山西霍山植被分类及不同演替阶段群落物种多样性的比较分析

采用双向指示种分析法(TWINSPAN)对山西霍山植被群落(12个样地56个样方)进行分类,并利用物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数对不同演替阶段的群落物种多样性进行了比较分析。结果显示,用TWIN-SPAN法可将56个样方划分为10组,命名为10个群丛:山核桃+毛白杨-虎榛子-唐松草群丛(Ⅰ)、山核桃-虎榛子-白莲蒿群丛(Ⅱ)、车前+艾+乌头群丛(Ⅲ)、山核桃+油松-土庄绣线菊-细秆羊胡子草群丛(Ⅳ)、油松-绣线菊-细秆羊胡子草群丛(Ⅴ)、油松-沙棘-白茅群丛(Ⅵ)、辽东栎+山核桃-黄刺玫-细秆羊胡子草群丛(Ⅶ)、华北落叶松-鹅耳枥-蛇莓群丛(Ⅷ)、山梅花-石防风群丛(Ⅸ)和绣线菊-白茅群丛(Ⅹ)。10个群丛可划分为6个演替阶段:弃耕地先锋群落阶段(群丛Ⅲ)、草本群落阶段(群丛Ⅹ)、灌木群落阶段(群丛Ⅸ)、先锋乔木群落阶段(群丛Ⅰ和Ⅱ)、混交林过渡群落阶段(群丛Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅷ)和顶级群落阶段(群丛Ⅶ)。随着演替的进行,霍山植被的物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数都呈增加的趋势,并在演替的中后期(混交林过渡群落阶段)达到最大值;而在不同的演替阶段,乔木层、灌木层和草本层的物种多样性指数的变化趋势也不同。各物种多样性指数中,Margalef丰富度指数与Shannon-Wiener多样性指数间有极显著的相关性(P<0.01),其余的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数间也有显著的相关性(P<0.05)。说明山西霍山植被演替序列完整,在植被演替过程中,物种的种类和个体数量以及群落结构的复杂程度明显增加。

新疆甘家湖梭梭林国家级自然保护区植被群落多样性及空间分布格局

新疆甘家湖梭梭林国家级自然保护区位于典型的绿洲-荒漠过渡带,明确保护区内主要植被类型及分布有助于生物多样性的保护与恢复。以2022年同期遥感影像为样点布设依据,在2023年8月进行实地调查,利用双向指示种分析法(TWINSPAN)对保护区内植被样方进行分类,计算各植被类型的α多样性指数,随后构建随机森林模型以评估植被样方的聚类结果并可视化。结果表明:(1)在甘家湖保护区,草本植物以猪毛菜属(Salsola spp.)分布最为广泛,灌木以梭梭(Haloxylon ammodendron)、碱蓬属(Suaeda spp.)、红砂(Reaumuria songarica)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)等为这一地区主要的植被组成。(2)TWINSPAN将62个植被样方划分成14个类型,其中猪毛菜属+碱蓬属群丛(Ass.Salsola spp.+Suaeda spp.,G5)所占面积最大,且植被多样性最高;猪毛菜属+角果藜群丛(Ass.Salsola spp.+Ceratocarpus arenarius,G7)物种多样性较高,同时面积占比较大;单一植被型群丛(G14)Shannon-Wiener多样性指数与Simpson优势度指数均为最低,Pielou均匀度指数为1,在保护区中主要体现为农田和盐渍化极高的裸地。(3)随机森林模型的总体精度达到87.10%,Kappa系数达到0.8553,错分误差与漏分误差相对较小。(4)梭梭和白梭梭集中分布在保护区西北部核心区以及中偏南部的缓冲区。研究结果可为保护区后续精准管理奠定基础。

昆明市松花坝水源保护区云南松林植物多样性研究

运用样带法调查了昆明市松花坝水源保护区无干扰及干扰云南松林植物群落。结果表明:无干扰样地植物群落由30科55种组成,灌草层优势种是铁仔(Myrsine africana)和野草莓(Fra-garia vesca);干扰样地由24科44种组成,灌草层优势种是铁仔、火棘(Pyracantha fortuneana)、金丝草(Pogonatherum crinitum)和地果(Ficus tikoua)。无干扰样地云南松高度以Ⅲ级和Ⅳ级为主,平均高度7.27m;干扰样地云南松林高度以Ⅱ级和Ⅲ级为主,平均高度5.03m。两个样地灌木层物种丰富度和ACE指数存在显著差异(p<0.05),Fisherα指数存在极显著差异(p<0.01);草本层仅个体数存在显著差异(p<0.05)。无干扰样地各样带物种组成十分接近,指示物种是沿阶草(Ophiopogon bodinieri)(IndVal=0.875,p=0.001)和碎米花(Rhododendron spiciferum)(IndVal=0.667,p=0.001);而干扰样地各样带物种组成不太相同,指示物种是早熟禾(Poa an-nua)(IndVal=1.000,p=0.001)、金丝草(IndVal=0.958,p=0.001)和火绒草(Leontopodiumsp.)(IndVal=0.861,p=0.001)。研究显示,干扰对云南松林的物种组成产生了明显影响,影响了乔木的高生长,降低了灌木的多样性。

