中国北方温带森林不同林分步甲多样性分布特征及指示作用研究

作     者：马美轩 

作者单位：中央民族大学 

学位级别：硕士

导师姓名：桑卫国

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：地表步甲 温带森林保护区 林型 生物多样性 指示作用 

摘      要：中国温带森林经历了50—60年的采伐历史,目前大多数森林类型为恢复中的次生林型,森林状态不稳定,气候变化对森林环境条件的影响较大。步甲是自然生态系统和多样性研究的指示物种,以及研究了解环境变化、生物多样性特征的关键性物种。本研究在我国温带地区的5个保护区:辽河源保护区、东灵山保护区、白石砬子保护区、牡丹江保护区以及大兴安岭保护区内,根据不同生活型树种为主要优势树种选取针叶林、阔叶林、针阔混交林3种林型,总计15个林型。通过陷阱诱捕法,在每年的步甲活跃期对森林步甲科物种进行捕获,共获取步甲26属91种10896头。通过α、β多样性指数、ANOVA方差分析、指示值分析以及物种共生网络等方法,分析不同研究尺度上,步甲丰富度、物种多样性、功能多样性的分布差异,确定不同保护区环境特征指示种组和环境变化监测种组,结合研究结论提出相关建议。结果表明:(1)不同林型、保护区的步甲多样性分布均具有显著差异。牡丹江保护区步甲多样性指数最高;混交林和阔叶林具有更高的步甲物种多样性和较低的步甲周转率。(2)大兴安岭地区和牡丹江地区小型步甲个体数占比较高、大型和小型步甲丰富度较高;植食性步甲在阔叶林中更丰富,捕食性步甲在阔叶林和混交林中丰富度和多样性更高。(3)步甲指示物种及共生网络结果表明,种组1的步甲对环境条件的一致性需求与辽河源保护区的自然环境条件紧密联系,种组2中步甲的生存和繁殖活动,对辽河源、牡丹江和大兴安岭3个保护区共有的部分环境特征具有一定的依赖性,种组3的步甲物种更适宜生存在牡丹江地区。探讨研究结果得出结论:(1)阔叶林和混交林提供了更充沛的食物资源,步甲在有限的周转范围内能够获取足够的食物资源,相较针叶林能孕育的步甲种类和数量更多。(2)大兴安岭地区和牡丹江地区更适宜小型步甲个体生存,阔叶林提供了多种食性步甲适宜生存的环境条件。(3)5个保护区共得到步甲指示种27种,步甲共生物种3组。物种Amova、Amvio、Cabil、Casch、Casei、Drqua、Dyhio、Lenig、Nebis、Prpro、Ptjan、Syago、Trcor、Agsp2组成的生态种组可作为与牡丹江保护区具有相似性的良好环境的指示种组。Cavie、Cahum、Ptexi、Ptsax、Ambru组成的生态种组可作为寒冷环境中步甲群落的指示种。Cajan、Cavla、Syorb可作为退化生境的标记物种,其中Cajan指示值高达1.00(P0.0001),建议作为该地区环境监测的关键种优先监测。研究结果强调了保护区级别,或者更精确到林型级别上采取有区别的保护措施,对保护森林特化种的重要性。了解不同区域尺度步甲分布的特性,统一各区域特征的共性,从而制定最适宜的森林步甲多样性保护和恢复策略,对保持森林内部和森林之间异质性具有一定的重要意义。此外,不同保护区步甲生态种组的确定为指示环境特征以及监测环境变化提供重要理论依据。建议未来森林物种的多样性保护和恢复应以维持本地物种为主,进一步引入森林特化物种的残余种群进入受保护的森林环境。同时,应根据不同林型环境特征,将待引入物种的体型、食性和生境广泛度纳入考量因素,以提高生态系统的功能和恢复力。