环境因子对浮游甲壳动物群落功能多样性的影响

基于功能性状的生物多样性分析是当前生态学研究中的常用方法之一.浮游动物作为水生态系统食物网的重要组成成分,其功能多样性受关注的程度远不如其重要性.本文通过对14个水体浮游甲壳动物群落结构的研究,分析了环境因子对其功能多样性指数,包括功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)、功能离散度(FDiv)和功能分散度(FD...     

近200 a来云南阳宗海摇蚊群落多样性及稳定性变化

云南省拥有丰富的生物多样性,其生态系统稳定性对于发挥生态系统服务功能十分重要,但近几十年以来的人类活动以及气候变化带来的干扰削弱了该区域的生态系统功能.本文以阳宗海为研究对象,探讨了1820s—2006年间人类活动背景下摇蚊群落多样性和稳定性的变化过程,并进一步探讨阳宗海摇蚊群落多样性与稳定性之间的关系.利用沉积物中的营养指标(总有机碳(TOC)含量、总氮(TN)含量和TOC/TN摩尔比)及摇蚊分别重建了湖泊营养变化及摇蚊群落物种丰富度、均匀度、相似度和稳定性(ar1),利用PCA第1轴代表摇蚊群落以检测突变点.研究发现摇蚊群落组成与湖泊营养变化有较好的一致性,二者在1990年左右发生突变,物种丰富度、均匀度和相似度指数分别在1950s、1990s初以及1970s初升高,说明摇蚊群落组成逐渐多样化,种属分布更加均匀.通过检测发现摇蚊群落稳定性在1960s初开始降低,比湖泊系统突变提前30 a左右.摇蚊群落的物种丰富度、均匀度以及稳定性指标伴随着湖泊外源营养物质输入比例增加而升高,群落多样性与稳定性之间的相关性分析表明群落稳定性随物种丰富度的升高而降低.     

亚高山湿地摇蚊亚化石记录的近两百年来环境演化——以重庆葱坪湿地为例

偏远的亚高山湿地受人为活动直接干扰较小,是追踪气候变化和大气沉降双重影响下湿地生态系统演化的理想研究地.本研究以位于巫山的葱坪湿地为研究对象,基于一根50 cm沉积岩芯的²¹⁰Pb和¹³⁷Cs测年、摇蚊亚化石和元素序列,探讨该湿地近200年来环境演化历史.结果表明,摇蚊种群由1910年之前的Chironomus anthracinus-type、Limnophyes sp.、Cladotanytarsus mancus-type 1变为1910-1925年的C.mancus-type 1、C.anthracinus-type、Procladius sp.和Endochironomus impar-type的优势组合,这些优势种均指示浅水环境.此后,耐营养种E.impar-type、Polypedilum nubeculosum-type和C.anthracinus-type逐渐成为优势种.冗余分析表明,总磷、总碳和钙是解释摇蚊组合变化的显著环境因子.20世纪30年代以前摇蚊种群可能与进入湿地的径流量小、水位较低相关,而20世纪中叶以来摇蚊组合变化指示大气沉降增长背景下湿地营养富集过程.在大气沉降和气候变化的双重影响下,耐营养属种增加和生物多样性降低表明葱坪湿地生态环境正发生退化.     

摇蚊亚化石记录及其在中国湖泊沉积与全球变化研究中的应用

摇蚊亚化石为摇蚊幼虫的几丁质头壳, 可以完好地保存在湖泊沉积物中, 在古环境重建研究中具有自身的特点和优势, 被越来越多的国内外学者重视。近年来, 利用摇蚊亚化石头壳相继在长江中下游地区、青藏高原区、新疆-内蒙半干旱区开展了摇蚊-环境因子关系研究, 并以之为基础重建了区域古环境变化。长江中下游地区典型湖泊的营养盐演化定量重建结果表明, 该地区营养本底相对较高, 50~60μg/L总磷为该地区湖泊营养背景值, 且80~110μg/L总磷为湖泊草-藻型生态转变的营养阈值; 西北干旱区水文气候重建研究工作则证实该区域存在干旱的中世纪暖期和湿润的小冰期气候。 我国不同湖区摇蚊幼虫-环境因子数据库的研究, 丰富了湖泊摇蚊幼虫生态学知识, 提升了摇蚊亚化石在古环境、古气候信息解译中的应用能力。相比于国际同类研究, 国内已建立的转换函数在推导能力上与欧美地区相当, 但摇蚊亚化石分类体系与属种的生态属性研究尚需加强; 此外, 利用摇蚊亚化石在我国不同区域开展温度定量重建也有待推进。本文综述了我国在基于摇蚊亚化石的古环境重建和古生态学研究方面取得的现有成果, 指出研究过程中存在的不足, 进一步强调了摇蚊亚化石作为有效生物代用指标在我国湖泊沉积与环境演变研究中的重要作用和广阔前景。     

