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植物多样性分析

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植物多样性分析

植物多样性分析范文第1篇

关键词:香农-威纳指数;均匀度;物种多样性;多度

中图分类号:S728.9 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)15-3510-04

矿产资源开发活动过程中,废石尾渣、选矿废水、废气浮尘中的多种重金属元素成为矿区环境的主要污染源,通过污染灌溉、大气降尘等导致矿区土壤重金属污染。而矿山土壤的重金属污染,不仅可以通过杂草、粮食、蔬菜等各级食物链对人体健康造成影响[1,2],而且长期矿业开采地区,一系列的开发活动对这些地区的物种多样性造成威胁,生态平衡遭到破坏,长此以往人类将无法在此生存[3]。潼关金矿区位于秦岭北麓,由于该地区的矿业开采,致使土壤受到了严重污染,当地人们已经“意识到”自己脚下的水不能饮用,只能用于洗衣和灌溉[4];多种国家保护的动、植物已经不能在此栖息,当地物种多样性受到严重威胁。本研究以金矿生产区废水沟沿线植物为研究对象,对植物进行抽样调查、标本采集、鉴定,分析和研究植物的构成特点和各调查样区植物多样性,为金矿区及周边土壤重金属污染的植物修复研究提供科学依据,并对该区生态系统的自然演替规律、生态保护、资源开发利用、区域生态体系安全以及经济社会可持续发展具有重要意义。

1 研究区概况

研究区域位于潼关县附近某金矿排水沟沿岸区域。该区域地理坐标34°23′-34°35′N,110°15′-110°25′E。海拔高度为400~500 m,土壤主要为黄土质棕壤,属暖温带大陆性半干旱季风气候。光能资源较充足,热量和降水量偏少,常年平均日照时间为2 269 h。年平均气温12.8 ℃,年平均降水量为625 mm,年植被蒸发量1 193 mm,四季多风,年平均风速3.2 m/s。

2 研究方法

2.1 样地调查

2011年9月,通过踏查和路线标记对潼关县某金矿污水流经区域及周围植物进行实地调查并照相,选取有代表性的样地,样地面积为10 m×10 m,选2~6个1 m×1 m草本样方。共设草本样方32个。

2.2 样品采集及鉴定

以典型抽样的方法[5]对样地植物进行采集、标记并拍照,根据《中国植物志》相关卷册、《中国高等植物图鉴》及其补编、《中国西北内陆盐地植物图谱》、《黄土高原植物志》、《秦岭植物志》等植物分类工具书对所采集的标本进行鉴定。记录群落的数量标志,灌木层和草本层要求调查多度、盖度和频度。

2.3 计算方法

2.3.1 香农-威纳指数 香农-威纳指数用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性。不确定性越高多样性也就越高。其计算公式为:

2.3.2 内梅罗综合污染指数[6] 计算公式为:

3 结果与分析

3.1 各样区土壤污染分析

内梅罗指数法是当前国内外进行综合污染指数计算的最常用的方法之一,考虑到多种污染物的综合效应。本试验以各样区土壤中Pb、Cr、Cd、Ni等21种重金属为研究对象,以中国土壤元素背景值算术平均数[7]为标准,采用内梅罗综合污染指数评价各种重金属对该区域的污染程度。各样区污染指数统计结果见表2。

由表1和表2可知,矿区沿线区域的综合污染指数高出国家背景值的100倍之多,污染非常严重。该区域生长的杂草及各种农作物产品中含有的重金属通过各级食物链在人体内富集,严重威胁着人类的健康[8]。另外本地区如果不及时处理各种污染物,长期污染物的积累会导致生态退化,环境更加恶劣。因此,必须采取相关措施治理污染,恢复生态平衡。

3.2 物种组成的数量特征

多度是衡量植物群落中物种个体数目多少的一种指标,在植物群落的野外调查中,采用Drude的七级制多度[9],各级表示如下:

