人为干扰对川西金凤山楠木次生林群落结构和物种多样性的影响

物种多样性是群落功能复杂性和稳定性的重要量度指标,人为干扰对森林群落的影响可以通过群落结构和物种多样性的变化直接表现出来,不同干扰强度下群落结构和多样性特征不同。金凤山景区主要有选择性采伐和旅游活动这两种人为干扰形式,为研究不同强度人为干扰对金凤山楠木次生林群落的多样性和稳定性的影响,在实地充分考察的基础上,将干扰强度划分为3个等级:重度干扰:紧靠核心景区0—40 m,中度干扰:距离核心景区40—80 m,轻度干扰:远离核心景区80—120 m,采用典型取样法,调查3种不同强度的人为干扰对群落不同林分层次的物种组成、群落结构和多样性的影响,采用物种丰富度指数S值、Shannon-Wienner指数H值、Simpson优势度指数D值和均匀度指数Jsw值来综合衡量群落的物种多样性水平。结果表明:(1)在总面积为3600 m2的9个样地中,共记录到维管束植物155种,隶属于69科136属;物种数随着人为干扰强度增加呈递减趋势,轻度、中度和重度干扰下群落的物种数依次为:113种,88种,77种。(2)从群落结构上看,轻度和中度干扰下乔木个体多分布在小中径级(4胸径DBH20 cm)和低中高度级(5高度H13 m);而重度干扰下乔木个体多分布在小径级(DBH8 cm)、大径级(DBH≥28 cm)和低高度级(3H7 m)、高高度级(H≥15 m),其群落结构与轻度和中度干扰下乔木层的群落结构明显不同。(3)受不同强度人为干扰的楠木次生林群落各物种多样性指数大小排序为:轻度干扰中度干扰重度干扰,S值、H值和Jsw随着人为干扰强度的增加而降低。     

人为干扰对川西碧峰峡山矾次生林群落结构和物种多样性的影响

为探讨人为干扰对川西碧峰峡山矾(Symplocos sumuntia)次生林群落结构和物种多样性的影响,对其群落结构、物种组成和物种多样性特征进行了研究。结果表明,在总面积为7200 m~2的12块样地中共记录到维管束植物151种,隶属于58科98属,以樟科(Lauraceae)、山矾科(Symplocaceae)、蔷薇科(Rosaceae)等为主。单因素方差分析表明,不同强度人为干扰对山矾次生林群落径级、高度级结构影响的差异不显著(P0.05),群落乔木层径级为单峰型结构,高度级结构分布呈倒“J”型,群落天然更新能力强。受不同人为强度干扰的山矾次生林群落各层次物种组成和优势种数量不同,乔木层优势种数量差异显著,且轻度干扰中度干扰重度干扰;灌木层和草本层中,中度干扰的优势种数量最多,轻度干扰次之,重度干扰的最少。总体上看,人为干扰对山矾次生林群落乔木层、草本层物种多样性水平具有负面影响,群落Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H′)、物种丰富度指数(S)和均匀度指数(J_(sw))随人为干扰强度的增加而降低,物种多样性水平呈下降趋势;中度干扰下灌木层的物种多样性有增加的趋势。总体上物种多样性指数表现出灌木层乔木层草本层的规律。     

人为干扰对雅安莲花山青冈次生林群落结构和物种多样性的影响

以四川省雅安莲花山为研究区,采用典型样地法分别调查轻度、中度和重度人为干扰对青冈(Cyclobalanopsis glauca)次生林不同林分层次的物种组成、群落结构和物种多样性的影响。采用物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson优势度指数(H′)和均匀度指数(Jsw)来综合分析群落的物种多样性水平。结果表明:(1)在总面积为3 600m2的9个样地中,共记录到维管束植物161种,隶属于83科134属,以禾本科(Gramineae)、樟科(Lauraceae)、壳斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)等植物为主。(2)不同强度人为干扰下青冈次生林的群落结构不同,受轻度和中度干扰的群落乔木层处于小径级(胸径8cm以下)、低高度级(高度3~7m)的幼苗较多,林分具有潜在的天然更新能力,受重度干扰下群落乔木小径级、低高度级个体数少,群落结构不稳定,林分生产力低。(3)不同强度人为干扰下青冈次生林群落重要值差异显著,轻、中、重干扰下乔木层优势种数量差别不明显,物种组成单一;灌木层重度干扰下小果润楠(Machilus microcarpa)占据绝对优势地位;草本层优势种在中度干扰下数量最多。(4)随着人为干扰强度的增加,青冈次生林群落的S、H、H′和Jsw降低,群落物种多样性整体呈下降趋势。     