气候与土地利用变化对涟水流域径流的影响

以涟水流域为研究对象,选用1990年、2000年、2010年三期土地利用数据资料,将1985-2014年30 a气象条件相应划分为1985-1994年、1995-2004年、2005-2014年三段气象背景时期,并组合细分为7种模拟情景,应用SWAT分布式水文模型模拟不同情景下的径流量,探讨气候和土地利用变化对流域径流的影响。利用PSO粒子群优化算法,以克林效率系数KGE为目标函数,通过湘乡站实测径流数据校准模型参数。运用p-factor、r-factor评价模拟的不确定性,采用相关系数R²、纳什效率系数NS和偏差百分比PBIAS评价模型模拟效果,评价结果表明不同土地利用情景下,校准期和验证期的模拟效果均达到可信程度,模拟的不确定性较小。组合情景间模拟分析结果表明,1985-2014年30 a间,气候变化使涟水流域径流不断减少,土地利用变化使径流有所增加,年径流深总体呈现下降趋势。气候变化对涟水流域径流变化的影响贡献率在逐渐上升,从71.4%上升到了86.3%。土地利用变化对径流变化的影响贡献率则相应下降,从28.6%降低至13.7%。因此,在气候变化背景下,科学管理流域水资源还需要充分考虑流域土地资源空间配置结构和利用方式。     

神农架大九湖湿地摇蚊群落组成及其环境指示意义

泥炭地是一种水-陆过渡型的湿地生态系统。水体沼泽化过程中,植被等生物群落也随之改变,进而影响泥炭地碳埋藏和发育过程。作为泥炭地生态系统重要的次级生产者,摇蚊群落结构变迁可以为追溯泥炭地环境演变和发育历史提供关键线索。泥炭地在发育过程中将经历各种不同阶段,然而,现有的泥炭地摇蚊群落调查仅限于泥炭生境或泥炭地中开阔水域,较短的生境梯度不足以提供更为全面的摇蚊群落变化信息。神农架大九湖湿地包含泥炭地、湖泊、临时性水体等多种生境,本研究选择该湿地公园作为研究区域,通过采集不同生境的表层沉积物及水体样品,提取底泥亚化石摇蚊头壳,分析大九湖湿地中不同生境下的摇蚊群落结构差异,并对其与环境因子间的关系进行探讨。结果表明:1)大九湖湿地不同生境中摇蚊优势种迥异,泥炭藓藓丘生境中Limnophyes、Psilometriocnemus、Pseudosmittia等半陆生种类为主要优势种,湖泊生境中则以典型静水种Polypedilum nubeculosum-type为主要优势种,而过渡性水域(泥炭地洼地、沟渠及水洼生境)中,静水种与半陆生种共存;2)烧失量、水位埋深和pH是塑造不同生境类型下摇蚊群落结构的显著环境因子,水文条件主要通过改变碳积累过程等其他环境条件间接影响生物群落组成;3)沿水生-半陆生生境梯度,有机质含量和类型均发生显著变化,而摇蚊群落也由静水种、静水/半陆生共存转变为以半陆生种为主,摇蚊群落对生境变化表现出良好的响应过程。本研究揭示了不同生境条件下摇蚊群落的结构差异及影响摇蚊群落结构的潜在因子,为未来基于摇蚊的长时间尺度上泥炭地发育过程分析提供参考依据。     