对矿区排水沟沿线调查的32个样方中,各种植物多度的结果见表3。

由表3可知,矿区周围各种植物中禾本科的狗牙根[Cynodondactylon(Linn.) Pers.]和桑科的葎草[Humulus scandens (Lour.) Merr.]分布极多,特别是葎草是蔓生植物且地上部分生物量较大,生长旺盛,适应性强。旋花科的打碗花、禾本科的拟金茅和狗尾巴草以及菊科的艾蒿分布也很多,对环境有较好的适应性。分布极多、很多的植物多为该生态系统中的优势种类,对矿区环境的改善起良性作用。而在整个调查样区中分布稀少和个别的物种数目较多,分别占物种总数的22%和16%。其中禾本科的竹节草、豆科的野大豆和伞形科的水芹菜等,不仅在矿区的数量分布很少,在调查样方内仅有1株或两株,是偶见种,且地上部分生物量较少,在物种之间的竞争中处于劣势。随着环境的继续恶化,最终在此地区可能濒临灭绝。早开堇菜、灰灰菜和蒲公英分布较少或稀少的植物种类在治理污染、恢复生态平衡的过程中也是重点保护的种类,以增加物种多样性,利于改善生态环境。

3.3 各样区植物多样性

物种多样性具有两种涵义,一方面是物种的数目,即一个群落中物种数目的多少;另一方面是一个群落中个体数目的分配状况。而多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标,本研究采用香农-威纳指数来确定样地群落的植物多样性。

由表4可知,不同样方的多样性指数不同,样方4、11、12、17、24的香农-威纳指数和均匀度均较高,说明样区中物种组成较丰富且各物种个体数目分配较均匀,物种多样性较其他样区高,其中样区11的香农-威纳指数为所有调查样方中最高,其值为2.47,且均匀度也较高,其值为0.82;根据实地调查结果可知,这些样区多位于较湿润的阴面或农田附近,受环境或人为施肥的影响综合体现较其他样区更适合于植物品种的生长。样方32位于三条污水河的交叉口附近,生态污染非常严重,此样区已被污水长时间冲刷为裸地,无植物组成。而样方9、20、22、23、27中虽然生长植物,但各样区的植物组成匮乏,香农-威纳指数和均匀度均较低,物种多样性较低,可见土壤的污染已严重威胁到当地植被的生长。但这些样方中生长的葎草、叉枝蒿和狗牙根等植物能够在高重金属浓度和高污染的环境中生长良好,说明这些植物具有抗逆性较强的特点,可以为建立人工生态系统、治理污染和恢复生态平衡时利用。

4 结论

1)本次调查结果中各调查样区物种总体组成单一,许多样方只有一种或两种植物,且多为常见种类,无稀有种。植物多样性低,各个样方的植物多样性指数值差异大,平均值在0.42左右。本次调查区域为金矿废水沟附近土壤和植物,由于受到矿区污染影响,许多生物不能长期适应当地环境条件,生长状况不良或不能生存,所以,综合导致各样区植物种类减少,生物多样性降低。而植物多样性的提高不仅可以增强生态系统的稳定性,而且可以提高生态系统的生产力[10],生态系统内生物多样性越高或群落结构越复杂, 系统就越稳定[11]。所以,改善矿区环境,提高生物多样性,治理矿区污染迫在眉睫。

2)本次调查结果中各样区中分布稀少的植物种类较多,占整个调查物种的38%,并常以偶见种或伴生种形式存在,可能是对该矿区的污染环境不适应,生态位逐渐缩小的种类,也有可能是适应性很强的物种扩大其生态位,刚刚在本地区定居的植物种类。在所有调查样区中,禾本科植物分属13个属,共14种,为最多;菊科植物分属10个属,共13种,居其次。其中禾本科的狗牙根和桑科的葎草,分布极多,特别是葎草是蔓生植物且地上部分生物量较大,生长旺盛,适应性强。这些植物种类在建立人工生态系统修复土壤污染时,为增加物种多样性,改善区域环境,是可以利用的种类。

参考文献:

[1] NICHOLSON F A, SMITH S R, ALLOWAY B J. An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and Wales[J]. Sci Total Environ,2003,311:205-219.

[2] 张涪平,曹凑贵,李 苹,等.藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响[J].农业环境科学,2010,29(4):698-704.

[3] 张 明,李 静,荀彦平. 内蒙古地区矿区总体规划开展生物多样性评价的情况和建议[J]. 北方环境,2010,22(4):25-26.

