绢蒿荒漠粪甲虫物种多样性特征及亲缘关系

广泛分布在北疆的绢蒿荒漠作为重要的春秋牧场,承担着两季的放牧压力.由于该区域气候干燥,放牧家畜的粪便分解强烈依赖于各类粪甲虫.为确定绢蒿荒漠中粪甲虫数量的季节性变化及物种多样性特征,进行了野外调查和取样.结果 表明:在石河子紫泥泉种羊场典型绢蒿荒漠放牧地家畜粪便中采集到粪甲虫14797头;其中,捕获的金龟子分属3科19...     

降水量对川西北高寒草甸牦牛粪分解速率的影响

青藏高原高寒草甸的降水年际变化很大,而且在未来全球气候变化的背景下可能进一步增大.为了研究降水量变化对川西北高寒草甸牦牛粪分解的潜在影响,通过塑料膜覆盖(去除降水)、模拟额外增水(增水量为实际降水量的50％)和对照(野外无干扰情形)形成3种不同的水分处理.测定了牛粪的含水量、干重及氮磷含量,并统计了主要分解者(手捡法获取粪食性甲虫及其幼虫)的种类和数量.结果发现:覆盖处理显著地降低了牛粪含水量、牛粪中的粪食性甲虫数量与牛粪分解量,但增水处理并没有显著影响牛粪的分解进程,可能与实验期间降水量较高有关.在牛粪分解前期,粪食性甲虫数量与牛粪含水量之间正相关,而牛粪分解量与粪食性甲虫数量之间正相关,说明牛粪含水量的高低影响了粪食性甲虫数量,进而决定了牛粪分解量.但是,降水量的人为增加或减少均没有显著地改变牛粪中的全氮和全磷含量.总体上看,在高寒草甸的放牧生态系统中,降水量的减少将会降低牛粪的分解速率、延长牛粪分解过程,从而可能会降低生态系统的生产力水平.     

绢蒿荒漠放牧草地丛枝菌根真菌数量特征的时空变化

以绢蒿荒漠草地的优势种绢蒿、羊茅(针茅)、苔草为研究材料,探究其根际AM真菌和根系侵染率及季节性动态变化对放牧的响应。结果表明:随放牧压力的增大,AM真菌孢子密度、物种丰富度和根系侵染率显著降低(P<0.05),多样性指数在过度放牧的条件下显著(P<0.05)降低;在同一放牧条件下,0～10 cm土壤层的孢子密度、物种丰富度和根系侵染率均显著(P<0.05)高于10～20 cm和20～30 cm土壤层,多样性指数随土壤深度的增大差异性不显著(P>0.05);不同的宿主植物对AM真菌的依赖性不同,即侵染率高低依次为绢蒿>羊茅>苔草; AM真菌孢子密度、物种丰富度和植物根系侵染率随季节的变化表现出一定的变化规律,三者均呈现"双峰"现象,在6月和9月分别达到峰值,与绢蒿荒漠草地植被的生长节律几乎同步;温度对AM真菌孢子密度、丰富度和侵染率的影响不显著,但降雨量对植物根系的侵染率有极显著(P<0.01)的影响,随降雨量的增加侵染率极显著升高。     

禁牧对伊犁绢蒿种群数量特征及其构件生物量分配的影响

该研究于2020年5月、7月和9月在天山北坡中段试验区的禁牧区(5a)和放牧区分别进行调查采样,测定分析不同月份禁牧区和放牧区伊犁绢蒿种群数量特征(高度、盖度、密度和生物量)及构件(茎、叶、根)生物量,以揭示植物种群特征和构件生物量对禁牧的响应规律,为退化草地的修复治理以及合理利用提供依据。结果表明：(1)与放牧区相比,5月、7月、9月禁牧区的伊犁绢蒿种群的高度、盖度和生物量均显著增加(P<0.05),其中高度增幅为69.90%～95.53%,盖度增幅为186.53%～297.82%,生物量增幅为86.24%～631.83%。(2)随着月份的推移,禁牧区与放牧区伊犁绢蒿单株生物量、茎生物量和叶生物量均呈先降后增的变化趋势,而根生物量呈增加的趋势;禁牧改变了植株构件比例,与放牧区相比,禁牧区茎、叶的生物量所占单株生物量的比例在7月、9月均显著增加,而根生物量所占比例显著降低。研究认为,禁牧有利于地上植被的恢复,使其构件结构改变,是恢复退化荒漠草地植物的有效措施。     

