渭河流域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

于2011年10月对渭河流域45个采样点的大型底栖动物进行调查采样.共采集到大型底栖动物116属(种),其中水生昆虫91(属)种,占78.4％;软体动物12种,占10.3％;环节动物9种,占7.8％;甲壳动物4种,占3.4％.利用大型底栖动物的物种组成以及物种相对丰度数据,应用双向指示种分析和无偏对应分析将45个样点分为3组.第1组样点的指示物种为锯形蜉属1种(Serratella sp.)、纹石蛾属1种(Hydropsyche sp.)和朝大蚊属1种(Antochasp.);第2组样点指示物种为虻属1种(Tabanus sp.)、Alotanypus venustus、Pelecorhynchidae 1 种、Liodessus sp.和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffineistteri);第3组指示物种为黑翅蜉(Ephemera nigroptera)和半球多脉扁螺(Polypylis hemisphaerula).典范对应分析表明,卵石+砾石型底质、流速、电导率、水深和总氮显著影响了渭河流域底栖动物群落的空间分布.     

胶州湾大型底栖动物的物种多样性现状

自1998年2月－1999年11月对胶州湾的10个站进行了大型底栖动物分布状况调查,目的在于为进一步的胶州湾生物多样性变化及其保护研究,为胶州湾底栖生物资源的合理开发和持续利用提供科学依据和积累资料。初步分析结果显示,两年内各站春季和秋季的物种多样性指数偏低,冬季和夏季的指数较高,物种均匀度指数夏季最高,春季最低,物种丰富度指数以夏季最高,春季和冬季略同,秋季最低。1999年各站出现的底栖动物种数明显高于1998年,差异显著,生物多样性平均指数较1998年有所下降。     

中国自然湿地底栖动物生态学研究进展

底栖动物是湿地生态系统中的一个重要组成部分,在能量流动和物质循环中起着承上启下的作用。其群落结构能反映出底质条件、水质状况、水温等非生物因子以及植被、物种间的影响、捕食压力等生物因子的情况。本文概括了底栖动物的概念、生活型和功能群的划分,探讨了底栖动物群落生态学研究的特点及目前中国底栖动物的研究重点和主要研究成果,重点讨论了底栖动物群落分布的时空差异、底栖动物与环境因子之间的关系以及底栖动物的生物指示作用,并展望了底栖动物研究的未来发展趋势。     

永定河流域大型底栖动物群落分布格局及其影响因子

人类干扰造成了全球河流生态系统的普遍退化。流域尺度的水生生物分布特征及其影响因素研究对于河流生态系统的保护与恢复具有重要意义。本研究以永定河流域大型底栖动物群落为研究对象,分别于2017年春季(3月)、夏季(7月)、秋季(11月)开展全流域尺度的大型底栖动物调查。研究表明: 永定河流域以摇蚊科为主,优势类群包括直突摇蚊属、摇蚊属、雕翅摇蚊属以及多足摇蚊属。聚类分析表明,大型底栖动物群落结构存在显著的空间差异性,按照群落相似性可分为2组: 组1主要包含桑干河和东洋河水系,以直突摇蚊为主要优势种;组2主要包含洋河、妫水河以及永定河干流部分河段,以雕翅摇蚊为主要优势种。单因素方差分析表明,组2生物量、Shannon指数、Margalef指数、Pielou均匀度指数以及物种丰富度均显著高于组1,指示了该区域内更好的生态状况。大型底栖动物的季节差异显著,夏季的密度、生物量和各多样性指数均显著低于春季和秋季。典范对应分析显示,影响永定河大型底栖动物空间分布的环境因子主要包括水温、铵氮、pH、溶解氧和总磷。从水文因子的角度,流量和流速与主要生物参数存在显著相关性。组2中流速和流量与大型底栖动物密度和EPT%存在显著的正相关关系,表明急流生境有利于EPT(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目)敏感类群的生存;但流量和流速与多样性指数呈负相关关系,表明过高流量和流速的生境条件不利于大型底栖动物多样性的维持。总之,水环境因子、水文因子都显示出了对大型底栖动物群落结构和多样性特征的影响,表明永定河流域生态系统受到多类型人为活动的影响。减少水质污染、适度恢复部分河段的流量是永定河流域生态系统修复的重要环节。     

水体富营养化对大型底栖动物群落结构及多样性的影响

在武汉东湖营养水平不同的四个湖区,对大型底栖动物的群落结构和物种多样性进行周年研究。大型底栖动物的物种多样性与营养水平呈相反趋势,富营养化导致多样性明显降低。研究还表明,霍甫水丝蚓的密度与水体营养水平呈正相关系,在超富营养水体中其密度最高,年平均350ind./m^2,最高可达1052ind./m^2,这与其能忍受由于富营养导致的低氧环境有关;而在中营养水体中平均密度仅2.7ind./m^2。首讨论了中国长足摇蚊与水体营养水平的关系,研究结果显示,中国长足摇蚊应属超营养水体的提示种,但其耐受性较霍甫水丝蚓差。     