[4] 李庚飞.潼关县废弃金矿周围土壤重金属研究[J].安徽农业科学,2012,40(2):825-827.

[5] 袁传武,史玉虎,潘 磊,等.长江中游湿地植被调查初探[J].湖北林业科技,2002,12:13-15.

[6] 丁桑岚. 环境评价概论[M].北京:化学工业出版社,2001.

[7] 中国环境监测总站.中国土壤元素背景值[M].北京:中国环境科学出版社,1990.

[8] 常学秀.重金属污染与人类健康[J].云南环境科学,2000,9(1):59-61.

[9] 牛翠娟,娄安如,孙儒泳,等.基础生态学[M].第二版.北京:高等教育出版社,2002.

植物多样性分析范文第2篇

关键词:街道;园林;植物多样性;兰州

中图分类号:U418.9

文献标识码:A 文章编号:16749944(2016)07009802

1 引言

兰州市地处西北半干旱地区,是甘肃省的省会。随着城市建设的步伐加快,城市绿化成为人们关注的焦点,也是兰州创建全国文明城市的一个重要内容,但是受限于气候条件,兰州市的城市园林绿化与国内其它城市比较仍存在着差距。通过对兰州主干道植物多样性调查分析,以期能促进兰州市区绿化效果的完善。

2 调查方法和内容

兰州市主城区是东西走向的狭长地形,因此调查的对象为贯穿城区的主干道,东至城关区东岗镇,以西站为分界,向西分两条主线进行调查,一条至西固区西固城,另一条过黄河至安宁区刘家堡,东线途经东部市场,省人民医院,西关十字,西站,西一线途经深沟桥,牌坊路,西固北站,西二线途经幸福巷,培黎广场,西北师大,对街道的绿化植物进行了多样性调查。调查时间为2014年3~9月,2015年3~9月对调研结果再次进行了现场核实。

3 结果与分析

3.1 兰州市主要街道绿化植物种类

通过对兰州市主干道绿化植物的实地调查和分类鉴定,统计得出主干道的绿化植物共36种,分别属于19个科,27属,具体内容见表1。其中,蔷薇科的属数和种数均最多,有7属10种,占总属数比例26%,占到总种数27.8%;其次是柏科,有4种植物,占总种数11.1%;豆科、黄杨科、木犀科、松科和杨柳科各有植物2种,占总种数的比例5.5%,其余各科均有1种植物。

3.2 街道绿化植被配置情况分析与评价

兰州市地处黄河上游,黄土高原的西部,地形狭长,年平均降水量360 mm,年平均气温10.3 ℃,属半干旱地区,温带大陆性气候,因此多数的绿化植被是与这种气候特征相适应的,如松柏科的植物,这正是符合了园林设计的“适地适树、因地制宜”的原则。近年来随着城市的发展和建设,逐渐又引入了一些种类,丰富本地的绿化景观,如美人蕉原是热带和亚热带的植物,目前很多地方对其引种栽培,在兰州市安宁区的主干道上,美人蕉鲜艳的花朵点缀在绿色的植丛中,显的活泼生动,而且其叶子宽大,在以落叶和针叶植物为主的温带地区,也颇具有观赏性。

从整体上来看,兰州市主干道的绿化植被多以乔木和灌木为主,草本较单一。安宁区的地被植物增加了石竹科的石竹,增加了地被层的色彩元素。在石竹的花期,多彩的石竹和绿色的草地相映成趣,给人以视觉上的合谐享受。

就植物多样性来说,与南方部分城市[1,2]比较而言,兰州市主要街道上植物的多样性较少,植物种类主要受到环境因素的影响,主要是降水量和温度对其影响较大。但就整体来看,安宁区的主干道绿化无论是植物种类,还是植物配置、层次,目前都走在其他几个城区之前。这一现状也和兰州市目前开展的地铁建设项目有关,兰州市地铁一号线的主要建设贯穿城关区、七里河区和西固区,这无疑影响了这些地区街道绿化的建设。

