can have a horizontal expanse of 63 meters. This is much broader than that of most submerged Florida caves (~ 10 m). Similarly, we show that an arched cave roof can have a still larger expanse of 240 meters, again implying that Florida caves are structurally stable. Using familiar bubble dynamics, fluid dynamics of bubble-induced flows, and accustomed diving practices, we show that a group of 1-3 divers submerged below a loosely connected ceiling rock will quickly trigger it to fall causing a “collapse”. We then present a set of qualitative laboratory experiments illustrating such a collapse in a circular laboratory cave (i.e., a cave with a circular cross section), with concave and convex ceilings. In these experiments, a metal ball represented the rock (attached to the cave ceiling with a magnet), and the bubbles were produced using a syringe located at the cave floor.