生态学

渭河流域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

殷旭旺，徐宗学，高欣，等

摘要：目的：大型底栖动物是河流生态系统的重要组成部分，其物种组成决定了河流中物质循环和能量流动的方式。此外，大型底栖动物具有物种多样性高、易于采集、研究方法完善等特点。因此，开展大型底栖动物群落生态学研究，对水生态系统的保护、利用和管理具有重要的科学指导作用。近年来有关渭河流域大型底栖动物群落的调查研究少有报道。本研究选取渭河全流域，通过野外生态调查以期了解渭河流域大型底栖动物的空间分布特征及同环境要素之间的相关性，为渭河流域水域生态学恢复和保护提供基础研究资料。方法：于2011年10月在渭河、泾河和北洛河主要干支流布设了45个点位，调查评估了水环境质量、物理栖息地质量和大型底栖动物群落结构。使用双向指示种分析方法（TWINSPAN）和除趋势对应分析（DCA）相结合的方法对大型底栖动物群落空间分布进行划分。主要环境变量的特征分析选取主成分分析方法（PCA）。生物群落同环境变量之间的相关性分析选取典范对应分析（CCA）。使用单因素方差分析（one-way ANOVA）检测DCA样点分组之间群落结构指标的组间差异性。结果：通过对群落结构及环境变量的分析，主要得出以下主要结果，（1）本次共采集并鉴定大型底栖动物116（属）种，隶属于7纲16目56科。其中水生昆虫91（属）种，其次为软体动物（12种）、环节动物（9种）和甲壳动物（4种）。（2）根据大型底栖动物群落结构特征的相似性所有调查样点可以划分为3组，第1组样点主要由分布于渭河的站点组成，包括了渭河上游及中游的站点以及下游的个别站点。第2组样点主要由分布于泾河以及洛河中上游的站点组成。第3组样点主要由分布于渭河、泾河以及洛河下游的站点组成。3个分组的指示物种各有不同且组成差异较大。（3）第1组的指示物种主要以喜清洁水体的昆虫幼虫为主。第2组点位由于分布区域水生态环境质量较差，因此主要为耐污性物种。第3组由于主要分布在泥沙含量较高的下游区域，因此指示种以软体动物为主。（4）对所有环境变量的PCA分析显示，前两个排序轴解释了全部环境变量的36.1%。前两个主成分主要代表了从源头和支流上的站点逐步向中下游站点过渡的梯度。沿此梯度，河流的底质类型逐步由以大粒径的鹅卵石为主过渡到以泥沙为主，并且栖息地评分逐步下降。总氮、电导率及高锰酸盐指数随之升高，在近城市的河段达到最大。同时，营养盐类污染和微生境质量在各个分组之间存在显著的差异性。（5）CCA分析结果表明，卵石+巨砾石型底质类型和流速主要影响了全流域蜉蝣目和毛翅目类等水生昆虫的分布，电导率和总氮影响了寡毛类水丝蚓的分布。水深主要影响了软体动物的分布。结论：渭河流域大型底栖动物主要以水生昆虫为主，并且群落结构分布存在明显的空间差异性。渭河流域的水生态环境质量从上游源头至下游干流存在着显著的梯度分布形式。同时，影响渭河流域底栖动物物种分布的主要环境因子是物理微生境质量和营养盐。渭河流域底栖动物群落结构能够准确地反映水生态质量，可以作为水生态系统的指示类群用以指导渭河流域的水生态恢复工作。

来源出版物：应用生态学报， 2013， 24(1)： 218-226

入选年份：2016

黄土丘陵区不同林龄刺槐人工林碳、氮储量及分配格局

艾泽民，陈云明，曹扬

摘要：目的：研究人工林生态系统碳、氮储量及其分配格局对于准确评估人工林固碳效益具有重要意义，但在黄土丘陵区，刺槐人工林生态系统碳、氮储量和分配格局及其随林龄增加的变化特征仍不清楚。方法：在黄土丘陵沟壑区典型的安塞县选取 9、17、30和 37年生刺槐人工林的代表性样地。每个样地内设置 3个 20 m×30 m乔木样方，每个乔木样方内沿对角线设置 3个1 m×1 m草本样方，每个草本样方内设置1个0.25 m×0.25 m凋落物样方。调查并详细记录各样方的基本信息，调查完成后按相关试验方法获取相应的植物和土壤样品，然后将取得的样品带回实验室处理，并测定其有机碳和全氮含量。根据测定的植物及土壤碳、氮含量计算乔、草、凋落物和土壤层的碳、氮储量。利用SPSS 18.0软件进行数据统计分析，采用Pearson法进行相关性分析，采用单因素方差分析（one-way ANOVA）和最小显著差数法（LSD）进行差异显著性检验（α＝0.05）。结果：（1）各林龄刺槐人工林乔木层碳、氮含量分别为435.9～493.4 g·kg-1和 6.8～21.0 g·kg-1，乔木层树叶、树枝和树干的碳含量及树干的氮含量均随林龄的增加显著减小；草本层和凋落物层碳、氮含量分别为396.3～459.2 g·kg-1和 14.2～23.5 g·kg-1，林龄显著影响草本层地下部分的碳含量和凋落物层的氮含量；林龄对乔木层、草本层和凋落物层生物量均有显著影响。（2）土壤层碳、氮含量分别为 2.7～10.7 g·kg-1和 0.2～0.7 g·kg-1，林龄和土层对土壤碳、氮含量均有显著影响，各土层土壤碳、氮含量随林龄增加均有显著增加，各林分0～20 cm土层土壤碳、氮含量均显著高于其他土层。（3）林龄对刺槐人工林乔木层各器官碳、氮储量均有显著影响，且各器官碳、氮储量均以37年生刺槐人工林最大；树干是乔木层主要的碳、氮库，分别占乔木层碳、氮储量的46.9%～63.3%和39.3%～57.8%。（4）0～20 cm土层土壤碳储量随林龄增加而显著增加，林龄对其它各土层土壤碳储量影响均不显著；各土层土壤氮储量均随林龄的增加而显著增加；除 9年生刺槐人工林外，土层对各林龄土壤碳、氮储量均有显著影响；37年生刺槐人工林 0～20 cm土层碳、氮储量最大，分别为30.1和1.8 mg·hm-2，占0～100 cm土层土壤总碳、氮储量的比例分别为 25.0%～36.9%和 24.6%～33.7%。（5）刺槐人工林生态系统总的碳、氮储量随林龄增加均显著增大，均在 37年生时达到最大值，分别为127.9 mg·hm-2和6512.8 kg·hm-2；土壤层是刺槐人工林生态系统的主要碳、氮库，分别占人工林生态系统总碳、氮储量的63.6%～83.3%和80.3%～91.4%；其次分别为乔木层、凋落物层和草本层。结论：乔木层碳含量受林龄影响更为明显；各土层土壤中，0～20 cm土层土壤碳、氮含量受林龄影响变化更为明显。各林龄中，树干均是刺槐人工林乔木层的主要碳、氮库，土壤层则均是刺槐人工林生态系统的碳、氮库，且刺槐人工林生态系统各组成部分均受林龄显著影响。

来源出版物：应用生态学报， 2014， 25(2)： 333-341

入选年份：2016