崇明东滩盐沼湿地大型底栖动物功能群分布特征及其影响因子

以长江口崇明东滩典型盐沼分布区为研究区域,在不同站位固定样地月际取样调查基础上,分析了大型底栖动物食性功能群沿高程梯度的分布特征及其主要影响因子,特别是外来入侵植物的影响。结果表明,不同高程区域,大型底栖动物优势种不同,除中潮带分布区以杂食性和植食性功能群为主外,其余各区域均以杂食性功能群为主。沿高程梯度,大型底栖动物各功能群的多度和生物量均发生极显著的变化(P<0.01),而不同功能群在不同植被带间的差异情况有所不同。其中,高程最低的光滩区域,肉食性功能群多度和生物量均显著高于高程相对较高的植被带(P<0.05);中潮带海三棱藨草分布区植食性功能群多度和生物量均显著高于其他高程区域(P<0.05)。主要生境因子,包括沉积物总磷、总氮、有机质、速效磷、硝态氮、铵态氮、中值粒径,以及植物的植株高度和地上部分生物量干重等指标,均随高程梯度变化显著(P<0.05),但不同因子变化特征有所不同。外来种互花米草的入侵并未造成相应区域大型底栖动物优势功能群的改变,但区域内杂食性功能群的多度和生物量均显著增加(P<0.05);环境因子中的部分因子,包括沉积物速效磷、硝态...     

安宁河流域夏季底栖动物多样性及其空间分布格局

为了解安宁河底栖动物空间分布格局及其关键驱动因子,于2018年6-7月对安宁河干支流的底栖动物进行了调查,并分析了河流纵向梯度下的底栖动物空间格局.结果 表明:共检出底栖动物5门34科57种,其中水生昆虫最多(44种);安宁河干流物种丰富度低于支流;干流优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeister...     

珊瑚藻类对南麂列岛潮间带底栖生物群落多样性的影响

为了解南麂列岛潮间带珊瑚藻类对于其他大型藻类和底栖动物的影响, 在南麂列岛国家级海洋自然保护区布设了4条潮间带断面, 于2012年5月至2013年2月对其生物状况进行了逐季调查, 分别分析了中低潮区大型藻类、非珊瑚藻大型藻类、底栖动物的物种多样性和均匀度, 并计算了大型底栖动物的功能多样性指数Rao's Q。主要结果如下: (1)共采集和鉴定出大型藻类52种, 其中珊瑚藻科藻类有5种; (2)珊瑚藻类在高潮区没有分布, 在中低潮区均占据优势, 占潮间带藻类生物量的68.9%。四季中低潮区大型藻类的Shannon-Wiener多样性指数范围为1.638-4.044, 非珊瑚藻大型藻类的多样性指数范围为1.495-3.809, 底栖动物为5.289-6.917; 大型藻类的Pielou均匀度指数范围为0.819-0.971, 非珊瑚藻大型藻类的均匀度指数范围为0.830-0.973, 底栖动物为0.967-0.988; (3)大型藻类物种多样性和均匀度指数的降低与珊瑚藻类优势度的增加相关, 但珊瑚藻类优势度与底栖动物物种多样性指数、均匀度指数和功能多样性指数均没有显著相关性; (4)底栖动物功能多样性与珊瑚藻类优势度均呈低潮区高于中潮区的变化规律, 但相关性分析表明两者间并无直接联系。推测珊瑚藻类通过竞争占据了其他藻类的生存空间, 从而降低了南麂列岛潮间带大型藻类的物种多样性和均匀度。底栖动物则因其自身生活特点而使得珊瑚藻类的扩张未能影响其多样性水平。     

