放牧干扰下高寒草甸物种、生活型和功能群多样性与生物量的关系

为明晰放牧强度对高寒草甸物种、生活型以及功能群多样性和生物量的时间累积作用以及对多样性与生物量之间相互关系的影响。选择青藏高原东北缘高寒草甸,在6个放牧强度样地连续4 a(2012—2015)进行物种、生活型、功能群多样性和生物量调查。采用重复测量方差分析和线性回归法分析放牧强度和放牧年份对物种、生活型、功能群多样性以及多样性与生物量之间的相关关系的影响。结果表明:(1)放牧强度和放牧年份均对生物量产生显著影响。随放牧强度增加,生物量显著降低。但随放牧年份延长,不同放牧强度区生物量无一致的变化规律。(2)放牧年份对物种、生活型和功能群丰富度、均匀度和优势度的影响均达到显著水平。但放牧强度和放牧年份只对物种丰富度产生交互作用,放牧强度对物种丰富度的影响具有时间的累积效应。(3)放牧干扰下不同层次多样性,仅物种丰富度与所有多样性指数显著相关,物种丰富度可以作为物种多样性测度的代表性指标。(4)多样性与生物量关系的研究,对丰富度而言,仅低放牧强度样地(Plot2)中物种丰富度随生物量增加而显著降低,其余放牧强度样地的物种、生活型和功能群丰富度均与生物量无关。对均匀度而言,高放牧强度样地(Plot4、Plot5、Plot6)生活型均匀度随生物量的增加而显著降低。对优势度而言,高放牧强度样地生活型优势度随生物量的增加而显著增加。生活型多样性可作为放牧干扰下生物量变化快速预测的有效指标。     

放牧干扰下高寒草甸物种和生活型丰富度与地上及地下生物量的关系

明晰放牧干扰下高寒草甸植物丰富度与生物量的相关关系,为草地植物不同生长时期生物量的预测提供依据。设置6个放牧强度样地,连续3a放牧,2014年进行3个季节(6月、8月、10月)的植物丰富度和地上、地下生物量调查,对比分析放牧干扰下物种和生活型丰富度(生活型的种类)分别与地上、地下生物量的相关关系。结果表明:(1)物种和生活型丰富度与地上生物量均受放牧强度的显著影响,物种丰富度仅在8月与放牧强度显著负相关,生活型丰富度在10月随放牧强度单峰变化,地上生物量在不同季节均与放牧强度显著负相关,而地下生物量与放牧强度无关。(2)物种丰富度与地上和地下生物量均受季节的显著影响,物种丰富度和地上生物量仅在低强度放牧区随季节呈单峰变化,地下生物量在中等强度放牧区随季节呈单峰变化;生活型丰富度与季节无关。(3)放牧干扰前物种和生活型丰富度与地上和地下生物量均显著正相关。3a放牧后仅在8月,物种丰富度只与地上生物量显著正相关,生活型丰富度与地上和地下生物量均显著正相关。(4)对于不同放牧强度,物种丰富度仅在低强度放牧区与地上生物量显著正相关,而生活型丰富度在所有放牧强度区均与地上生物量显著正相关。综上所述,放牧干扰扰乱了高寒草甸丰富度与生物量之间的关系,尤其影响了物种丰富度与地下生物量之间的相关关系。生活型丰富度与地上生物量之间的显著关系不受放牧强度干扰,使生活型丰富度在预测生物量方面表现出优势。     