人为干扰对碧峰峡栲树次生林群落物种多样性及其优势种群生态位的影响

为进一步了解人为干扰对碧峰峡生态旅游区的生态环境及不同种群利用资源、占据生态空间的能力的影响,并为该区植物资源、大熊猫栖息地的保护及旅游可持续措施的制定提供依据,调查了人为干扰下碧峰峡栲树(Castanopsis fargesii)次生林物种多样性及其优势种群生态位的组成情况。结果表明:7200m2的样方中共记录到156个植物种,隶属于70科114属,其中乔木16科23属33种,灌木39科67属95种,草本38科42属47种;乔木层总体物种多样性水平在中度干扰下最低,在轻度及重度干扰下差异不大。灌木层总体物种多样性水平在中度干扰下最高,在轻度干扰下最低。而草本层物种多样性随着干扰强度的加深有明显降低趋势;随着人为干扰强度的增加,乔木层中优势种栲树的生态位宽度均为最大,与其他树种生态位重叠值在中度干扰下有所降低,枹栎(Quercus serrata)的生态位宽度会变小,山茶科(Theaceae)植物的生态位变宽,同时其生态位重叠值增大;在灌木层中,重度干扰下,菝葜(Smilax china)生态位宽度减小,栲树幼苗的生态适应范围也骤减,其他大多数物种在中度干扰下,生态位宽度最低;在草本层中,蕨类植物及皱叶狗尾草(Setaria plicata)在重度干扰下生态位宽度及重叠值均增高,其适应范围变广,种间竞争加剧。综合分析表明,群落各层次物种多样性水平对人为干扰的响应各不相同,其中人为干扰对灌木及草本层物种多样性影响最大。同时人为干扰会改变群落物种组成及种间原有的关系,特别是中度干扰会使群落间优势种地位增强,种间竞争关系加剧,导致其原有生境被破坏,不利于群落发展。因此强化景区保护及合理经营迫在眉睫。     

人为干扰对栲树次生林群落物种多样性和土壤理化性质的影响

为探究人为干扰对栲树群落的影响,采用典型样地法研究不同程度人为干扰对碧峰峡栲树(Castanopsis fargesii)次生林群落的物种多样性和土壤理化性质的影响。结果表明,碧峰峡栲树群落共有维管植物148种,隶属60科106属。乔木层和草本层物种多样性指数随干扰强度的加强先增加后减小,灌木层物种多样性水平最高。乔木层优势种以栲树、杉木(Cunninghamia lanceolata)等为主,灌木层物种丰富,优势种较多,草本层优势种数量为中度干扰轻度干扰重度干扰。土壤有机碳、钾含量和含水量与群落物种多样性水平显著相关(P0.05)。中度干扰在一定程度上能够促进碧峰峡栲树群落物种多样性并改善土壤性质,土壤有机碳、钾含量和含水量对物种多样性有显著影响。     

人为干扰对碧峰峡山矾次生林群落物种多样性和土壤理化性质的影响!

人为干扰是影响退化系统系统恢复的决定性因素。本研究以碧峰峡山矾3种不同强度干扰下(轻度、中度、重度)的次生林为对象,分析各干扰群落物种组成、植物多样性水平(丰富度指数、Simpson指数、Shannon指数、Pielou均匀度指数)和土壤生态因子差异及其相关关系。结果表明:在调查区共记录到维管植物132种,隶属56科99属,不同强度干扰群落物种数及物种组成存在差异,随干扰强度增加,乔木和草本层物种数减少,灌木层物种数先增加后减少;各干扰群落乔木层多样性水平差异极显著(P0.01),随干扰强度增加乔木层多样性水平持续下降;灌木和草本层多样性水平均无显著差异,且多样性水平均为中度干扰下最高,表明乔木层受干扰影响大,中度人为干扰能增加林下群落物种多样性,但不利于乔木多样性水平的提升;方差分析显示,土壤含水量、有机质和速效钾含量受人为干扰影响显著(P0.05),除土壤全磷、pH、容重外,其余土壤理化指标(全氮、全钾、有效磷、速效钾、有机质和含水量)均为中度干扰下最大,说明中度干扰在一定程度上能改善土壤理化性质;土壤环境因子与植物多样性存在一定的相关性,土壤速效钾、有机质、有效磷与群落多样性关系最显著;中度人为干扰能增加林下群落物种多样性水平,改善土壤理化性质,对山矾次生林群落构建与森林群落生态恢复而言属于增益性干扰。     