新疆托木尔峰国家级自然保护区树附生地衣群落数量分类

在托木尔峰国家级自然保护区（海拔2 200~3 000 m）设置25个20 m×20 m的样地,调查样地内树附生地衣种类、地衣盖度和生境指标。以地衣种盖度为指标,应用除趋势对应分析法（DCA）和双向指示种分析法（TWINSPAN）对树附生地衣群落进行数量分类。根据数量分类结果并综合生境特征,将保护区树附生地衣划分为4个群落类型。群落A：茎口果粉衣（Chaenotheca stemonea（Ach.）Muell）＋黑蜈蚣衣（Phaeophyscia nigricans（Flk.）Moberg）＋枪石蕊群落（Cladonia coniocraea（Floerke）Spreng.）;群落B：黄烛衣（Candelaria concolor（Dicks.）Stein.）＋粉粒树花（Ramalina pollinaria（Westr.）Ach.）＋中国树花（R.sinensis Jatta.）;群落C：柯贝尔副茶渍（Lecania koerberiana Lahm.）＋金黄茶渍（Candelariella aurella（Hoffm.）Zahlbr.）＋粗糙猫耳衣（Leptogium brebisonii Mont.apud Webb.）;群落D：斑面蜈蚣衣（Physcia aipolia（Humb.）Furnr.）＋类锈橙衣（Caloplaca ferrugineoides（H.Magn））＋污白雪花衣（Anophychia ulothricoides（Vain.）Vain.）。群落B和群落C的相似性最高,相似性系数为0.918;群落C和群落D的相似性系数为0.649;群落A与群落D相似性系数最低,相似性系数为0.264。树附生地衣的分布与海拔的关系较密切,高海拔和低海拔地带树附生地衣群落物种组成具有显著性差异。

宁夏沙芦草群落分类及群落特征与环境关系的研究

本文调查了宁夏17个典型沙芦草(Agropyron mongolicum)群落,采用双向指示种分析(Two-way indicator species,TWINSPAN)对沙芦草群落进行数量分类,利用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)分析了其与环境因子之间的关系,旨在为沙芦草的保育提供基础数据和理论指导。结果表明:沙芦草群系可分为7个群丛,分别为沙芦草+兴安胡枝子(Lespedeza davurica)+猪毛蒿(Artemisia scoparia)群丛,沙芦草+兴安胡枝子+刺沙蓬(Salsola tragus)群丛,沙芦草+猪毛蒿+赖草(Leymus secalinus)群丛,沙芦草+砂蓝刺头(Echinops gmelini)群丛,沙芦草+短花针茅(Stipa breviflora)群丛,沙芦草+猪毛蒿+短花针茅群丛,沙芦草+猪毛蒿+宿根亚麻(Linum perenne)群丛。RDA分析显示扰动、坡度、土壤水分含量、土壤全磷含量是影响沙芦草群落地上生物量的主要因素(P<0.05),而生长季降水量和坡向是影响沙芦草群落物种多样性的主要因素(P<0.05),由此表明封育是恢复沙芦草群落的有力措施。

