佛坪自然保护区植物群落物种多样性和复杂性的海拔格局研究

通过样地调查,利用多样性和复杂性指数分别研究了佛坪国家自然保护区植物群落物种多样性、复杂性沿海拔的变化规律,并对比分析了复杂性与物种多样性之间的关系.结果表明:(1)随着海拔升高,群落结构总复杂性与物种多样性表现出相似的变化规律,均呈现出“低-高-低”的偏正态分布格局,且海拔1 300～1 500 m是植物群落总复杂性和多样性最大区域;植物群落无序结构复杂性与总复杂性沿海拔变化规律相似,而群落有序结构复杂性却没有随海拔升高呈规律性变化.(2)研究区域植物群落物种多样性不仅与海拔变化有关,还与巴山木竹(Bashania fargesii)、秦岭箭竹(Fargesia qinlingensis)分布密度有着密切关系;在2个竹林交汇区域,物种多样性及物种数量都有着明显升高.(3)群落总复杂性、无序结构复杂性分别与多样性各个指数具有极显著的线性关系,物种多样的变化能够完全表达植物群落总复杂性的变化,但植物群落有序结构复杂性与物种多样性之间无显著相关性.因此,物种多样性不能用作植物群落结构复杂性测度方法.     

群落结构复杂性的测度方法研究进展

该文对群落结构复杂性的测度方法的研究进展状况进行了综述。根据测度方法建立的方法基础,将现有的方法分成3类:基于多样性的复杂性测度、基于计算复杂性的测度和基于几何学特征的复杂性测度。对每类测度方法进行了介绍,对其优缺点进行了评述。同时提出了未来研究中应给予重视的问题。结果表明,现有群落结构复杂性的测度方法普遍存在区分能力差的问题,对于基于多样性的结构复杂性测度,目前还缺乏确定各测度属性权重的客观方法;现有的一些基于计算复杂性的结构测度与多样性指标关系过于密切,还不完善,同时其生态学的意义还不明确,而另一些计算复杂性指标还缺乏实际检验。今后,如何建立既具有区分力、又与多样性在概念和数值上都有一定区别的群落结构的计算复杂性的测度方法、如何科学合理地确定复杂性测度中的属性权重以及如何建立结构复杂性的测度和功能过程之间的联系等都是需要深入和系统研究的。由于方法的相似性,有关群落结构复杂性的测度方法也可以应用到其它尺度上的结构复杂性的研究中。     

中国东北样带（NECT）植物群落复杂性与多样性研究

在更广的意义上考虑群落复杂性的概念,将群落总复杂性分离为基于无序的复杂性和结构复杂性,并以群落的两个原始数据－群落组分（例如种群）数和各组分个体的比例分布为基础,用描述群落的最小剩余码的平均码长Ｌ（Ｓ）＝ｑ／∑／ｊ＝１ｐｊｌｊ（其中ｌｊ为物种Ｓ的相对多度的Ｈｕｆｆｍａｎ码字长度,ｑ是物种数,ｐｊ满ｑ／∑／ｊ＝１ｐｊ＝１）测度群落总复杂性,用Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ熵Ｈ（Ｓ）＝－ｑ／∑／ｊ＝１ｐ     

岷江干旱河谷植物群落的复杂性

通过对岷江干旱河谷植被及环境因子的系统取样调查,研究了该地区植物群落复杂性及其与环境因子的关系,探讨了群落复杂性与多样性、均匀度、物种丰富度之间的关系.随着海拔的增加,群落总复杂性和结构复杂性均表现为“高-低-高”的变化趋势,表明高海拔和低海拔段有较高的复杂性,中海拔段复杂性较低;位于干旱河谷核心区的样带3、4较北部过渡区样带1、2和南部过渡区样带5、6有着较低的群落总复杂性;不同坡位、坡形及坡向,群落总复杂性和结构复杂性,均表现为上坡位＞下坡位＞中坡位,凹坡＞平破＞凸坡,阴坡＞半阴半阳坡＞阳坡.华帚菊-小黄素馨灌丛的总复杂性最高,西南野丁香灌丛、驼绒藜灌丛的总复杂性最低,橿子栎灌丛和群小花滇紫草灌丛的结构复杂性较高; 群落总复杂性与有机质、全N、土壤含水量、水解N、速效K呈现出显著的二次曲线关系,与全K、全P、速效P、pH值没有明显的相关关系.总复杂性与多样性、均匀度、物种丰富度的关系密切,均呈现显著的线性正相关关系.均匀度和结构复杂性呈现极显著的线性负相关,表明结构复杂性随均匀度的增加而减小.作为群落总复杂性与多样性的区分,结构复杂性对群落内物种数的变化较为敏感,不仅与均匀度有关,还与群落物种数量有关.结构复杂性和多样性作为群落总复杂性的两个组成部分,对总复杂性的影响随着研究区域和群落的不同而不同.     