放牧强度对短花针茅荒漠草原甲虫群落分布格局的影响

放牧对脆弱的荒漠草原生态系统有着重要影响,且随放牧强度及持续时间不同而变化。鞘翅目昆虫是环境监测与生物多样性变化的指示生物。利用巴氏罐诱法对短花针茅荒漠草原不同放牧强度草地的甲虫群落组成和多样性进行调查,探究放牧对荒漠草原甲虫群落的影响。结果表明:(1)步甲科、金龟科为短花针茅荒漠草原甲虫群落优势类群,埋葬甲科、芫菁科、拟步甲科和花金龟科为常见类群。(2)放牧强度增加不利于维持更多的捕食性甲虫;对照和轻度放牧样地可维持更多的腐食性甲虫。(3)甲虫数量随放牧强度增加而递减;群落多样性以重度放牧草地最大,轻度放牧草地最小;群落优势度为对照、中度、重度显著高于轻度放牧草地。各甲虫类群在不同放牧强度草地出现时间、高峰期均不同。(4)对照、轻度、重度放牧样地的甲虫优势类群群落结构不同于其他生境,但均与中度放牧样地存在相似性。轻度、中度、重度放牧样地的甲虫稀有类群群落结构不同于其他生境,但均与对照样地存在相似性。(5)甲虫群落个体数与植物群落物种丰富度、盖度、植物平均高度、生物量呈显著正相关。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数均与植物群落物种丰富度、生物量显著负相关。研究结果为荒漠草原甲虫多样性保护提供参考依据。     

城市遗存山体植被群落特征对不同人为干扰方式及强度的响应

快速城市化发展对城市内植被和生物多样性产生了显著的影响,研究植物群落特征对人为干扰的响应规律可为城市残余生境生态恢复、生物多样性保护及植被的合理开发利用提供科学依据。以典型的喀斯特多山城市贵阳市为研究区域,城市遗存山体为研究对象,基于遥感解译与群落生态学调查和分析等方法,探讨了不同人为干扰方式及强度对城市遗存山体植被特征、群落物种组成和多样性的影响。结果表明：（1）中度人为干扰强度下城市遗存山体植被覆盖度（FVC）和植被净初级生产力（NPP）数值最高;复垦干扰下FVC和NPP值相一致且为最高,中小型公园化利用山体FVC和NPP值完全不一致且NPP最低。（2）不同人为干扰强度和方式下城市遗存山体间的平均物种数和生活型构成均存在显著性差异。整体上城市遗存山体的平均物种数在不同干扰强度下表现为轻度人为干扰 > 中度人为干扰 > 重度人为干扰;不同干扰方式下的平均物种数呈现为人为踩踏 > 构筑物 > 工程建设 > 公园化利用 > 复垦 > 工程开挖的趋势;重度干扰下城市遗存山体的落叶乔木、灌木占比最高,中度干扰下常绿灌木和多年生草本为主。（3）不同干扰强度下城市遗存山体植物群落垂直结构各层次物种多样性指数均偏低且存在显著性差异,乔木层、灌木层Shannon-Wiener （H''）、Simpson （D）、Margelf （R）指数在中度干扰强度最大,而在草本层均最小;均匀度Pielou （Jh）指数在乔木层和草本层中表现为轻度人为干扰 > 中度人为干扰 > 重度人为干扰,而在灌木层完全相反。（4）乔木层4种多样性指数在不同干扰方式下的差异较大;灌木层和草本层的多样性指数在人为踩踏和构筑物建设干扰方式下显著高于其它干扰方式,工程开挖为主的干扰方式下灌木层和草本层多样性各指数均偏低且存在显著性差异。总体而言,轻中度人为干扰对城市遗存山体植物群落物种组成和多样性的影响不突出,且中度干扰对植物群落物种多样性具有一定的促进作用,但重度干扰对城市遗存山体植物群落特征存在明显的负面影响。     