晋、陕、宁、蒙柠条锦鸡儿群落物种多样性对放牧干扰和气象因子的响应

根据晋、陕、宁、蒙地区13个样地的野外调查资料,采用丰富度指数、物种多样性指数以及均匀度指数,研究了柠条锦鸡儿群落物种多样性对放牧干扰和气象因子的响应。结果表明：（1）晋、陕、宁、蒙地区柠条锦鸡儿群落组成成分简单,共记录种子植物111种,分属25科,64属,灌木层优势种为柠条锦鸡儿,草本层优势种集中于禾本科、豆科、菊科蒿属和藜科;（2）受人为干扰、土壤和气候等影响,群落的组成、结构及其综合性质具有一定差异性,主要表现在群落的Patrick指数与Simpson指数、Shannon-wiener指数出现较大的波动,且波动趋势基本一致,Pielou指数表现较为稳定;（3）放牧干扰强度与群落Simpson指数、Shannon-wiener指数呈极显著相关（P＜0.01）,与Patrick指数、Pielou指数呈显著相关（P＜0.05）,群落丰富度随放牧干扰强度的增大而下降,群落多样性和均匀度指数在D2和D3时呈现峰值,表明适度干扰可以提高群落物种多样性和均匀度;（4）Patrick指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数均与年均降水量呈极显著正相关(P＜0.01),与相对湿度呈显著正相关（P＜0.05）,共同体现了水分条件是制约柠条锦鸡儿群落物种多样性的决定性因子。     

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸暖季草场植物群落组成和植物多样性的影响

两年的牦牛放牧试验结果表明:在暖季草场,随着放牧率的提高,禾草和莎草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度减小,它们与放牧率呈显著的负相关 P<0.05 可食杂草和毒杂草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度增加,它们与放牧率呈显著的正相关 P<0.05 各功能群的盖度与生物量之间是显著的正相关关系 P<0.05 .对照草地由于没有牦牛的采食,群落由少数优势种植物所统治,群落结构趋于简单,物种组成贫乏,物种多样性和均匀度指数最小;轻度放牧牦牛选择采食对植物群落的影响较小,群落的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均不高;中度放牧提高了资源的利用效率,增加了群落结构的复杂性,草地的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均最高,该结果支持 中度干扰理论 ;重度放牧由于牦牛采食过于频繁,改变了植物的竞争能力,导致植物种的均匀度下降,多样性减少.不同放牧率草地群落的物种数 S 、丰富度指数 Ma 、多样性指数 Shan-non-Wiener指数H′和Simpson指数D 、均匀度指数 Pielow指数J′ 的排序为:对照<轻度放牧<重度放牧<中度放牧,优势度指数 Berger-Parke指数 的变化趋势则与之相反.     

环境因子和干扰强度对高寒草甸植物多样性空间分异的影响

采用样带与样地结合的方法在三江源自然保护区的核心区沿海拔梯度在阴坡、阳坡分别进行草本植被调查,通过因子分析和偏相关分析研究丰富度指数、多样性指数与环境梯度（包括海拔梯度、裸斑面积、坡度、土壤总碳、总氮含量、土壤pH值、土壤总可溶性盐含量）和干扰强度（鼠类干扰强度、放牧强度）之间的关系。研究结果表明：杂类草丰富度指数（DMa杂）与总物种丰富度指数（DMa总）极显著相关（P<0.01）;阳坡DMa杂和DMa总均呈现“中海拔膨胀”现象,阴坡DMa杂和DMa总与海拔梯度呈正相关,莎草科和禾本科的丰富度指数（DMa莎和DMa禾）随海拔升高并无明显规律;通过主成分分析,及偏相关分析,第一主成分（裸斑面积、鼠类干扰和放牧强度）与除莎草科Margalef丰富度指数、禾本科Simpson指数和禾本科Pielou均匀度指数外的其他草地多样性指数均显著相关,是影响阳坡草地植物多样性的主要因子,土壤总碳、总氮含量对阳坡禾本科类群的多样性指数和均匀度指数有极显著影响,土壤pH值、TDS含量和坡度对阳坡莎草科类群的丰富度有显著影响;海拔梯度、土壤总碳、总氮以及pH值对阴坡草本植物群落的多样性影响较大。研究结论认为,植物群落生物多样性的空间分异特征是地理环境、土壤环境以及干扰强度等因素综合作用的结果。无干扰或干扰较弱时,物种多样性主要受土壤环境状况所影响;而在强干扰存在条件下,干扰强度对物种丰富度和多样性的影响比环境因子更显著;遏制高寒草甸植物多样性降低应首先控制放牧及鼠类等强干扰活动。     