基于底栖动物的松花江流域不同地形分区水质指标阈值研究

为全面了解松花江流域不同地形分区内底栖动物群落对水质指标的响应规律,识别不同分区水质指标指示物种的差异,于2016-2018年对松花江流域97个采样点的水质指标[EC、ρ(DO)、ρ(CODMn)、ρ(NH3-N)、ρ(TN)、ρ(TP)]和大型底栖动物群落进行调查分析,采用临界指示物种分析法(threshold indicator taxa analysis,TITAN)分别探讨松花江流域山区、丘陵区和平原区水质指标的生态阈值,当污染物浓度超过负响应阈值时敏感种密度降低,当超过正响应阈值时耐受种也会受到明显影响,底栖动物群落结构会发生显著变化.将TITAN法所得的负响应阈值作为触发底栖动物群落发生变化的最低值,正响应阈值为底栖动物群落的耐受极限值.结果表明:①松花江流域水质指标在不同地形分区内的阈值不同,除ρ(DO)和ρ(CODMn)外,其他指标负响应阈值均表现为山区<丘陵区<平原区,ρ(DO)则表现相反,ρ(CODMn)在丘陵区出现最高阈值(5.46 mg/L)、山区出现最低阈值(4.01 mg/L).除ρ(DO)以外,其他指标的正响应阈值均呈山区<丘陵区<平原区的趋势,ρ(DO)正响应阈值的变化趋势则与之相反.②松花江流域内超过50%的采样点水质指标值均超过其负响应阈值,超出正响应阈值的采样点比例在6%~40%之间,说明流域受到一定的干扰,但干扰程度不严重.③同一物种在不同地形分区内对水体理化指标的指示方向可能相反.萝卜螺属在丘陵区为ρ(NH3-N)的正响应指示物种,在平原区则转变为负响应指示物种;短沟蜷属在丘陵区为ρ(TN)和ρ(TP)的正响应物种,在平原区则转变为负响应物种.研究显示,大型底栖动物群落结构的分布特征是影响水质指标阈值指示物种识别的主要原因,而不同分区的自然地理状况、栖境状况和水质状况则是造成大型底栖动物群落结构分布差异的主要因素.

山西霍山油松群落的数量分类研究

以霍山七里峪景区油松群落为研究对象,在野外调查的基础上,典型取样60个,采用双向指示种分析法对油松群落划分群丛,结果表明:该群落共有物种55个,隶属于22科,48属.根据物种重要值的统计,绣线菊和羊胡子草在该群落中占绝对优势,是灌木层和草本层的优势种,重要值分别是0.465和0.661.根据双向指示种分析法数量分类结果,可将油松群落60个样方划分为16个群丛.根据生态学意义,可将16个群丛合并为8个群落类型.

平原河网沉积物细菌与重金属生态风险的定量响应关系研究

河道沉积物重金属对河底生态环境质量有着深远的影响.太湖流域河网纵横,人水关系密切,河网环境质量受到人类活动的影响.为掌握河网表层沉积物重金属空间分布特征与强度,本研究以太湖流域嘉善县纵横交错的河网为研究对象,使用潜在生态风险指数评价法(the Potential Ecological Risk Index,PERI)对51个点位的Hg、Cd、Cu等9种重金属的单因子及综合生态风险水平进行评估.通过相关性分析和方差分解表征沉积物重金属对于细菌群落整体的影响.为研究沉积物细菌群落对重金属生态风险指数的响应特征,基于16S rDNA扩增子高通量测序获得的群落信息,使用临界指示物种分析法(Threshold Indicator Taxa Analysis,TITAN)建立群落与风险指数的定量响应关系.研究发现,此区域15.69%点位的沉积物存在重金属“中等”及以上生态风险;Cd、Ni、Pb显著影响细菌群落的α-多样性.定量分析表明,群落中共441个生物序列可操作分类单元(Operational taxonomic units,OTUs)对综合生态风险指数存在有效响应,234个OTUs对一种或一种以上单因子风险指数存在有效响应.当综合风险指数分别为80.78与106.26,群落中正、负响应物种类群丰度发生最大幅度的变化.沉积物重金属生态风险主要来自于Hg和Cd.有97个OTUs分别对Hg或Cd的生态风险有预警及指示意义,其中,属于Anaerolineales或Burkholderiales菌目的较多.本研究创新性地将PERI法和高通量测序技术结合到TITAN法中,研究了细菌群落与重金属生态风险指数的定量响应关系,为重金属污染生态风险监测、评估提供了新的思路.

北京市北运河水系底栖动物群落与水环境驱动因子的关系及水生态健康评价

底栖动物可反映多种生态威胁对水环境的积累效应,与河流水生态系统健康状态密切相关.本研究以北京市典型流域北运河流域为例,基于2015年夏季野外采样调查34个站点水生态数据,对底栖动物群落特征进行分析,采用典型对应分析筛选得到水质驱动因子,利用临界点指示类群分析方法探究关键影响因子的指示物种及其阈值,并基于底栖动物完整性指数和综合指数法对水生态系统健康状况进行评价.结果表明,底栖动物群落以耐污的水生昆虫和软体动物为主,多样性水平较低,位于0~1.01之间;氟化物、生化需氧量、氨氮和总磷为底栖动物群落的关键水质影响因子;氨氮有4种正响应指示物种,其阈值范围为1.09~6.94 mg·L^(-1),总磷有3种正响应指示物种,其阈值范围为0.48~1.27 mg·L^(-1);健康评价结果表明全流域水生态健康评价结果总体较差,中上游健康状况相对较好,健康状况最好地区主要位于昌平区山区,健康状况最差地区主要位于朝阳区及中心城区.本研究结果可为河流生态修复和污染物控制提供依据,同时也为其他城市水生态文明建设提供参考.