4 结语

兰州市由于其自然地理条件的影响,加之城市建设尤其是地铁的施工对主干道绿化植物的多样性带来了一些负面的影响。但是兰州市绿化植被的多样性,观赏性都具有很大的发展空间。以安宁区为例,安宁区在建设快速公交车道期间,道路施工对绿化植被造成了不小的影响,然而随着快速公交线路投入使用,安宁区主干道的绿化不仅植物多样性丰富,而且植被层次搭配错落有致,可以作为兰州其他街道绿化的典范。通过以主干道为研究对象,探讨了兰州市的绿化植被,今后的研究将扩展到整个城区,尤其是兰州市南北滨河路的绿化建设将值得关注。

参考文献:

[1]林 琼,戴 锋,刘树明,等.福建医科大学上街校区校园绿化植物多样性及配置评价[J].安徽农业科学,2010,38(33):18996~19000.

植物多样性分析范文第3篇

关键词:红霉素;呋喃唑酮;谷维素;幽门螺杆菌;慢性胃炎本文主要以慢性浅表性胃炎患者为研究对象,通过分析其影响因素及其疾病的变化规律,为进一步探讨慢性浅表性胃炎的诊断和治疗方法研究提供基础资料。现将临床资料报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料 随机抽取2011年1月~2013年12月在新疆玛纳斯县人民医院住院收治的幽门螺杆菌阳性慢性浅表性胃炎患者84例为调查对象,年龄31~79岁。年龄在31~79岁,平均年龄(51.62±14.10)岁。其中男性为48例,平均年龄(52.17±14.06)岁;女性为36例,平均年龄(50.23±14.26)岁。所有入选患者随机分为红霉素、呋喃唑酮与谷维素治疗组和标准治疗组,每组均42例。

1.2方法

1.2.1问卷调查 本研究采用流行病学回顾性队列追踪研究方法,以面对面调查结合查看病例等方式,应用个体化问卷调查表。

1.2.2诊断标准 依据2012年中华人民共和国卫生部下发的[1]《慢性浅表性胃炎诊断标准》判定患者的病理学分型。

1.2.3方法 红霉素联合呋喃唑酮治疗组前5 d给予红霉素40 mg/d,呋喃唑酮2000mg,谷维素3次/d,4粒/次,分2次口服,治疗后5 d给予红霉素40 mg/d,呋喃唑酮3次/d,4粒/次,替硝唑1000 mg,谷维素1000 mg,分2次口服。标准治疗组给予奥美拉唑40 mg,2次/d,克拉霉素1000 mg,阿莫西林2000 mg,2次/d口服,治疗14 d。

1.3统计学分析 应用多元SPLM 3.0软件统计处理数据。应用汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分,采纳Zung自评量表(SDS),开展流行病学调查,以α=0.05为检验水准。

2结果

2.1评价两组临床疗效比较 两组患者Hp根除率及临床治愈率比较见表1,红霉素、呋喃唑酮与谷维素治疗组Hp根除率为92.9%(39/42),治愈率为95.2%(40/42),标准治疗组Hp根除率为71.4%(30/42),治愈率为85.7%(36/42),两组Hp根除率、治愈率比较有统计学差异(P

2.2评价两组治疗前后肝功能变化 红霉素、呋喃唑酮与谷维素治疗组和标准治疗组治疗前后肝功能Tbil(169.73±17.62)umol/L、(61.26±15.11)umol/L、(171.57±11.74)umol/L、(60.74±15.10)umol/L;ALT(259.49±64.23)IU/L、(84.50±16.90)IU/L、(233.99±97.19)IU/L、(74.50±16.92)IU/L、等各指标均明显改善(P

3讨论

我国是慢性浅表性胃炎发生率较高的国家之一。国内外临床研究表明Hp感染是慢性浅表性胃炎发病的重要原因[2-4]。最早根除Hp感染的方法[5-7]是单一应用一种抗生素治疗,不但疗效很差,而且极易产生耐药。本次研究对我院收治的幽门螺杆菌阳性慢性浅表性胃炎进行随机对照研究(RCT),将84例Hp感染慢性浅表性胃炎患者随机分为实验组(联合治疗组)和对照组(标准治疗组)。红霉素、呋喃唑酮与谷维素治疗组Hp根除率达92.9%,治愈率为95.2%,远高于标准治疗组;奥美拉唑联合胃康灵治疗组和标准治疗组治疗前后肝功能各指标均明显改善(P

参考文献:

[1]胡伏莲.重视幽门螺杆菌感染处理中的临床问题[J].中国实用内科杂志,2008,28(9):713-714

[2]徐娴,张振玉.雷贝拉唑为主的四联疗法治疗Hp阳性慢性浅表性胃炎[J].实用药物与临床,2009,12(6):401-402.