森林群落复杂性分析:以广东黑石顶森林为例

本文将森林群落复杂性定义为消除群落中任意一个树木个体的种名及层次不确定性所需的平均信息量,提出用联合熵H(X,Y)测度群落复杂性.H(X,Y)=H(X)+H(Y|X),其中H(X)=-∑Si=1(ni)/(N)log2((ni)/(N)),H(Y|X)=-∑Si=1(ni)/(N)∑4j=1(nij)/(ni)log2((nij)/(ni)),分别为树种组成复杂性和树种结构复杂性.式中S为森林群落树种数,N为森林群落的树木总株数,ni(i=1,2,...,S)为第i个树种的株数,nij(j=1,2,3,4)为第i个树种在第j层次的株数.用联合熵分析了广东省封开县黑石顶自然保护区针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林等3种典型森林类型的复杂性.结果表明,群落复杂性的顺序为常绿阔叶林>针阔混交林>针叶林.同时,各森林类型的群落复杂性H(X,Y)与取样尺度之间具有较好的分形关系.     

分离生态变化中的物种相互作用组分

本文用描述群落的最小剩余码的平均码长L（S）测度群落总复杂性,用Renyi熵测度非组织复杂性,并将它们之差△（S）作为组织复杂性或群落结构复杂性的测度,提出了一个测度群落内种间相互作用的指标,以有关生物群落结构组建的理论及约束典型排序技术;典型对应分析CCA和测余分析RA为基础,发展一种包括环境,空间格局和物种相互作用三方面因素的植物群落数量分析方法,并在种多度数据的变化中分离出这几个方面的变化。     

张家口土壤蜘蛛群落结构及多样性研究

1996年8月中旬,在张家口地区4种生境中共捕获土壤蜘蛛461头,隶属于12科54种(属)。研究表明:4种生境中的土壤蜘蛛群落相似性很小,群落结构组成不同,丰富度、多样性指数、均匀度、优势度也不同。植被类型、疏密程度是影响群落结构的主要生态因子,农事活动是另一个重要影响因素。     

汉江支流堵河鱼类群落结构及多样性

基于堵河2018年6月-2019年5月渔获物,分析了鱼类群落组成及变化、优势种以及群落多样性时空分布特征,讨论了外界环境扰动作用对鱼类群落结构和生物多样性的影响.结果 表明:调查期间共采集鱼类38种,分属4目8科,其中鲤形目鱼类最多(26种),占总种数的68.4％.群落优势种为鳙(Aristichthys nobili...     

中国沙拐枣属天然群落特征及其物种多样性研究

根据野外调查资料,应用生物多样性的原理和方法计测了群落的物种丰富度指数(R0、R1)、物种多样性指数(H′、D)、均匀度指数(E)以及优势度指数(C)以分析中国沙拐枣属天然群落的群落学特征。结果表明(1)中国沙拐枣属天然群落组成成分简单,共出现种子植物91种,分属22科62属,科属组成较为分散;生活型组成中1年生植物种类多,数量大,占总数的35.16%;沙拐枣属天然群落的垂直结构明显;(2)多样性分析表明,中国沙拐枣属天然群落物种组成单一,结构简单,其中群落多样性最低分别为塔克拉玛干沙拐枣(Calligonum roborowskii)群落和沙拐枣(C.mongolicum)(若羌)群落。群落多样性最高分别为沙拐枣(C.mongolicum)(采南)群落、小沙拐枣(C.pumilum)群落和艾比湖沙拐枣(C.ebi-nuzicum)群落。不同沙拐枣属植物所形成的群落差异主要表现在物种组成以及物种多样性水平,这种差异表现主要是1年生和多年生草本植物的物种多样性。(3)丰富度指数和物种多样性指数表现出基本一致的变化趋势,而生态优势度指数则表现相反的趋势。物种的丰富度指数和多样性指数与群落的结构以及立地环境条件等有密切的关系,结构复杂的群落较其它群落的多样性指数高,但由于特殊生境所形成的单优群落物种多样性指数则较低。     