荒漠草原土壤相对湿度对猪毛蒿表型可塑性的影响

猪毛蒿(Artemisia scoparia)为菊科蒿属草本植物,是一种适应性较强的广幅种。研究荒漠草原不同土壤相对湿度条件下猪毛蒿的表型可塑性,对认识异质生境下猪毛蒿的生存适应策略具有重要的生态学意义。结果表明:株高、茎粗、根长、根重和单株生物量均表现出随土壤相对湿度的增大而增加的趋势,对异质生境具有较强的可塑性,而根冠比则表现出相对的稳定性。植株不同部位生物量大小排序为:上部中部下部,且植株下部显著大于上部生物量(P0.05)。土壤相对湿度40%生境下的头状花序数量和重量显著高于土壤相对湿度30%和30%—40%生境。繁殖器官绝对投入量(lg R)随着个体大小(lg V)的增大呈极显著的增加(P0.001),繁殖阈值介于1.868—2.006 g。随着土壤相对湿度的增加,繁殖分配比例极显著增大(P0.001)。营养器官和繁殖器官生物量、头状花序重量和数量、地下生物量和地上生物量均呈极显著线性正相关关系(P0.001),存在正向权衡。单个头状花序重量并不随个体大小和头状花序数量的增加而发生显著变化(P0.05),且在不同土壤相对湿度和不同部位间均无显著差异(P0.05)。由此可见,猪毛蒿在异质生境下产生的可塑性是其生存繁殖的重要反应机制之一。     

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...     

基于陷阱法采集的河西走廊戈壁荒漠甲虫数据集

戈壁荒漠甲虫多样性对气候变化和人类活动干扰的响应十分敏感,甲虫数量、多样性及其功能性状可用于评估戈壁荒漠生态系统的健康与稳定。戈壁荒漠甲虫分布及多样性月动态变化数据积累可为荒漠生态系统动物多样性保护与维持机制研究提供数据支撑。河西走廊中部是戈壁荒漠主要分布区之一, 2012年研究组在河西走廊中部的甘肃省临泽县北部干旱荒漠国家沙化土地封禁保护区内建立了地表甲虫分布及多样性的长期监测样地。本数据主要汇集了戈壁荒漠地表甲虫物种组成、物种照片、活动节律、数量及功能性状信息数据。该数据集可用于典型荒漠甲虫种属识别、典型甲虫种功能性状比对及其时空分布格局对气候变化及人类活动扰动的响应研究。     

水分胁迫下丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿生长与抗旱性的影响

采用盆栽试验,研究了水分胁迫下接种丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿(Seriphidium minchünense)生长和抗旱性的影响。结果表明,不同水分条件下,接种AM真菌提高了民勤绢蒿菌根侵染率和生物量,增加了地上部和地下部全P含量,重度胁迫下接种株地上部总黄酮含量显著升高,而对分枝数和地上部、地下部全N含量无显著影响。水分胁迫提高了民勤绢蒿菌根依赖性和全N、全P菌根贡献率。不同生长时期接种AM真菌均能提高植株叶片相对含水量、可溶性蛋白和叶绿素含量;前期接种株叶片可溶性糖含量显著低于未接种株,而中后期可溶性糖含量显著高于未接种株;整个生长时期接种株比未接种株叶片维持较低的脯氨酸含量;不同生长时期接种株叶片全N和全P含量显著升高,重度胁迫下接种株叶片总黄酮含量显著升高。AM真菌促进宿主植物生长和增强抗旱性可能是AM真菌直接促进宿主植物根系对土壤水分和矿质元素吸收和间接改善植株体内生理代谢活动的缘故。     