不同母质温带草地植物群落多样性对人为干扰的响应

本研究以赛罕乌拉保护区2种不同土壤母质(黄土和沙母质)与3种利用方式(围栏打草、季节性放牧和自由放牧)草地为对象,基于群落组成调查数据,计算人为干扰指数与物种多样性指数,研究草地植物群落物种多样性与草地退化程度间的关系。结果表明: 土壤母质与人为利用方式的差异使草地处于不同的退化状态,黄土与沙母质类型草地退化程度均随人为利用强度的增加而上升,且当人为利用方式相同时,黄土母质草地人为干扰指数(均值1.21)比沙母质草地(均值1.48)低。各样地物种多样性指数总体随土壤母质的砂质化和人为利用强度的增加而下降,其中Margalef丰富度指数为1.57～4.27,Shannon多样性指数为1.16～2.39,Simpson优势度指数为0.76～0.87,Pielou均匀度指数为0.71～0.80。随着人为干扰指数增加,丰富度指数、多样性指数和优势度指数均下降,而均匀度指数有上升趋势。过度放牧对2种土壤母质草地均会造成严重威胁,黄土与沙母质草地最适宜的利用方式分别为围封打草和季节性放牧。在今后生物多样性保护的实施过程中,需兼顾草地不同土壤母质与人为利用方式的影响,针对不同土壤母质条件规划不同的草地利用方式,实现因地制宜的草地恢复与管理。     

大蜀山孤岛状山体植被演替阶段物种多样性变化规律

采用"空间差异代替时间变化"的研究方法,以位于安徽省合肥市的孤岛状山体——大蜀山国家森林公园的恢复植被为研究对象,调查了16个典型样地,利用丰富度指数(Margalef richness index,R)、Shannon多样性指数(Shannon diversity index,H)、均匀度指数(Pielou evenness index,Jsw)和生态优势度指数(Simpson index,D)等研究了4个不同演替阶段森林群落的特征变化。结果表明:从马尾松林向针阔混交林、麻栎林的演替过程中,群落乔木层Shannon指数分别为1.957、1.485、0.738,呈下降的趋势;而短毛椴林乔木层Shannon指数为1.694。麻栎林乔木层的物种丰富度和多样性显著低于其他3个群落(P0.05),均匀度显著低于马尾松林和短毛椴林(P0.05)。4种群落灌木层、草本层之间的多样性和均匀度差异均不显著(P0.05)。在群落的垂直结构中,麻栎林物种多样性表现为灌木层草本层乔木层,其他3种群落的物种多样性则表现为灌木层乔木层草本层。处于演替顶极群落的物种多样性并不是最高,群落演替过程的稳定性和多样性有着更为复杂的关系。除人为活动的干扰外,群落的发育程度和内部生境是影响该区演替阶段群落物种多样性变化的主要因素。     

新薛河底栖动物物种多样性与功能多样性研究

研究功能多样性与物种多样性关系及其随环境梯度的变化规律,有助于理解生物在群落中的共存机制;然而,二者间关系的研究在淡水生态学中尚鲜见报道。通过对新薛河典型河段(A缓流河段、B断流河段、C有机污染河段、D对照河段、E人为干扰河段)底栖动物季节性调查,就物种多样性和功能多样性时空动态及关系进行了研究。结果表明:在空间序列上,物种多样性指数在B河段均最低,表明间歇性断流对物种多样性影响重大。功能丰富度在D河段最高,A河段最低;功能均匀度在A河段高于其他河段;功能分离度在A、B河段最高,D河段最低。在时间序列上,物种丰富度和Shannon指数均值在10月份最低,4月份最高;均匀度指数在12月份最低,10月份最高。3个功能多样性指数于各季节间差异显著、相互独立,主要受水文条件和底栖动物生活史影响。相关分析表明,功能多样性指数间无显著相关性;功能丰富度同物种丰富度和Shannon指数相关显著,功能均匀度同物种均匀度相关显著。逐步回归分析发现,功能丰富度受物种丰富度和Shannon指数影响显著,功能均匀度受物种均匀度影响显著;功能多样性和物种多样性指数间拟合度总体不高。研究结果进一步表明:相对物种多样性,功能多样性对生境梯度变化响应更加全面。     