[3]徐海燕.泮托拉唑、阿莫西林和甲硝唑维B联合治疗幽门螺杆菌相关性慢性浅表性胃炎疗效观察[J].重庆医学,2010,39(15):2065-2066.

[4]钟旭江,朱创健.雷贝拉唑与奥美拉唑治疗幽门螺杆菌相关性慢性浅表性胃炎的疗效比较[J].中国药房,2011,22(32):3008-3009.

[5]王宽成.潘托拉唑及甲硝唑治疗慢性浅表性胃炎伴幽门螺杆菌感染的疗效观察[J].临床合理用药,2009,8(2):42.

植物多样性分析范文第4篇

关键词:木通属;相关序列扩增多态性(SRAP);遗传多样性

木通属植物作为中国传统中药材,目前国内外研究的主要有3种:木通(俗称五叶木通)、三叶木通及其变种白木通。随着分子标记技术的发展,近年来RAPD、AFLP分子标记技术相继成功应用于木通属植物的研究,但RAPD稳定性差、扩增产率低,AFLP技术复杂,使其应用受限。SRAP(Sequence-related amplified polymorphism,相关序列扩增多态性)是一种新型的分子标记技术,它结合了RAPD和AFLP分析的优点,操作简便、结果稳定、中等产率、成本低,目前已被广泛应用,但利用SRAP标记技术分析木通属植物遗传多样性的研究尚未见报道。为此,运用SRAP标记技术分析25份木通属药用植物的遗传多样性,旨在为木通属药用植物的选种栽培提供参考,并探讨SRAP标记在木通属药用植物种质资源研究中的可行性。

1.材料与方法

1.1材料

供试材料均采自江西省境内,由江西中医药大学赖学文教授鉴定。具体材料名称及来源地见表1。

1.2方法

1.2.1DNA提取 取新鲜嫩叶约0.1 g,参照王飞等的方法分别提取不同材料的总DNA。

1.2.2SRAP分析 SRAP引物采用Li等公布的序列,由上海生物工程技术服务有限公司合成(表2)。

SRAP-PCR反应体系(25 μL总体积):模板DNA90 ng,dNTPs 200 μmol/L,Taq DNA聚合酶1 u,引物0.4 μmol/L,10xPCR Buffer 2.5 μL,其余用ddH2O补齐。SRAP-PCR扩增反应程序:94℃预变性3 min;94℃1 min,35℃1 min,72℃2 min,5个循环;94℃1 min,55℃1 min,72℃1 min,35个循环:72℃延伸10 min;4℃保存。PCR扩增产物用2%的琼脂糖凝胶电泳检测,在紫外凝胶成像系统上观察和记录。

1.2.3数据处理 根据PCR扩增结果,每个样品的扩增带数按有带赋值为“1”(强带和弱带同记),无带为“0”,建立“1”和“0”型数据。利用NTSYS软件计算相似系数,用UPGMA进行聚类分析,构建树状图。

2.结果与分析

2.1SRAP多态性分析

采用42对引物组合对25份木通属植物材料进行扩增,其中12对引物组合可扩增出清晰的多态性条带,扩增结果及多态性信息见表3。从表3可以看出,共检测到清晰条带208条,其中多态性条带173条,平均每对引物产生14.4条多态性条带,平均多态率为83.2%,表明木通属植物具有较为丰富的遗传多样性。不同引物组合扩增条带大小集中在100~1 400bp。

引物组合Me4-Em8扩增结果见图1。图1表明,SRAP分子标记能检测出较多的木通属植物的遗传位点,获得多态性相对较好的PCR结果,SRAP标记适合木通属植物的遗传多样性分析。