塔里木荒漠河岸林异质生境物种多样性比较与其测度指标筛选及评价

选择合适的物种多样性测度指标与多样性指数是进行群落多样性研究的基础工作。依据塔里木河上游荒漠河岸林样地调查资料,分别采用重要值、盖度和多度为测度指标比较了反映群落物种丰富度、多样性、均匀度和优势度12种多样性指数与异质生境群落多样性特征,并对多样性指数进行了相关分析与评价。结果表明,荒漠河岸林异质生境群落物种组成种类差异明显,轮南镇胡杨群落物种丰富度与多样性指数最高,水工三连灰胡杨群落多样性最低,土壤水盐的空间异质性是引起荒漠植被空间分布与群落多样性差异的主导因子。表征荒漠群落多样性以重要值和盖度为测度指标优于多度指标,其中以重要值为测度指标来反映群落多样性更为合理。相关与主成分分析表明,均匀度与多样性指数间的相关性高于丰富度与多样性指数,且多样性指数受均匀度、优势度指数受丰富度影响较大,反映出荒漠河岸林群落多样性主要决定于物种分布的均匀程度。12种多样性指数中Margalef丰富度指数（Ma）、Shannon-Weiner多样性指数（H）与Simpson多样性指数（D）能客观真实地反映异质生境荒漠植物群落多样性。同时,针对高度生境异质性的荒漠植物群落,还应综合考虑群落物种组成与生境特征,选择合适的多样性指数组合可更客观地反映荒漠河岸林群落多样性变化。     

A note on the measurement of redundancy

Plant Ecology - The present paper points out a simpler method for computing the redundancy coefficient proposed by Orlóci (1975) using the inverse of the variance-covariance matrix. It is...     

三工河流域琵琶柴群落特征与土壤因子的相关分析

琵琶柴(Reaumuria soongorica)是我国荒漠地区分布最广的地带性植被类型之一,对维系荒漠地区生态系统的稳定性具有重要作用。以三工河流域两个琵琶柴群落为对象,在2010年主要生长季节(6—10月),通过群落和土壤调查,采用土钻法、土柱法、地上收割法对两个琵琶柴群落的土壤性质、生物多样性、细根生物量、地上生物量、生物多样性与土壤性质的关系进行研究,结果表明:两个琵琶柴群落在冠幅、盖度、多度和物种多样性等方面均存在显著差异。在0—100 cm土壤层内,两个群落土壤电导率、pH值、容重、含水量存在显著差异。除土壤容重外,群落2各个土壤因子的值均大于群落1,并随土壤深度的增加表现出类似的趋势。两个群落物种多样性指数、地上生物量、细根生物量存在显著差异,从6月到10月呈现先下降再上升的趋势。由于7、8月群落1有大量夏雨型短命植物和类短命草本植物的出现,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数急剧降低,Simpson指数表现出相反的变化趋势。群落2土壤电导率和pH值较高,草本植物鲜有出现,多样性指数和均匀度指数变化均较为平缓。两个群落的Sorenson相似性系数较低,群落差异明显。相关和回归分析表明土壤环境因子是导致两个琵琶柴群落特征、生物多样性和生物量不同的主要因素。较高的土壤含水量可以增加琵琶群落的生物多样性,较高的土壤容重抑制琵琶柴群落细根的生长,轻度的干旱胁迫促进地上生物量的积累,一定浓度的土壤pH值和土壤盐分可以促进琵琶柴群落细根的生长。     

植物物种多样性与岛屿面积的关系

由于水库蓄水导致千岛湖原有生境的破碎化和岛屿化.研究选取了50个岛屿,共设立样方70个.调查这些岛屿上乔木和灌木的种类及数量,选择9种曲线拟合岛屿面积与物种多样性指数之间的数学关系.结果发现:乔木、灌木和木本物种数与岛屿面积关系拟合较好的是对数函数、幂函数和S型曲线,其中对数函数为最优模型;乔木、木本Shannon-Wiener多样性指数与岛屿面积关系拟合较好的是S型曲线和逆函数,灌木Shannon-Wiener多样性指数与岛屿面积关系拟合不显著,乔木和木本Shannon-Wiener多样性指数与较小岛屿(y小于1 hm2)面积拟合呈S形曲线和逆函数,而灌木Shannon-Wiener多样性指数与较大岛屿(y大于1 hm2)面积拟合呈S形曲线和逆函数;均匀度、优势度指数与面积拟合关系不显著. 在岛屿面积较小时,物种多样性指数随着面积的增加而迅速增加,但在面积增加到一定限度时,物种多样性指数增加的速率就逐渐变缓.植物物种数增加速率的转折点约为4 hm2,乔木、木本Shannon-Wiener多样性指数增加速率的转折点约为1 hm2,对面积小于的1 hm2的岛屿进行拟合时发现,乔木、木本Shannon-Wiener多样性指数增加速率的转折点在0.15～0.2 hm2之间.     

