森林群落复杂性分析:以广东黑石顶森林为例

本文将森林群落复杂性定义为消除群落中任意一个树木个体的种名及层次不确定性所需的平均信息量,提出用联合熵H(X,Y)测度群落复杂性。H(X,Y)=H(X)+H(Y|X),其中H(X)=,分别为树种组成复杂性和树种结构复杂性。式中S为森林群落树种数,N为森林群落的树木总株数,n_i(i=1,2,…,S)为第i个树种的株数,n_(ij)(j=1,2,3,4)为第i个树种在第j层次的株数。用联合熵分析了广东省封开县黑石顶自然保护区针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林等3种典型森林类型的复杂性。结果表明,群落复杂性的顺序为:常绿阔叶林>针阀混交林>针叶林。同时,各森林类型的群落复杂性H(X,Y)与取样尺度之间具有较好的分形关系。

子午岭马栏林区主要植物群落复杂性

群落复杂性是生态复杂性在群落水平上的具体表现,体现了群落结构与功能的综合特征,是生态系统的重要组成要素。应用Shannon-Wiener生态位宽度、Pianka生态位重叠和Anand群落复杂性等公式,定量研究了黄土高原马栏林区辽东栎(Quercus liaotungensis)群落、油松(Pinus tabulaeformis)群落和白桦(Betula platyphylls)群落主要树种的生态位宽度、生态位重叠以及群落复杂性特征,同时对群落复杂性与土壤养分状况的关系进行了分析。结果表明:①群落总体复杂性是天然油松林>辽东栎林>白桦林,演替顶极群落并不一定最复杂;②群落乔木树种的平均生态位宽度为辽东栎林>白桦林>油松林,群落乔木树种生态位平均重叠值为白桦林>辽东栎林>油松林,辽东栎群落生态位分化程度较高;③群落复杂性与土壤环境中的速效钾含量和pH值没有明显关系,但与速效磷含量有极显著的负相关关系,这说明速效磷对研究地区群落复杂性有很大影响,是制约群落复杂性的主要因子。通过群落土壤养分状况与乔木树种生态位特征能很好地分析理解群落复杂性现状。

封育对宁夏盐池县草地植物组成及群落复杂性的影响

[目的]定量评价封育对宁夏盐池县沙化草地植物组成及群落复杂性的影响,为半干旱区草地植被恢复与管理提供理论依据。[方法]对3种封育类型老、新封育区和对照区在2003—2013年样线与样方结合法进行植被调查,并用群落总复杂性、无序结构复杂性、有序结构复杂性3种指数来分析其复杂性特征。[结果]老封育区由黑沙蒿(Artemisia ordosica)和刺沙蓬(Salsola ruthenica)群落逐渐演替为阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)群落,新封育区和对照区主要是黑沙蒿群落;新封育区和对照区的植被生物量与盖度大多年份高于老封育区;封育可增加无序与有序结构复杂性,进而增加群落总复杂性。[结论]长期封育降低了植被数量特征值;随封育年限的延长,群落复杂性指数约以5a左右为波动周期,说明适宜封育年限为5a。

岷江干旱河谷植物群落的复杂性

通过对岷江干旱河谷植被及环境因子的系统取样调查,研究了该地区植物群落复杂性及其与环境因子的关系,探讨了群落复杂性与多样性、均匀度、物种丰富度之间的关系。随着海拔的增加,群落总复杂性和结构复杂性均表现为“高-低-高”的变化趋势,表明高海拔和低海拔段有较高的复杂性,中海拔段复杂性较低;位于干旱河谷核心区的样带3、4较北部过渡区样带1、2和南部过渡区样带5、6有着较低的群落总复杂性;不同坡位、坡形及坡向,群落总复杂性和结构复杂性,均表现为上坡位>下坡位>中坡位,凹坡>平破>凸坡,阴坡>半阴半阳坡>阳坡。华帚菊-小黄素馨灌丛的总复杂性最高,西南野丁香灌丛、驼绒藜灌丛的总复杂性最低,子栎灌丛和群小花滇紫草灌丛的结构复杂性较高;群落总复杂性与有机质、全N、土壤含水量、水解N、速效K呈现出显著的二次曲线关系,与全K、全P、速效P、pH值没有明显的相关关系。总复杂性与多样性、均匀度、物种丰富度的关系密切,均呈现显著的线性正相关关系。均匀度和结构复杂性呈现极显著的线性负相关,表明结构复杂性随均匀度的增加而减小。作为群落总复杂性与多样性的区分,结构复杂性对群落内物种数的变化较为敏感,不仅与均匀度有关,还与群落物种数量有关。结构复杂性和多样性作为群落总复杂性的两个组成部分,对总复杂性的影响随着研究区域和群落的不同而不同。