荒漠草原优势种群油蒿空间分布格局对封育恢复的响应

灌木对维持草原生物多样性、稳定性及生态服务功能等具有重要作用,探究封育措施对优势灌木种群的影响,可为草原恢复和抚育管理提供科学指导.本研究对荒漠草原4个封育时间(封育0、5、15、25年)的优势种群油蒿个体特征及种群空间分布格局进行研究.结果表明:油蒿种群密度随着封育时间延长先增加后降低,封育15年时最高,为未封育样地...     

小尺度下柠条林破碎化生境对地表甲虫多样性的影响

一般认为,景观斑块面积和破碎化对物种丰富度和分布格局有重要的影响。在宁夏中部荒漠地区,天然柠条林和人工柠条林地交错排列,形成点、片、带状等大小不等的斑块性分布,表现为典型的破碎化斑块格局生境特征。本文采用巴氏罐诱法调查了在小尺度下荒漠景观人工柠条林破碎化生境不同斑块内地表甲虫的物种多样性。结果共获得10科20属29种地表甲虫,其中拟步甲科昆虫占绝对优势,阿小鳖甲Microdera kraatzi alashanica Skopin、克小鳖甲Microdera kraatzi kraatzi(Reitter)为优势种。Rarefaction曲线显示较大面积的斑块有较多的物种多样性,但群落多样性指数各斑间块差异不显著。利用斑块面积对物种数-个体数进行回归分析表明,地表甲虫的物种多样性受斑块面积的影响,生境破碎化会导致地表甲虫多样性下降。     

荒漠草原马粪中粪金龟子组成及分解作用

2007年4-10月,采用野外和室内实验相结合的方法,研究了荒漠草原马粪中的粪金龟子群落组成和对马粪分解的影响.共捕获粪金龟子13528头,隶属于3科4属26种,优势种为符号蜉金龟(Aphodius comma),占总捕获量的88.5%,不同季节粪金龟子群落组成明显不同;在鲜马粪中活动的粪金龟子以粪居型蜉金龟为主,在鲜马粪堆置3d时种数和个体数达到最高,6d后全部离开;马粪经过136 d分解,残留率为52.5%,残留粪样中氮和磷释放较慢,钾释放较快;结合室内分解实验的结果,认为粪金龟子主要通过在马粪中活动对其分解产生影响,并与风蚀作用成为荒漠草原马粪块破碎的重要动因,主要发生在春季和秋季.     

松嫩草地牛粪中大型节肢动物种类组成及种群动态变化

研究并分析了松嫩草地牛粪中大型节肢动物种类组成及动态变化.结果表明,在草地牛粪中共调查到大型节肢动物7目20科43种,以鞘翅目、膜翅目和双翅目为主.依其食性不同,分为粪食性型(8科19种)、腐食性型(4科4种)、植食性型(4科6种)、捕食性型(5科11种)、杂食性型(2科5种)、尸食性型(1科1种)和寄生性型(1科1种).根据鞘翅目金龟总科中营粪食性型生活的粪甲虫对牛粪利用方式的不同,分为外生粪甲虫(6种)、内生粪甲虫(5种)、远生粪甲虫(2种)和偷窃寄生粪甲虫(1种).除了双顶嗡蜣螂,牛粪中大型节肢动物数量与鲜牛粪重量具有显著正相关关系(p＜0.01).粪食性型种类数和个体数量随鲜牛粪堆置时间的延长而迅速减少,7d后消失,其个体总数量与鲜牛粪堆积时间呈显著的负相关关系(p＜0.01),而与牛粪含水量呈显著正相关关系(p＜0.01),各种大型节肢动物因其食性不同在鲜牛粪中占据不同的生态位.鲜牛粪中大型节肢动物以粪食性型占绝对优势,而干牛粪中则以捕食性型和杂食性型为主.牛粪中大型节肢动物种群季节动态变化受温度、降水量与牛粪含水量影响,鲜牛粪中大型节肢动物优势种为直蜉金龟(69.25%)和肖秋家蝇与东方角蝇幼虫(25.12%).4、5、6月份和9月份,优势种为直蜉金龟,7月和8月份,优势种为蝇幼虫.     