济南河流大型底栖动物摄食功能群多样性及时空动态

2014年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(11月)对济南地区24个样点的大型底栖动物和水环境理化因子进行了野外调查。利用多样性指数以及典范对应分析等方法,分析了大型底栖动物群落组成和空间结构特征。结果表明:共采集到大型底栖动物3门57种,分别为节肢动物门、软体动物门和环节动物门。春季、夏季和秋季采集到大型底栖动物45种、35种和33种,春季优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和豆螺(Bithynia fuchsiana),夏季优势种为溪流摇蚊(Chironomus riparius)和豆螺(Bithynia fuchsiana),秋季优势种为喜盐摇蚊(Chironomus salinarius)和豆螺(Bithynia fuchsiana)。春季、夏季和秋季密度平均值为2.49×10~3、0.56×10~3、1.03×10~3个体/m~2;生物量平均值为495.59、137.26、109.45 g/m2;Shannon-Wiener指数平均值分别为1.37、1.33和1.17;均匀度指数平均值分别为0.55、0.67和0.59。全地区共划分出大型底栖动物功能摄食类群5类,春季收集者种类最多为20种,夏季刮食者种类最多为12种,秋季收集者与刮食者种类最多为11种,3个季节中收集者密度均占绝对优势,其次为刮食者。典范对应分析表明,春季影响黄河流域和淮河流域大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子是总磷和总氮;夏季影响黄河流域和淮河流域大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子是pH和溶解氧;秋季影响黄河流域和淮河流域大型底栖动物功能摄食类群的主要环境因子是溶解氧和pH。     

巢湖流域春季大型底栖动物群落生态特征及与环境因子关系

采用野外采样调查的方法,结合聚类(Cluster)、多维排序尺度(MDS)、典范对应分析(CCA),以及Shannon多样性指数、Pielou种类均匀度指数、Margalef种类丰度指数等手段,研究了巢湖流域春季大型底栖动物的种群结构特征、多样性及其与环境因子的相关性.调查共采集到大型底栖动物23种,其中环节动物门6种,占26.1%,节肢动物门8种,占34.8%,软体动物门9种,占39.1%;流域内大型底栖动物的优势种为环节动物门的霍甫水丝蚓(Limno-drilus hoffmeisteri)和苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi),以及软体动物门的铜锈环棱螺(Bel-lamya aeruginosa),且其在流域内的分布具有显著的空间差异性.出入湖河流上游区域(群落Ⅰ)生物多样性相对较好;出入湖河流下游区域(群落Ⅱ)生物多样性最差;巢湖湖体及出入湖河流河口(群落Ⅲ)生物多样性处于两者之间.巢湖流域大型底栖动物空间分布受各种环境因素影响,其中Chl a与NO-3为主要影响因素.     

黑河下游额济纳绿洲植物群落物种多样性的空间异质性

采用地统计学方法研究了黑河下游额济纳绿洲物种多样性的空间异质性.结果表明:Margalef丰富度指数(Ma)、Shannon多样性指数(H')、Simpson多样性指数(Ds)和Pielou均匀度指数(J')均服从正态分布,变异系数(CV)为55.8%～67.8%,均属中等变异;Ma和H'符合指数模型,Ds和J'符合球体模型;H'的空间变异程度最高,其次是Ma和J',Ds最小;在变程范围内,各物种多样性指数空间变异的结构性因子占主导地位,所占比例为81.1%～93.0%.各多样性指数沿河流方向的格局变化明显,绿洲核心区达来呼布镇(42°N,101°E)附近为显著高值区,在100°—101°E和102°—102°30'E的带状范围内呈明显的低值区,主要包括东、西戈壁及巴丹吉林沙漠腹地.     

古尔班通古特沙漠南部短命植物群落物种多样性及空间分异

短命植物是早春多雨、夏季干热环境而形成的特殊植物类型,古尔班通古特沙漠南部是短命植物集中分布区,对保持沙漠稳定、防风固沙起到重要作用.目前对短命植物群落多样性、生态功能以及空间分布等研究较少.本研究采用分层抽样方法,调查分析了古尔班通古特沙漠南部35个样点3.86×104m2的短命植物多样性特征.共发现93个物种,分属...     

海南尖峰岭不同热带雨林类型与物种多样性变化关联的环境因子

环境因子是影响物种分布并导致物种多样性形成的重要因素,采伐后恢复的热带森林次生林和原始林的环境因子是否一致是一个很重要的问题.对于该问题的回答对长期监测热带森林次生林的变化具有重要意义.该文基于在海南尖峰岭地区设置的164个625 m2植被公里网格样地数据,记录了每个样地的采伐历史并测定了其他的17个环境变量指标,分析了17个环境因子之间的相关关系;将164个样地划分成3种不同采伐历史的森林,通过典范对应分析(CCA)探讨3种森林类型中影响物种分布的环境因子组成;比较两种多元回归模型的优劣,来揭示3种森林类型中影响物种丰富度形成的环境因子组成的差异.结果表明:驱动海南尖峰岭地区物种分布并导致物种多样性差异的环境因子在森林采伐前后并不是一成不变的,而是与森林采伐历史有关联的.除了人为森林采伐干扰外,海拔梯度是形成海南尖峰岭热带天然林物种多样性的最重要因素.CCA分析显示:原始林中,物种分布与海拔、土壤交换性钙和交换性镁含量3个环境因子有较密切的关系,也与4个土壤物理性质环境因子(土壤密度、土壤最大持水能力、毛细管持水量和毛管孔隙度)关系密切;森林采伐后的恢复森林中,土壤全磷和速效磷含量对物种分布的影响增强,但皆伐后土壤交换性钙和交换性镁含量对物种分布的影响减弱.多元回归分析显示:原始林的物种丰富度与海拔和土壤交换性钙含量显著相关,径级择伐后恢复热带天然林的物种丰富度和海拔、土壤全磷含量和速效钾含量显著相关,皆伐后恢复热带天然林的物种丰富度仅和海拔显著相关.研究结果还显示,如果数据中存在空间自相关,建立多元回归模型时应该考虑数据中的空间自相关属性,虽然它并不总是存在的.     