2.2聚类分析

采用NTSYS-PC软件对这些扩增条带进行遗传差异的统计学分析,其相似系数结果见表4,聚类分析结果见图2。

从表4可以看出,25份供试材料的相似系数变化范围在0.275 8-0.931 0之间。白木通和三叶木通的相似系数在0.517 2~0.758 6之间,均值为0.637 9:白木通和五叶木通的相似系数在0.275 8-0.620 6之间,均值为0.448 2:而三叶木通和五叶木通的相似系数在0.310 3-0.689 6之间,均值为0.500 0。由相似系数可以看出,三叶木通和白木通的遗传相似系数最大,二者亲缘关系较近:白木通与五叶木通的遗传相似系数最小,二者亲缘关系较远。

从图2可以看出,根据SRAP标记得到25份材料的聚类结果显示,在相似系数0.45处可将参试材料分为2类,白木通和三叶木通聚为一类,五叶木通聚为一类:白木通与三叶木通聚为一类后,最终和五叶木通聚为一类。大部分来自相同或相似生态地理环境的能聚为一类,表现地域相似性,如来自庐山的白木通聚为一类(C2、C3),来自井冈山的白木通聚为一类(c4、v5),来自南昌梅岭的三叶木通聚为一类(V8、V9、V10和V11、V12、V14、),三清山的聚为一类(V16、V17),云居山的聚为一类(V18、V19)。

3.小结

植物多样性分析范文第5篇

关键词:草地蝗虫;多样性;均匀度;丰富度

中图分类号:S 431.3 文献标识码:A 文章编号:10095500(2013)01003406

大量文献资料证明,蝗虫是最具代表性的草地害虫之一\[1-3\]。这类害虫抗逆性强,寄主植物种类多,分布广泛。同时繁殖能力强,因而种群密度大,为害时间长,危害程度重\[4\]。

种的丰富度、均匀度和多样性指数是描述群落在种类组成、分布格局、结构、功能和动态方面差异性的一个重要测度值,也是评价生物群落稳定性的一个重要指标\[5,6\]。深入探讨草地蝗虫多样性指数及种的丰富度和均匀度不仅有重要的理论意义,而且对提高草地蝗虫管理技术有较高的应用价值\[7-12\]。

对山西省吕梁市方山县草地蝗虫种的丰富度、均匀度和多样性研究报道很少。为了能够从群落水平上探索草地蝗虫及其灾害发生与发展规律,从宏观上调控草地蝗虫管理,从微观上采取有效防治措施,达到提高草地整体管理水平和蝗虫的精确性可持续控制目的,2011年7~8月在山西省吕梁市方山县对草地蝗虫多样性、种的丰富度及均匀度进行了调查研究。

1 研究区域自然概况

研究区域位于山西省吕梁市方山县,地处黄河中游的晋西黄土高原,吕梁山脉北部西侧。东连娄烦、交城县,南接离石区,西靠临县,北与兴县、岚县畸连,全县总面积14.158×104hm2。由于长期流水侵蚀切割,地形破碎,梁峁起伏,沟谷纵横,构成中山、低山、丘陵、河谷等多种地貌形态\[2,3\]。海拔在986~283 0 m。属暖温带大陆性季风气候,年均气温在6.5~10.6 ℃,全年无霜期130~190 d,年均降水量450~600 mm,年均蒸发量2 090.8 mm。天然草地3.286×104hm2,占总土地面积23%,主要植被有亚高山草甸、山地草甸、山地草原、灌木草丛和疏林草原等\[13,16\]。地形、地貌、土壤及草地植被类型的多样性孕育了特定的草地蝗虫区系。

2 研究方法

2.1 方法与内容

2.1.1 样地选择 以山地草原、山地草甸和灌木草丛为调查样地,每1个样地为1个蝗虫群落,分别用罗马数字依次编号为群落Ⅰ、群落Ⅱ和群落Ⅲ,每一样地面积不小于3 000 hm2。

2.1.2 时间 自2011年7月20日至8月10日,每间隔4 d调查1次,共调查6次,每次调查1 d,每天早晨8∶00~11∶00时、下午3~6时各调查1次。每次调查分3个组在各样地同时进行。

2.1.3 方法 用昆虫取样框(100 cm×100 cm×30 cm)抽样15次,逐样方收集蝗虫标本,并带回室内检索,按群落统计种类和数量。统计过程中剔除个体数为零的样本。