近400年来湖北大九湖泥炭地摇蚊对湿度变化的响应

神农架大九湖泥炭地是华中地区少有的亚高山泥炭藓湿地,是研究长江中游气候变化及其生态效应的理想区域.本文通过大九湖一根泥炭岩芯的年代学、元素及摇蚊亚化石记录,结合区域古气候资料,探讨大九湖泥炭地地表干湿变化历史及生物响应过程.结果表明,近400年来大九湖泥炭地古水文和摇蚊种群变化经历了3个主要阶段：1820s之前研究区内气候偏冷湿,尤其是1720s-1820s年间,冷湿的环境有利于泥炭中碳的大量积累,较高的地表有效湿度使得摇蚊大量生长,同时湖泊相摇蚊属种丰富度及含量均较高;1820s-1940s年间,区域内夏季降水量显著降低,同时伴随明显的区域增温过程,泥炭地地表有效湿度过低不利于水生生物生长,摇蚊种群生物量极低;1940s （尤其1970s）后,摇蚊种群丰度逐渐回升,但湖泊相摇蚊丰度较1820s以前明显降低,半陆生摇蚊属种丰度有所增加,说明尽管该时期泥炭地表湿度有所增加,但较1820s前仍较低,暖湿气候下泥炭分解也较为明显.本研究探索性地分析了气候变化背景下泥炭地摇蚊种群对泥炭地湿度变化的响应过程,这不仅为摇蚊亚化石在气候变化研究中的应用开拓了新的领域,同时也为全面、精准地理解泥炭地演化及区域环境变化过程提供了新线索.     

博斯腾湖近200年来湖泊环境变化的有机碳氮稳定同位素记录

通过对新疆博斯腾湖河口区与敞水区沉积岩心中有机碳、氮稳定同位素分析,结合烧失量、粒度、磁化率等指标,在210Pb、137Cs年代测定的基础上,探讨博斯腾湖近200年来有机质来源变化以及湖泊环境变化过程,结果表明,博斯腾湖流域的农业活动对湖泊敞水区的影响比河口区早。1810-1883年间由于流域内气候由湿转干,湖泊水位下降导致较多陆源物质到达湖泊敞水区,δ13Corg快速下降而δ15N快速上升。1884年新疆建省后,农业活动导致BST16岩心的颗粒变小,δ13Corg偏负而δ15N偏正。1950年后大规模的农业活动导致BST13岩心的δ13Corg降低、δ15N升高,BST16岩心的δ13Corg缓慢上升说明湖泊营养水平开始缓慢上升。1900年后BST16岩心的δ15N快速下降与δ13Corg进一步上升表明了初级固氮藻类增加,湖泊初级生产力进一步提高。     

太湖梅梁湾摇蚊亚化石沉积记录及营养演化研究

对太湖梅梁湾T0905岩芯摇蚊幼虫亚化石组合进行了分析,探讨了自1940年以来梅梁湾湖区摇蚊幼虫对营养盐演化的响应.结果表明,梅梁湾湖区摇蚊组合变化以1970年为分界点,经历了由Tanytarsus为优势属种向富营养属种Chironomus plumosus-type和Microchironomus为优势组合转变的过程...     

江汉湖群基准环境与现代环境中的摇蚊属种组合变化

了解湖泊生态系统基准环境和历史演变规律是进行湖泊生态环境保护和管理的关键.本文研究江汉湖群32个浅水湖泊现代环境和基准环境下的摇蚊组合特征,分析摇蚊组合变化的趋势和影响因素,并探讨了江汉湖群生态和营养参考值.研究发现Paratanytarsus penicillatus-type、Microchironomus tener-type、Cricotopus sylvestris-type、Polypedilum nubifertype、Dicrotendipes nervosus-type、Procladius等为基准环境下的摇蚊优势种.现代环境中Chironomus plumosus-type、Microchironomus tabarui-type、Procladius、Tanypus、Propsilocerus akamusi-type等富营养种明显增多.摇蚊组合CONISS聚类分析结果表明,32个湖泊主要分为3类,其中21个湖泊(第Ⅰ、Ⅱ类)的摇蚊属种与基准环境相比发生了显著变化,主要原因是流域营养盐输入和水生植被的破坏.本研究介绍了摇蚊古生态研究在重建湖泊基准环境方面的应用,并为湖泊管理和生态修复提供参考数据.