地形因子对FAST周边喀斯特植物多样性及空间分布的影响

为探究地形因子对500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)周边植物物种多样性及空间分布的影响，该文选取FAST周边喀斯特峰丛洼地3种典型植物群落(乔木层、灌木层、藤本层)作为研究对象，采用方差分析及典范对应分析(CCA)研究不同地形因子(海拔、坡度、坡向、坡位)梯度下植物群落物种多样性及空间分布特征。结果表明：(1)FAST周边植物群落α多样性指数呈现灌木层>乔木层>藤本层的趋势，乔木层、藤本层植物α多样性指数随海拔升高而增加(P<0.05),地形因子对灌木层植物α多样性无显著性影响。(2)FAST周边植物群落物种的空间分布受海拔的影响最大，其次为坡度(P<0.05)。(3)FAST周边3种植物群落的Jaccard相似性指数随海拔的升高呈现增加的趋势，沿坡度的增加呈现先升高后降低的趋势。综上所述，物种对生境的选择具有差异性，海拔和坡度是影响FAST周边喀斯特峰丛洼地植物群落空间分布的关键因子。     

应用指示种预测森林管理对物种多样性及群落组成的影响

采用指示种分析方法,研究了会同亚热带森林物种多样性和群落组成对森林管理的响应.从357个林下种中鉴定出显著性指示种94个,并构造新的指示种数据集,检验指示种数据集和源群落数据集之间的关联,评估指示种对林下植被管理效应的预测潜能.结果表明:指示种数据集和源群落数据集之间存在极显著的关联(Mantel r=0.898),指示种数据集很好地预测了生物多样性的变化(回归分析,R2>0.74);指示种很好地预测了群落组成对森林管理的响应(ANOVA,F>16.79);非度量多尺度排序(NMDS)以及K-means聚类分析表明,对于不同森林管理的样地类型,指示种数据集的识别能力和源群落数据集是一致的.从物种多样性、群落组成以及在森林类型的识别上,指示种数据集和源群落数据集有一致性规律,作用几乎相同,因此森林评估可以利用指示种代替源群落预测森林管理效应,以减少森林全面调查的成本.     

Experimental evidence that soil heterogeneity enhances plant diversity during community assembly

Aims Environmental heterogeneity is a primary mechanism explaining species coexistence and extant patterns of diversity. Despite strong theoretical support and ample observational evidence, few experimental studies in plant communities have been able to demonstrate a causal link between environmental heterogeneity and plant diversity. This lack of experimental evidence suggests that either fine-scale heterogeneity has weak effects on plant diversity or previous experiments have been unable to effectively manipulate heterogeneity. Here, we utilize a unique soil manipulation to test whether fine-scale soil heterogeneity will increase plant richness through species sorting among experimental patch types.Methods This experiment was conducted in the tallgrass prairie region of south-central Kansas, USA. We utilized the inherent variation found in the vertical soil profile, which varied in both biotic and abiotic characteristics, and redistributed these strata into either homogeneous or heterogeneous spatial arrangements in 2.4×2.4 m plots. After the soil manipulation, 34 native prairie species were sown into all plots. We conducted annual censuses at peak biomass to quantify species composition and plant density by species within the experimental communities.Important findings After 2 years, species richness was significantly higher in heterogeneous relative to homogeneous plots and this pattern was independent of total plant density. In the heterogeneous plots, 13 species had higher establishment in a specific patch type representing one of the three soil strata. Conversely, no species had greater establishment in the mixed stratum, which comprised the homogeneous plots, relative to the heterogeneous strata. These species sorting patterns suggest that fine-scale heterogeneity creates opportunities for plant establishment due to niche differences, which translates into increased plant diversity at the plot scale. Species richness was more strongly related to plant density among patches comprising homogenous plots—where fine-scale heterogeneity was minimized, but weak in heterogeneous plots. This pattern is consistent with the idea that richness–density relationships dominate when neutral processes are important but are weak when niche processes operate. Unlike many previous attempts, our results provide clear, experimental evidence that fine-scale soil heterogeneity increases species richness through species sorting during community assembly.