2.1.4 内容 调查蝗虫种类和数量组成,通过数理统计与分析,测算各样地或蝗虫群落种的丰富度、均匀度和多样性指数,对调查区域蝗虫的生物多样性作出综合评价。

2.1.5 采用的生物多样性指数

(1)α多样性计算方法\[5 \]

①Patrick指数 D=S ……(1)

式中:D为Patrick指数,S为物种数。

②Shannon指数 H′=-∑mi=1pilnpi

式中:H′为Shannon指数,pi为重要值。

③Simpson指数 D=1-∑pi2

④均匀度指数 E=H′/lnS

(2)β多样性计算方法\[6 \]

⑤相异性系数 CD=1-2 c/a+b

式中:CD为相异性系数,a与b分别为2个群落各自的物种数,c为2个群落共有的物种数。

⑥Cody指数 β=〔g(H)+I(H)〕/2

式中:β为Cody指数,g(H)为沿生境梯度H增加的物种数,1(H)为沿生境梯度丢失的物种数。

⑦群落共有度 CP=(c/a+b-c)×100%

式中:a为群落A的物种数,b为群落B的物种数,c为群落A和群落B共有的物种数。

3 结果与分析

抽样270个,采集到各种蝗虫标本23 058头,分隶于7科、18属、27种,群落Ⅰ有6科、17属、20种,群落Ⅱ有4科、9属、12种,群落Ⅲ有3科、6属、8种(表1)。

3.1 区系组成

吕梁市方山县草地蝗虫种类组成比较复杂,区系成分含山地草原蝗虫群落、山地草甸蝗虫群落和灌木草丛蝗虫群落(表2)。比较上述3个蝗虫群落可得出以下特点。

(1)群落I比群落Ⅱ和群落Ⅲ的科、属、种数都多,而群落Ⅱ又比群落Ⅲ的科、属、种数多(表2)。

(2)3个群落中蝗虫共有种比较少,β多样性指数为Ⅰ-Ⅱ8种,占总数的29.6%,Ⅰ-Ⅲ和Ⅱ-Ⅲ群落间各共有3种,分别占总种数的11.1%。

(3)3个群落的优势种有一定的差异性,其中,群落Ⅰ的优势种有黄胫小车蝗、疣蝗和蒙古束颈蝗,群落Ⅱ的优势种有狭翅雏蝗、黄胫小车蝗和素色异爪蝗,群落Ⅲ的优势种有中华蚱蜢、短星翅蝗和黄胫小车蝗。

(4)单种属和寡种属比例较大是3个群落的共同特征。

(5)斑翅蝗科和网翅蝗科是各群落的优势类群。

3.2 各群落蝗虫种的丰富度、均匀度和多样性分析

3.2.1 α多样性分析 依据上述α多样性分析计算式计算结果见表3。

3个蝗虫群落种的丰富度排序是:山地草原蝗虫群落>山地草甸蝗虫群落>灌木草丛蝗虫群落。均匀度排序是:山地草原蝗虫群落灌木草丛蝗虫群落。种的多样性排序是:山地草原蝗虫群落>山地草甸蝗虫群落>灌木草丛蝗虫群落。

3.2.2 蝗虫种的丰富度分析 物种丰富度是物种多样性最简单的测度\[18\]。山地草原蝗虫群落种的丰富度(S =20)比山地草甸蝗虫群落种的丰富度(S =12)高0.67倍,比灌木草丛蝗虫群落种的丰富度(S=8)高1.50倍(表3)。由于种类丰富度越大,多样性指数越高\[18\],所以种丰富度排序与种的多样性排序是一致的。3个草地类型的地形地貌和寄主植物种类组成的多样性是造成种的丰富度和多样性差异性的主要原因。

3.2.3 蝗虫种的均匀度分析 均匀度是指群落中不同物种分布的均匀成度。山地草原蝗虫群落种的丰富度虽然最高,但种的均匀度却最低,为0.719 6(表3)。这是因为山地草原地形、坡度变化大,植被类型和植物镶体多,致使草地蝗虫分布不均匀,似有核心分布或嵌纹分布的特点。山地草甸蝗虫生境要素性比其他两个生境相对简单得多,因而蝗虫分布就更加均匀,似有波松分布特点。