关帝山次生林区典型森林交错带物种多样性研究

森林交错带富于高的生物多样性。应用Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielou指数,研究了关帝山次生林区森林交错带中处于不同演替阶段的群落物种多样性动态特征,同时对交错带内群落与相邻群落的物种多样性特怔进行了对比分析。结果表明：处于森林演替不同阶段的交错带,在由阔叶林、针阔叶混交林到针叶林的演替过程中,Shannon－Weiner多样性指数、Margalef丰富度指数均表现出单峰变化趋势,在演替中后期的针阔叶混交林阶段,指数值最高。Simpson优势度指数则表现出凹形变化．不同于多样性、丰富度指数,在演替中后期,达到最低值。Pielou均匀度指数表现出下降趋势。交错带内群落与相邻群落相比,Shannon－Weiner多样性指数较高,具有高的物种多样性,边际效应表现为正效应。Margalef丰富度指数变化与Shannon－Weiner多样性指数变化不一致,只在一定程度上证明了边际正效应的影响。两指数共同反映出研究地区的森林交错带内群落具有较高的物种多样性。     

中国东北样带草地群落放牧干扰植物多样性的变化

放牧干扰是草地群落植物多样性变化的主要影响因素之一。中国东北样带9个草地群落放牧干扰植物多样性变化的研究结果表明：中牧或重牧阶段Shannon指数达最大值,形成中牧（重牧）>重牧（中牧）>轻牧>过牧的规律。群落物种丰富度、均匀度与多样性的相关分析表明,均匀度变化对多样性变化具有更大的贡献率,而丰富度呈下降趋势,即轻牧（中牧）>中牧（轻牧）>重牧>过牧。生活型功能群多样性也表现出明显的变化。中国东北样带草地群落植物多样性的分布格局是：草甸草原>典型草原>典型草原 >荒漠草原>碱化草原,并且群落物种丰富度对多样性有更大贡献率。     

On the use of sample indices to reflect changes in benthic fauna biodiversity

This paper focuses on the difference between the value of some commonly used diversity indices (Simpson, Shannon, abundance, richness) calculated from benthic grab samples and their value in the population or region from which the samples are taken. The ability of the sample indices, as well as a recently derived relative Shannon index, to reflect change in biodiversity is examined in a short simulation study based on changing one of the diversity parameters (abundance, richness and evenness) in the population, whilst keeping the other two components constant. Our results suggest that, whilst their population equivalents do not always reflect biodiversity changes, the sample Simpson, Shannon and Richness indices perform well. We note that this will be true for any surveys where the sampling programme fails to detect many species in a population, and hence will be applicable for most benthic surveys. The use of sample indices to detect changes in biodiversity from long-running time series in the Thames and Tyne estuaries is illustrated.     

中国东北样带草地群落放牧干扰植物多样的变化

放牧干扰是草地群落植物多样性变化的主要影响因素之一。中国东北样带９个草地群落放牧干扰植物多样性性变化的研究结果表明：中牧或重牧阶段Ｓhannon指数达最大值。形成中牧（重牧）＞重牧（中牧）＞轻牧＞过牧的规律。群落物种丰富度、均匀度与多样性的相关分析表明,均匀度变化对多样性变化具有更大的贡献率。而丰富度呈下降趋势,即轻牧（中牧）＞中牧（轻牧）＞重牧＞过牧。生活型功能群多样性也表现出明显的变化。中国东北样带草地群落植物多样性的分布格局是：草甸草原＞典型草原＞典型草原＞荒漠草原＞碱化草甸,并且群落物种丰富度对多样性有更大贡献率。     