贵州百里杜鹃风景区旅游干扰对杜鹃群落特征的影响

为揭示旅游干扰对于百里杜鹃风景区杜鹃群落特征影响,选取杜鹃纯林和杜鹃混交林两种杜鹃群落,分析干扰对群落结构及物种多样性的影响。采用典型抽样的方法进行样地设置和调查,通过旅游影响系数分析样地旅游干扰等级,并分析对比了不同旅游干扰程度和干扰方式对群落特征的影响。研究表明：1）百里杜鹃景区共有植被67科102属130种,其中杜鹃纯林共有植被97种,以马缨杜鹃、箭竹和露珠杜鹃为优势物种,杜鹃混交林共有植被115种,以马缨杜鹃、露珠杜鹃和映山红为优势种;2）两种杜鹃群落均在中等干扰水平时具有最高的Berger-Parker丰富度指数和Shannon多样性指数,中度干扰一定程度上促进了杜鹃群落物种多样性增加,不同的是两种群落的Shannon指数变化趋势不同,在杜鹃纯林中表现为中度干扰>轻度干扰>重度干扰,而在杜鹃混交林中中度干扰>重度干扰>轻度干扰,相较于杜鹃纯林,杜鹃混交林物种更为丰富,在旅游干扰下生物多样性更为稳定,抗干扰能力更强,而杜鹃纯林受旅游干扰波动显著;3）垃圾指数、踩踏指数与杜鹃混交林物种多样性指数、群落生长结构无明显相关性,而垃圾指数与杜鹃纯林Shannon多样性指数、物种数以及草本均高呈显著负相关,踩踏指数与杜鹃纯林灌木层高度、盖度呈现极显著负相关,与草本均高呈显著正相关;4）各杜鹃群落对旅游干扰有不同响应,为保持杜鹃群落稳定性,应在花季适当分流,严格控制杜鹃纯林的重度干扰。     

人为干扰对传粉昆虫群落物种多样性及其优势类群生态位的影响

物种多样性是群落功能复杂性和稳定性的重要量度指标,不同干扰强度下物种多样性和生态位特征不同,人为干扰对传粉群落的影响可以通过群落结构和物种多样性的变化直接表现出来。在巩义市选取24个采样点,3种景观类型(农田、灌丛、林地)进行取样,共捕获传粉昆虫18576头,分属于14目,147科,双翅目、膜翅目、鞘翅目、鳞翅目、半翅目与缨翅目6个传粉功能群。为了解研究区人为干扰对传粉昆虫类群传粉类群及其生态位的影响,本研究选取双翅目、膜翅目、鞘翅目3类主要传粉昆虫作为研究对象,在景观类型分类与实际情况的基础上,依据人为干扰指数赋值表和干扰强度计算公式,分析不同干扰强度下传粉昆虫优势种群生态位特征情况,结果表明:各传粉类群在不同的干扰条件下物种多样性不同;作为优势类群的蠓科、胡蜂科,生态位宽度和生态位重叠均均值高于其他几个类群,且中度干扰强度下值最大,但其生态宽度值与生态重叠值之间没有明显的相关关系。     

Tree species richness decreases while species evenness increases with disturbance frequency in a natural boreal forest landscape

Understanding species diversity and disturbance relationships is important for biodiversity conservation in disturbance‐driven boreal forests. Species richness and evenness may respond differently with stand development following fire. Furthermore, few studies have simultaneously accounted for the influences of climate and local site conditions on species diversity. Using forest inventory data, we examined the relationships between species richness, Shannon''s index, evenness, and time since last stand‐replacing fire (TSF) in a large landscape of disturbance‐driven boreal forest. TSF has negative effect on species richness and Shannon''s index, and a positive effect on species evenness. Path analysis revealed that the environmental variables affect richness and Shannon''s index only through their effects on TSF while affecting evenness directly as well as through their effects on TSF. Synthesis and applications. Our results demonstrate that species richness and Shannon''s index decrease while species evenness increases with TSF in a boreal forest landscape. Furthermore, we show that disturbance frequency, local site conditions, and climate simultaneously influence tree species diversity through complex direct and indirect effects in the studied boreal forest.     

Disturbance and diversity at two spatial scales

The spatial scale of disturbance is a factor potentially influencing the relationship between disturbance and diversity. There has been discussion on whether disturbances that affect local communities and create a mosaic of patches in different successional stages have the same effect on diversity as regional disturbances that affect the whole landscape. In a microcosm experiment with metacommunities of aquatic protists, we compared the effect of local and regional disturbances on the disturbance–diversity relationship. Local disturbances destroyed entire local communities of the metacommunity and required reimmigration from neighboring communities, while regional disturbances affected the whole metacommunity but left part of each local community intact. Both disturbance types led to a negative relationship between disturbance intensity and Shannon diversity. With strong local disturbance, this decrease in diversity was due to species loss, while strong regional disturbance had no effect on species richness but reduced the evenness of the community. Growth rate appeared to be the most important trait for survival after strong local disturbance and dominance after strong regional disturbance. The pattern of the disturbance–diversity relationship was similar for both local and regional diversity. Although local disturbances at least temporally increased beta diversity by creating a mosaic of differently disturbed patches, this high dissimilarity did not result in regional diversity being increased relative to local diversity. The disturbance–diversity relationship was negative for both scales of diversity. The flat competitive hierarchy and absence of a trade-off between competition and colonization ability are a likely explanation for this pattern.     