3.2.4 多样性指数 物种多样性指数即是将物种丰富度和均匀度用一个公式来进行测度,以便同时反映群落中种类数目的变化、种内个体分布格式的变化,以及生物群落在组成、结构、功能和动态方面表现出的丰富多彩的差异性。表3中多样性指数(D、H′)的差异性,说明3个蝗虫群落在种类组成、结构、功能和动态变化等方面的稳定性不同,尤其是山地车草原蝗虫群落多样性指数较高,因而群落的稳定性较高。这说明该生境可能是某些蝗虫的储备地,具有储存、保留和发源地的作用,当条件适宜时蝗虫灾害突发的机率也比较高。

3.2.5 β多样性分析 依据上述β多样性分析计算式计算结果见表4。

β多样性分析(表4)结果表明各生境之间蝗虫种的多样性也有较大差异,其中,群落Ⅰ和群落Ⅲ的相异系数(CD)与Cody指数最大,它反映了两个生境在空间上的极端性差异(前者位处低海拔区域,后者位处高海拔区域)。

4 讨论与结论

4.1 讨论

(1)尽管调查区域的地形地貌、植被类型等环境条件多种多样,但本研究仅选择山地草原、山地草甸和灌木草丛3个生境作为调查样地,这是因为生境划分过细,工作量就会相应增加。同时,所选择3类生境在地形地貌、植被类等方面有较大差异,因而与之对应的蝗虫群落界限比较明确,足够代表性。

(2)芦荣胜等\[16\]研究结果证实山西省有78种、37属、7科蝗虫\[13-16\],由于我们只在特定区域和特定生境进行调查研究,故所获种数较少,但科数和属数与资料记载接近,这说明在我们的工作区域单种属和单属科较多。

(3)只有当pi>1时,种i才可能在大小为n的样本中出现。因此,我们实际观察到的蝗虫种数有可能低估了真实的蝗虫种数S,因为即使抽取相当大的样本,稀有种也常常不会在其中出现。据此估计研究区域草地蝗虫实际种数应不少于27种。

(4)从理论上讲,群落的多样性指数越高,该群落越稳定,但从生态学角度考虑并不尽然\[5,6\]。如地带性顶级群落往往比其前几个演替阶段的物种多样性指数低,但它却是稳定的。因此,只有与当地环境适应了群落才是生态意义上的“好”群落。从这种意义讲,对于草地蝗虫还需要在区系与群落组成、结构、功能和动态等方面进一步作深入研究,及时掌握种类变化、种内个体分布格局与各种多样性信息,并依据不同的目的去合理地利用多样性指数。

4.2 结论

(1)在山西省吕梁市方山县草地抽样270个,采集蝗虫标本23 058头,分隶于7科、18属、27种,其中,山地草原蝗虫群落有6科、17属、20种,山地草甸蝗虫群落有4科、9属、12种,灌木草丛蝗虫群落有3科、6属、8种。斑翅蝗科和网翅蝗科是各群落的优势类群,单种属和寡种属较多是各群落组成的共同特征。

(2)3个蝗虫群落共有种较少,其中,Ⅰ、Ⅱ群落间共有8种,占总数的29.6%,Ⅰ、Ⅲ群落间和Ⅱ、Ⅲ群落间各共有3种,分别占总种数的11.1%,证明各群落具有相对独立性,并具一定的稳定性。各群落都有相应的优势种,黄胫小车蝗是各群落的优势种之一。

(3)2011年 7月下旬至8月上旬,山地草原蝗虫的α多样性指数S=20,E=0.719 6,D=0.933 0,H′=2.823 7;山地草甸S=12,E=0.933 0,D=0.818 5,H′=2.318 5;灌木草丛S=8,E=0.912 2,D=0.651 6,H′=1.912 6。草地蝗虫的β多样性指数依次为Ⅰ―Ⅱ=8,Ⅰ-Ⅲ=11,Ⅱ-Ⅲ=7。造成这些差异性的原因很多,但最主要的是受地形地貌、寄主植物及生物物候期等因素的影响。参考文献:

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