高原鼢鼠干扰下高寒草甸大型土壤动物多样性对环境因子的响应

为研究高寒草甸大型土壤动物群落组成和分布对环境因子的响应,选取祁连山东段的甘肃省天祝县高原鼢鼠典型分布区域,以鼠丘密度代表干扰强度设置4个干扰区。调查各干扰区植被群落特征、土壤理化性质、大型土壤动物类群组成及其数量,采用约束性排序方法分析环境因子对大型土壤动物类群组成和分布的影响。结果表明：高原鼢鼠干扰下高寒草甸大型土壤动物优势类群为瓦娄蜗牛科、象甲科和短角亚目幼虫;极重度干扰区大型土壤动物类群的丰度、丰富度、Shannon指数显著高于重度干扰区（P<0.05）;多元回归分析表明大型土壤动物类群丰度、丰富度和Shannon指数与土壤温度呈显著负相关（P<0.05）,丰富度与土壤含水量呈显著负相关（P<0.05）,丰度与土壤紧实度呈显著负相关（P<0.05）,丰富度和Shannon指数与植物Shannon指数呈显著负相关（P<0.05）;冗余分析和偏冗余分析表明,土壤温度、紧实度和含水量是影响高寒草甸大型土壤动物类群组成和分布的主要环境因子。     

井冈山自然保护区蛾类多样性及人为干扰的影响

对井冈山自然保护区蛾类群落的多样性及其受人为干扰的影响进行了研究。结果显示：（1）人为干扰导致井冈山自然保护区蛾类群落构成有较大差别,严重干扰导致蛾类科数明显降低;物种数和个体数呈现出随着人为干扰加强而降低的趋势;蛾类各优势科在不同人为干扰样点的相对多度存在差异。（2）人为干扰导致蛾类主要科的物种数和个体数变化不同：尺蛾科、夜蛾科、毒蛾科和舟蛾科的物种数和个体数在人为干扰下降低;轻度和中度干扰导致螟蛾科和天蛾科的物种数和个体数升高,重度干扰下物种数和个体数降低;人为干扰导致灯蛾科的物种数和苔蛾科的个体数升高。（3）人为干扰导致蛾类群落Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数降低,Berger-Parker优势度指数升高。（4）人为干扰对蛾类群落的物种数和个体数的时间动态影响较大,对Shannon指数和Pielou均匀度指数时间动态影响较小,导致Berger-Parker优势度指数时间波动幅度增大。（5）人为干扰导致样点间蛾类群落相似性较低。     

Species richness and evenness respond in a different manner to propagule density in developing prairie microcosm communities

Diversity has two basic components: richness, or number of species in a given area, and evenness, or how relative abundance or biomass is distributed among species. Previously, we found that richness and evenness can be negatively related across plant communities and that evenness can account for more variation in Shannon’s diversity index (H′) than richness, which suggests that relationships among diversity components can be complex. Non-positive relationships between evenness and richness could arise due to the effects of migration rate or local species interactions, and relationships could vary depending on how these two processes structure local communities. Here we test whether diversity components are equally or differentially affected over time by changes in seed density (and associated effects on established plant density and competition) in greenhouse communities during the very early stages of community establishment. In our greenhouse experiment, we seeded prairie microcosms filled with bare field soil at three densities with draws from a mix of 22 grass and forb species to test if increased competition intensity or seedling density would affect the relationships among diversity components during early community establishment. Increased seed density treatments caused diversity components to respond in a different manner and to have different relationships with time. Richness increased linearly with seed density early in the experiment when seedling emergence was high, but was unrelated to density later in the experiment. Evenness decreased log-linearly with seed densities on all sampling dates due to a greater dominance by Rudbeckia hirta with higher densities. Early in the experiment, diversity indices weakly reflected differences in richness, but later, after the competitive effects of Rudbeckia hirta became more intense, diversity indices more strongly reflected differences in evenness. This suggests that species evenness and diversity indices do not always positively covary with richness. Based on these results, we suggest that evenness and richness can be influenced by different processes, with richness being more influenced by the number of emerging seedlings and evenness more by species interactions like competition. These results suggest that both diversity components should be measured in plant diversity studies whenever it is possible.