北方草地牛粪中金龟子的多样性

2006年5—9月,在内蒙古鄂温克族自治旗(典型草原)、内蒙古科尔沁左翼后旗(沙地草原)和吉林省长岭县(草甸草原)3种放牧草地中,采用陷阱法和野外牛粪解剖手捡法采集牛粪中的金龟子,共采集金龟子75981头,分属9科43种。对其进行多样性分析,结果表明:长岭和鄂温克族自治旗牛粪生境中的优势种均是黄缘蜉金龟Aphodius sublimbatus(Motschulsky)(分别占各自生境捕获个体数的88.188%和93.547%),科尔沁左翼后旗的优势种为双顶嗡蜣螂Onthophagus bivertex Heyden(67.067%)、小蜉金龟Aphodius pusillus(Herbst)(14.524%)和独角凯蜣螂Caccobius unicornis(Fabricius)(10.264%)。科尔沁左翼后旗牛粪中金龟子的Simpson指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数在3种草地中均最高,长岭次之,鄂温克族自治旗最低。3种草地牛粪中金龟子的物种数与其丰富度相一致:长岭>科尔沁左翼后旗>鄂温克族自治旗。Sorenson群落相似性系数在0.458—0.578之间。     

半干旱草原大中型土壤动物在畜粪分解中的作用

土壤动物是陆地生态系统的重要组分, 在有机质分解过程中具有重要作用。目前有关土壤动物在生态系统分解中的作用研究主要聚焦于植物凋落物的分解, 而对动物粪便分解的研究稀少。本研究在内蒙古典型草原设置了马粪和牛粪分解原位实验, 使用不同孔径的金属隔离网排除不同体型大小的土壤动物, 通过测定大中型土壤动物对畜粪分解过程中质量损失、碳氮含量和微生物呼吸以及土壤养分动态变化的影响, 解析其在分解中的作用。设置5个处理, 即CK, 仅土壤, 无粪; T0, 粪添加+0.425 mm隔离网(排除了粪居型和掘洞型粪金龟和中型土壤动物); T1, 粪添加+1 mm隔离网(排除了粪居型和掘洞型粪金龟); T2, 粪添加+2 mm隔离网(排除了掘洞型粪金龟); T3, 仅粪添加(不排除土壤动物)。结果表明: (1)在畜粪分解60天内, 土壤动物对畜粪的干质量损失没有显著的促进作用(P > 0.05); 相反, 在畜粪分解360天, 不隔离土壤动物处理(T3)显著地提高了牛粪干质量损失(P < 0.05), 而降低了马粪干质量损失(P < 0.05)。(2)在畜粪分解的60天内, 畜粪中碳和氮含量下降速度在有土壤动物存在的情况下(T3)快于隔离土壤动物(T0和T1)。(3)两种畜粪添加增加了土壤微生物的呼吸, 且这种增加趋势在实验的第15天和第30天在土壤动物存在时(T3)最明显。(4)与对照(CK)相比, 马粪添加处理提高了土壤速效氮、有机碳的含量和土壤含水量, 且这种增加趋势在排除掘洞型粪金龟(T2)和不排除土壤动物(T3)条件下表现更显著(P < 0.05), 而牛粪添加处理没有明显改变这些指标(P > 0.05)。研究表明, 分解初期粪金龟的取食和活动会改变畜粪的理化性质, 进而影响分解后期土壤生物在畜粪分解中的作用。     

Asymmetric competition in cattle dung between two species of Onthophagus dung beetle and the bush fly, Musca vetustissima

Abstract.