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。     

若尔盖高原退化沼泽群落植物多样性及种间相关性沿排水梯度的变化

植物多样性与种间相关性是植物群落生态学和生物多样性研究的核心问题, 然而有关二者之间关系的综合研究尚不多见。该文以若尔盖高原排水干扰下不同退化阶段的沼泽湿地植被为研究对象, 应用Spearman秩相关、回归分析等方法, 分析了沼泽植物群落物种多样性和种间相关性的变化及二者相互关系。结果表明: 沿排水梯度, 从相对原生沼泽至极度退化沼泽, 不同植物种群均有其特定的生态分布范围; 群落总种数、样方物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Whittaker指数均单调增加; 植物种间相关强度增加; 正相关种对比例呈逐渐增加的趋势, 以极重度和极度退化阶段的较高, 相对原生沼泽和轻度退化阶段的较低, 负相关种对比例的变化趋势与之相反; Shannon-Wiener指数与正负相关种对比例均具有显著线性关系(p < 0.05), Whittaker指数均无显著关系(p > 0.05)。人为排水作用通过提高群落生境异质性, 促进正相关种对的共存, 增加沼泽群落植物多样性。     

盐城5 种绿地春季大型土壤动物群落的生物多样性

选取盐城5种城市绿地:杨树林、油菜地、苗圃、公园绿地和草坪,于2011年春季开展了大型土壤动物群落的生物多样性研究。结果显示,密度-类群指数(density-group index,DG)、群落复杂性指数(complexity index,C)与Shannon-Wiener指数(H')等α多样性在苗圃、公园绿地和杨树林中均具有较高水平,在草坪和油菜地的大型土壤动物群落生物多样性水平较低,DG指数与C指数显著线性相关(P0.01,n=5)并对H'有较为一致的校正效果。采用β多样性(Jaccard群落相似性系数)为基础的系统聚类结果认为杨树林、苗圃和公园绿地群落相似,草坪和油菜地群落相似。研究结果认为,大型土壤动物群落的生物多样性与绿地生境特征的复杂程度相关,绿地中树木的分布情况可能是影响大型土壤动物群落生物多样性的重要因素,这可为城市绿地规划设计提供参考。     

The Complexity and Diversity of Typical Plant Communities Along the Northeast China Transect (NECT)

This study examine the notion of plant community complexity in a broad sense and develop a new measure based on the average length L(S) (L(S)=∑ qj=1p jl j ) of the communication-theoretical parsimonious code required to describe the community (S). Total complexity may be differentiated into organized and unorganized complexity. The author refers to Shannon-Wiener entropy H(S) (H(S)=-∑ qj=1 p j log 2 p j ) and Renyi entropy H 12 (S) (H α(S)=11-αlog 2∑ qj=1 p α j , where α =12) as “disorder-based complexity", L(S) as “total complexity" and the difference Δ(S)=L(S)-H(S) and Δ 12 (S)=L(S)-H 12 (S) as “structural complexity". The complexity and diversity of typical plant communities along the NECT (Northeast China Transect) were discussed. The results suggest that structural complexity is higher in the lightly grazed grassland than the heavily grazed grassland. Clearly, structural complexity and disorder-based diversity are not substitutes for one another and should be considered as autonomous, equally important properties. Δ 12(S) measures a community complexity distinct form the disorder-based complexity H 12 (S) .     

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明：（1）森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。（2）物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数（Margalef、Pielou、Simpson指数）、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI （Net relatedness index）指数、NTI （Net nearest taxa index）指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。（3）土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。     

达赉湖自然保护区冬春季鸟类生物多样性与生境的关系

2004年4月-5月,利用样带法对达赉湖自然保护区5种主要生境类型中冬春季鸟类生物多样性进行了调查,利用Shannon-Wiener指数和Smith相关性系数分析了这5种生境类型中冬春季鸟类的生物多样性、区系、鸟类的群落组成、群落间的相似性和均匀度。结果表明,古北界鸟类是组成达赉湖鸟类群落的主体(约占冬春季鸟类的86%);芦苇湿地的鸟类多样性接近于芦苇甸的2倍:芦苇湿地鸟类群落的物种多样性最高(Shannon-Wiener指数为1.3001),而芦苇甸中鸟类群落的物种多样性最低(Shannon-Wiener指数为0.6629);芦苇湿地和芦苇甸两鸟类群落组成的相关性指数仅为0.038;从具有共同物种的多少考虑,典型草原和芨芨草原鸟类群落之间的关联较大。