岷江源区植物群落复杂性研究

采用通讯理论中的霍夫曼编码方法研究了岷江源区植物群落复杂性及其与环境因子之间的一般关系,并揭示了群落复杂性与多样性、物种丰富度和均匀度之间的关系。结果表明:2900-3100m和3500-3700m两个海拔段的植物群落有较高的总复杂性。不同群系的总复杂性,表现为森林群系>灌丛群系>草甸群系;云杉林的总复杂性最高,蒿草草甸的总复杂性最低;灌丛群系中,锦鸡儿灌丛的总复杂性最高,沙棘灌丛的总复杂性最低;草甸群系中,苔草草甸和白茅草甸群系总复杂性较高。群落总复杂性与土壤水分和养分之间呈现显著的二次曲线关系。总复杂性与多样性及物种丰富度呈现出极显著的正相关关系;均匀度与结构复杂性有极显著的负相关关系,均匀度较高的群落,其总复杂性和多样性差别较小,结构复杂性较低;结构复杂性对群落内物种数的变化较为敏感,均匀度和物种数共同影响着群落的结构复杂性。

半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性与复杂性研究──以宁夏盐池为例

围栏封育促进植被恢复效果研究方法很多，其中通过研究植被的群落特征及物种多样性来阐述恢复状况仍是比较常用和有效的手段，但多样性测度对生物群落的自组织及有序性方面的特征描述欠缺，鉴于此，多样性与复杂性测度结合起来研究群落结构与功能显得更有意义。研究人工封育对植被恢复过程中群落的多样性与复杂性的影响，必然有助于揭示生态恢复过程机理。目前，利用多样性与复杂性测度相结合来对群落结构进行量化研究不多，用于对草原生态系统植物群落结构研究更少。本文通过样地调查，利用多样性和复杂性指数相结合定量研究半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性、复杂性随封育年限的变化规律，并对比分析复杂性与物种多样性之间的相关性。结果表明，（1）老封育区、新封育区丰富度指数整体高于对照区，说明封育有利于物种丰富度的增加。但随封育时间的延长，封育区的优势种占据主要的资源空间，丰富度指数降低。长时间封育，草场植被丰富度将发生规律性波动变化，低峰值和高峰值出现频率均约为4~5年/次。老封育区、新封育区的SW、SP多样性指数值大部分也高于对照区，说明封育措施增加草场植被的多样性。物种多样性指数受降水影响显著，当降水量增加或减少时，多样性指数也相应出现增加或减少，但降水影响效应具有一定的滞后性。老封育区、新封育区均匀度变化比较平稳，且指数值高于对照区，说明封育有利于均匀度的增加。（2）老封育区、新封育区总复杂性指数、无序结构复杂性指数值大部分比对照区指数值高，且指数波动相对平稳，说明封育区群落结构比对照区稳定，更适合荒漠草原植被的生长，封育增加了群落总复杂性、无序结构复杂性。封育也提高群落有序结构复杂性，但随着封育时间的延长，有序结构复杂性指数有下降趋势，可能导致群落结构稳定性下降。在不同封育条件下均表现出无序结构复杂性值高于有序结构复杂性值，说明群落总复杂性受无序结构复杂性影响较大。（3）在0.01水平上，群落总复杂性与SW指数相关性最高为0.998，与无序结构复杂性、均匀度、物种丰富度也有较高的正相关性。而在0.05水平上，群落总复杂性与有序结构复杂性相关性不显著，说明群落总复杂性主要受无序结构复杂性影响。在0.01水平上，无序结构复杂性与SW多样性、SP多样性、均匀度、物种丰富度也存在着显著相关性，其中无序结构复杂性与SW指数相关性也最高为0.896，说明无序结构复杂性与SW多样性有着密切关系，但与有序结构复杂性呈负相关，为-0.215。有序结构复杂性仅与物种丰富度在0.05水平上存在显著相关性，与其它多样性指数相关性不显著。本文关于复杂性与多样性关系研究只是从数值关系和描述角度进行的，但是要真正意义上理解结构复杂性必须将它与生态过程联系起来，其生态意义和应用价值才能进一步明确，基于生态过程的群落复杂性研究将是今后研究的重点。