• 1 Competition in cattle dung pads between two dung beetles, Onthophagus ferox Harold and Onthophagus binodis Thunberg, and the bush fly, Musca vetustissima Walker, was investigated in laboratory experiments, to determine why spring fly abundance in the field did not fall following the introduction of O. binodis.
• 2 At low beetle densities, the number of eggs laid by each species was reduced by the second species. A similar amount of dung was buried by each species alone or by both together.
• 3 At high beetle densities O. binodis egg production was substantially affected by each additional O.ferox, but O.ferox egg production was not affected by each additional O.binodis. Asymmetric competition occurred because O.ferox buried more dung than O.binodis, and a greater proportion in day 1 (pre-emptive dung burial).
• 4 O.ferox caused greater M. vetustissima egg-puparia mortality than O. binodis. Mortality mostly occurred in young M. vetustissima larvae less than 1 day old. Total egg-puparia fly mortality was correlated better with the dung buried on day 1 than dung buried on day 8 (pre-emptive dung burial). O.binodis did not add to fly mortality by O.ferox at high densities because of asymmetric competition between the beetles.

     

Intra- and interspecific aggregation of north temperate dung beetles on standardised and natural dung pads: the influence of spatial scale

Abstract.  1. The spatial distribution of north temperate dung beetles ( Aphodius , Sphaeridium , and Margarinotus ) was investigated at three spatial scales (scale  a between all pads – large spatial scale, small patch size; scale  b between block – large spatial scale, large patch size; scale  c within block – small spatial scale, small patch size) in the field using standardised and naturally dropped dung pads that varied in size and volume.
2. Results indicated that all the major colonising species of dung beetle expressed strong intraspecific aggregation, while interspecific aggregation, though present, was of a lesser magnitude.
3. In both controlled and natural dung treatments, intra- and interspecific aggregation decreased with increasing patch size (from pad to block) and also decreased with decreasing spatial scale (from whole plot to within-block scale).
4. The data also suggested that intraspecific aggregation was more important than interspecific aggregation in the distribution of adult dung beetles in natural and standardised dung pads and hence has the potential to facilitate coexistence.
5. Intra- and interspecific aggregation was greater in the natural dung compared with that of the standardised dung, and the effect of pad size partly explains this phenomenon.
6. The within-patch spatial distribution of dung beetles observed in the natural and standardised dung was possibly mediated through within-patch differences between the two treatments. Six confounding factors could explain this difference and these factors are discussed in relation to resource utilisation by north temperate dung beetles.     

内蒙古武川县农田退耕还草对粪金龟子群落的影响

2006年5-9月,诱捕法采集粪金龟子,以农田为对照,选择内蒙古武川县不同农田退耕管理方式为研究样地,分析了农田退耕后采取不同管理方式对粪金龟子群落的影响,以为农田退耕还草管理措施生态效应的评价和完善提供依据.共捕获粪金龟子21671头,隶属于3科5属25种.优势种为直蜉金龟(Aphodius rectus)和蜉金龟属(Aphodius sp.7),占总捕获量的比例分别为59.34％和11.71％.几种退耕管理方式都导致粪金龟子群落物种丰富度、生物量和多度提高,且具有显著的季节特征.Pearson相关分析表明,粪金龟子群落的物种丰富度、生物量和种数以及不同功能群和主要种的个体数与退耕年限、平均草高和植物群落盖度的变化存在显著正相关关系(P＜0.01或P＜0.05).由于长期农业耕作以及缺少大型食草动物和较大面积放牧草地,研究地区的粪金龟子群落组成以功能群Ⅱ和Ⅲ为主,功能群Ⅰ的多度和物种丰度较低.可以认为,在研究地区以农田景观为主要基质的区域,采取多样化的农田退耕管理方式,提高了生境的空间异质性,在减少人为耕作活动对粪金龟子影响的基础上,对粪金龟子物种丰度和多度的维持起到了促进作用.农田退耕、保留适当面积放牧草地或适当数量大型放牧家畜将有利于功能群Ⅰ物种丰度和多度的提高,有益于粪金龟子群落物种多样性和整体生态功能的维持.