漩门湾不同类型湿地大型底栖动物群落特征比较研究

为研究漩门湾围垦后自然滩涂湿地和不同利用方式人工湿地7种生境的大型底栖动物群落结构现状和受扰动情况,2010年10月至2012年7月在两个区域中进行了为期两周年8个季度的大型底栖动物调查,结果表明:两周年共获得大型底栖动物5门8纲41科63种;第一周年为47种,其中自然滩涂湿地41种,人工湿地14种;第二周年为58种,其中自然滩涂湿地50种,人工湿地10种,人工湿地的物种数明显少于自然滩涂湿地。采集到的物种以软体动物和节肢动物为主,分别为32种和23种,各占总物种数的50.00%和37.10%。两周年的年均栖息密度和年均生物量在生境间从高到低依次为,年均栖息密度第一周年HSGTHHRLSCNYSK,第二周年GTHSHHSCNYRLSK;年均生物量第一周为HSRLHHGTNYSKSC,第二周年是HSHHRLGTNYSCSK。3种大型底栖动物的生物多样性指数(Margalef丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(J))分析表明,两周年7种生境3种多样性指数均处在不断的变化之中,人工湿地的Margalef丰富度指数(S)和Shannon-Wiener多样性指数(H')相对于自然滩涂湿地偏低,而Pielou均匀度指数(J)人工湿地大于自然滩涂湿地。聚类和排序的结果表明,围垦使大型底栖动物的群落结构发生明显的变化。ABC曲线分析结果表明,自然滩涂湿地受到的干扰程度较轻,而人工湿地受到的干扰程度较大。围垦改变了潮滩高程、水动力、盐度、沉积物特性,再加上人类活动的影响,这些因素是造成底栖动物群落结构及生物多样性变化的主要原因,围垦结束后的生态修复十分必要。     

Responses of phytoplankton diversity to physical disturbance under manual operation in a large reservoir, China

In aquatic ecosystems, physical disturbances have been suggested to be one of the main factors influencing phytoplankton structure and diversity. To elucidate whether large-scale artificial operation of a hydroelectric reservoir has potential impacts on phytoplankton diversity, the impact on phytoplankton biodiversity of physical disturbances under artificial operation from May 2007 to April 2008 in tributaries of the Three Gorges Reservoir (TGR), China, was analysed. Two disturbance parameters, i.e. the absolute incremental rates of discharge (R _d,i ) and precipitation (R _p,i ), were created in this study for evaluating physical disturbance intensities during low and high water level periods of the TGR. Results showed that river discharge seemed to be the main factor controlling the phytoplankton diversity in low water level periods (≤151 m), and that precipitation was a potential promoter of the physical disturbance. During the 156-m impoundment process, the species diversity clearly decreased due to the high dilution effect on the phytoplankton communities. At high water level periods (>151 m), the low levels of disturbance eventually allowed the phytoplankton community to approach competitive exclusion in late February 2008. Sharply declining diversity values appeared when the Dinophyta blooms occurred in late March and late April 2008 (Peridinium and Ceratium, respectively).     

择伐对思茅松天然林乔木种间与种内关系的影响

通过分析不同择伐强度下思茅松(Pinus kesiya)天然林乔木种群的生态位、种间联结、种内与种间竞争和群落稳定性, 探讨干扰强度对思茅松天然林乔木种群种间与种内关系的影响。结果表明: (1)择伐干扰改变了大多数乔木树种在群落中的优势地位, 思茅松优势地位未受影响, 随着择伐干扰强度的增加, 思茅松在群落中的生态位宽度逐渐变大, 在重度干扰的群落中与红木荷(Schima wallichii)一起成为生态幅度最大的树种。(2)通过种间联结与生态位重叠分析发现, 随着干扰强度的加剧, 乔木种群的种间关系发生变化, 中度干扰群落中物种之间的生态位重叠明显高于未干扰和重度干扰群落, 而在三类群落中, 思茅松与其他种群之间的重叠值较小。随着干扰强度增加, 种群间正联结与负联结的种对所占的比例逐渐增加。(3) Hegyi竞争指数表明, 三类群落中思茅松种群的竞争压力主要来自种间, 而干扰强度进一步增加了思茅松种群的种间竞争强度, 其种内平均竞争指数随着对象木胸径的增加而减少。(4)林窗是思茅松种群种间和种内关系变化的主要原因, 三类群落都处于较不稳定的阶段, 但中度干扰群落的物种丰富度与稳定性都高于未干扰和重度干扰的群落。择伐原则依据森林管理的目的而确定, 如以木材培育为主或森林生态系统服务功能为主。     

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。