北京松山四种大型土壤动物群落组成和结构

对北京松山 4种生态系统中大型土壤动物群落的组成、垂直结构、多样性及相似性进行了比较研究。全部调查共获大型土壤动物 4门 8纲 2 3目 6 5科 ,其中以蚁科、隐翅甲科、地蜈蚣科、长头地蜈蚣科、石蜈蚣科和正蚓科最为重要。 4个土壤动物群落中 ,类群数和个体数的变化趋势均为 :山顶草甸群落 ( D) >落叶阔叶林群落 ( C) >人工油松林群落 ( A) >天然油松林群落 ( B) ,这一数量差异突出表现在群落 D中各个土层的高丰富性以及群落 B表层的贫乏和 层土壤动物的急剧减少。不同群落中狭布类群的多寡也存在明显差异 ,群落 B远较其他群落为少。 4个群落的 Shannon-Weiner多样性指数 ( H′)的相对大小为 :群落 C >群落 D >群落 B >群落 A,与群落均匀度的变化显著相关 ( p <0 .0 5 )而与丰富度关系不密切。Jaccard系数、Gower系数和 Piankaα指数的分析结果表明 ,4个群落的组成具有很高的异质性 ;其中群落 A与群落 B的相似性最高 ,群落 A与群落 D的相似性最低。进一步比较了包括松山在内的国内不同温度带 1 1个山地林区大型土壤动物群落的组成特征 ,对大型土壤动物群落组成的纬向变化趋势进行了初步分析。最后 ,在对土壤动物群落的特征以及 H′指数和廖崇惠等的 DG指数进行分析讨论的基础上 ,提出了一个新的群落?

外源C、N干扰下吉林黑土区农田土壤动物组成与结构

2011年5月至9月作物生长期间,采用手拣法、改良干漏斗与湿漏斗三种方法,对吉林黑土区7种外源C、N干扰处理,即对照组(不施肥,CK)、0.5倍、1.0倍和2.0倍的外源C和N处理(C0.5、C1.0、C2.0、N0.5、N1.0、N2.0)农田土壤动物组成与结构进行研究。在作物生长季节,5次采样共获得土壤动物56 886只(未鉴定标本80只),隶属3门11纲23目3亚目79科(总科)。数据分析显示,农田土壤动物主要集中在0～5 cm,基本上是随着土壤剖面加深而呈现下降趋势;与对照(CK)相比,农田土壤动物个体数与类群数随外源C浓度升高而呈递增趋势;农田大型土壤动物个体数随外源N浓度升高呈递减趋势;农田中小型土壤动物个体数随外源N浓度升高呈递增趋势。在研究时段内,土壤动物个体数与类群数于5—8月份呈现出上升趋势,9月份出现下降。方差分析显示,外源C、N干扰对农田中小型土壤动物个体数与类群数以及大型土壤动物类群数影响显著(p<0.01),农田土壤动物个体数与类群数在作物生长季节内变化显著(p<0.01)。外源C、外源N分解释放出的养分与中小型土壤动物个体数、类群数以及大型土壤动物类群数密切相关。外源C有益于农田土壤动物功能群、大型与中小型农田土壤动物群落组成多样化。

周口市滨河公园大型土壤动物调查

2011年3～5月对周口市滨河公园绿地生境中的大型土壤动物进行了调查,共采获到土壤动物967只,隶属3门9纲17目。其中优势类群为后孔寡毛目、膜翅目和蜘蛛目,常见类群为等足目、膜翅目幼虫、柄眼目、鞘翅目、双尾目、鞘翅目幼虫、鳞翅目、双翅目和直翅目,其余类群为稀有类群。多样性指数分析结果表明,群落复杂性指数(Cj)表征的土壤动物多样性比多样性指数(H′)更能客观反映土壤动物分布的真实情况。

生命的历程系列讲座（十二） 奥陶纪无脊椎动物的大发展

奥陶纪距今4.85-4.43亿年,是古生代第二个时代。奥陶纪海洋无脊椎动物获得了极大发展,是海洋生物最主要的类群。在世界范围内的生物辐射事件再次发生,即所谓的“奥陶纪生物大辐射”。在演化层次和分类等级上,这次大辐射虽逊于“寒武纪大爆发”,但其辐射规模远大于后者,是寒武纪的3倍。寒武纪生命大爆发主要体现在门纲级别的生物大辐射,而奥陶纪大辐射则在目、科、属级别的生物类群获得极大丰富和发展。奥陶纪动物群主要由钙质壳腕足动物、三叶虫、半索动物、棘皮动物、苔藓动物、刺胞动物等构成。并且,奥陶纪增加了大量底栖游移、浮游生态分层和群落复杂性,食物链更趋复杂和完善。