空間因子和不同尺度環(huán)境變量對溪流大型底棲無脊椎動物集合群落組成的相對影響.pdf

1、生物群落的空間分布格局和機制一直是生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容。空間因子和環(huán)境因子都已被證明是生物群落空間特征的重要驅(qū)動因子。溪流生態(tài)系統(tǒng)是一個典型的等級系統(tǒng)，溪流生物群落組成和結(jié)構(gòu)受到來自于不同空間尺度的環(huán)境因子的作用。然而，空間和環(huán)境因子的相對作用的大小，不同空間尺度環(huán)境因子作用的大小，會因所研究的生物類群、地區(qū)、或者干擾形式不同而有差異。本文擬以渭河流域（西安地區(qū)支流水系）和錢塘江流域的溪流底棲動物群落、EPT（蜉蝣目、襀翅目和毛翅目）昆

2、蟲為研究對象，探討空間因子、環(huán)境因子和不同空間尺度環(huán)境因子的相對作用，分析底棲動物和EPT群落空間特征的驅(qū)動機制，如關(guān)鍵的環(huán)境驅(qū)動因子和空間尺度，為水質(zhì)生物評價和水生生物多樣性保護提供數(shù)據(jù)。
　　我們采用兩種方法構(gòu)建群落間的空間因子:主軸鄰矩法(Principal Coordinates ofNeighbor Matrices，PCNM)和非相稱特征向量圖法(Asymmetric Eigenvector Map，AEM)，計算獲得

3、表征樣點間空間關(guān)系的特征值（PCNM和AEM空間因子）。環(huán)境因子包括代表自然環(huán)境梯度的環(huán)境因子和表征人類活動強度的環(huán)境因子。所有的環(huán)境因子按其空間盡度大小分為流域尺度、沿岸帶尺度和局部尺度三類。我們首先采用前向篩選法（Forward selection）、冗余分析(Redundancy Analysis，RDA)或典范對應(yīng)分析(Canonical Correspondence Analysis，CCA)獲得影響底棲動物或EPT群落組成的

4、空間因子、不同空間尺度的環(huán)境因子，然后采用方差分解的方法或偏CCA(partial CCA，pCCA)分析法獲得空間因子、不同空間尺度的環(huán)境因子決定底棲動物和EPT群落特征的相對作用。
　　渭河流域25個山區(qū)樣點和23個平原樣點共采集到底棲動物194個分類單元（以下簡稱“種”），EPT67種。其中山區(qū)樣點159種，EPT64種;平原樣點底棲動物96種，EPT22種。山區(qū)樣點和平原樣點間54個自然環(huán)境因子和54個與人類活動相關(guān)的環(huán)境

5、因子存在顯著差異，平原樣點的受人類活動的干擾強度明顯高于山區(qū)樣點。方差分解和pCCA分析結(jié)果表明，對山區(qū)樣點的底棲動物群落而言，純環(huán)境因子可以解釋的群落變異為17.9％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于純PCNM(0.5％)和純AEM(0.5％)。從空間尺度看，純河段尺度的環(huán)境變量對群落差異的解釋量為16.8％，而純沿岸帶尺度和純流域尺度的解釋量都為0。河段尺度的關(guān)鍵環(huán)境變量為棲境得分、Mg2+含量、平均水寬、基巖底質(zhì)百分比、平均流速和樣點降水季節(jié)性差異。對山

6、區(qū)樣點EPT而言，純AEM因子可以解釋的變異為9.6％，純環(huán)境和純PCNM都為0。對平原樣點的底棲動物群落而言，純環(huán)境因子解釋了30.3％的群落變異，純空間因子解釋量為0;對平原樣點EPT而言，純AEM解釋的變異(25.5％)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純環(huán)境因子(3.7％)和純PCNM(0)。
　　錢塘江流域79個樣點共采集到底棲動物258種，EPT60種。方差分解和pCCA分析結(jié)果表明，對錢塘江樣點底棲動物群落而言，純AEM解釋了17.1％的變異