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缓步动物(Tardigrada)是一类小型水生无脊椎动物,系统分类上为一独立的门,系统演化上与节肢动物互为姊妹群。国外对缓步动物群落的研究已有不少报道,但有关海拔和季节对缓步动物分布规律的研究并无定论,目前我国尚无此方面的研究报道。
2004年9月至2005年8月间,以秦岭北坡南五台地区缓步动物及其群落为研究对象,在海拔800~1400m之间,设置3个样区,每个样区选择有成片苔藓良好生长的三块大石壁作为样方设置地,在每片苔藓上采用5点取样法设置样方,对这540个样方进行缓步动物取样、统计,分别从多样性指数、排序、一元回归和逐步多元回归等几个方面对该地区缓步动物群落的物种多样性、群落的组成与环境因子的关系等方面进行了研究,初步了解了南五台山缓步动物的群落多样性及其动态变化规律。研究结果简述如下:
1.本次的调查中,共收集到缓步动物标本7947只,分别隶属于缓步动物门2纲、3目、4科、11属、25种,其中大生熊虫科Macrobiotidae2属、4种,高生熊虫科Hypsibiidae5属、15种,棘影科Echiniscidae3属、5种,小斑熊虫科Milnesiidae1属、1种。南五台地区缓步动物物种分布在科、属和种之间极不均匀,各科之间的数量多度为大生熊虫科>高生熊虫科>棘影科>小斑熊虫科,Macrobiotus属为优势属,MacrobiotushuInfelandi和Macrobiotusharmsworthi为该地区的优势类群(种)。
2.各月份缓步动物种数之间不存在显著差异(F11,36=1.31,P>0.05),月份变化对缓步动物个体数影响极显著(F11.108=5.937,P<0.01)。不同月份缓步动物个体数的多重比较表明,3、4、5、6四个月缓步动物个体数显著少于其他月份。海拔极显著地影响缓步动物群落的个体数(F2,108=87.667,P<0.01)和种数(F2,36=6.148,P<0.01),随着海拔增加,缓步动物种数和个体数都随之增加。不同海拔缓步动物种数和个体数的多重比较表明,高海拔缓步动物种数极显著多于低海拔地区,高海拔缓步动物个体数极显著多于中海拔和低海拔地区,中海拔缓步动物个体数极显著多于低海拔。
3.不同月份物种多样性的变化趋势为,Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener信息指数、种间相遇机率(PIE)在10、11、12、1月份较高,而在4月份较低;Simpson指数的变化趋势相反,在4月份较高,在11、12、1月份较低;修正的Hill指数在6、9月份最高,4、10、11、12月份较低。方差分析表明,月份变化极显著影响着缓步动物群落的Simpson指数、Shannon-Wiener信息指数、Margalef物种丰富度指数,但对种间相遇机率的影响不显著。
不同海拔物种多样性的变化趋势为,种间相遇机率、Shannon-Wiener信息指数的变化趋势为:低海拔>高海拔>中海拔,Simpson指数则刚好相反,Margalef物种丰富度指数的变化趋势是中海拔>低海拔>高海拔,修正的Hill指数其变化趋势是高海拔>中海拔>低海拔。方差分析表明,海拔对所有的多样性指数影响均不显著,即在不同的海拔上群落的物种多样性特征相同。虽然表征群落结构特征的指标没有发生显著变化,但群落内缓步动物的个体数和种数发生了变化,因而群落的结构实际已经不同,只是这些结构上的变化在一定程度上被群落中物种丰富度和个体分布均匀性之间的对比关系掩盖了。
4.多样性指数与环境因子的一元回归表明,南五台缓步动物物种数目、Margalef物种丰富度指数、Simpson优势集中度指数、Shannon-Wiener信息指数、种间相遇机率都与月平均温度、蒸发合计和地温呈显著相关,修正的Hill指数与月平均温度、降水合计、地温和降水强度呈正相关。多样性指数与环境因子的多元回归表明,影响群落的丰富度的主要因子为地温,而影响群落均匀度的主要因子为降水合计。
5.主成分分析结果表明,不同月份气候因素和缓步动物群落的主分量累计方差贡献率分别达到96.441%和96.180%,占据了绝大多数的信息量,代表了整个气候和群落的特征。在影响缓步动物群落生境异质性的气候因子中,月平均温度、蒸发合计和地温所起的作用最大,其次是降水合计、最长连续降水量和降水强度,然后是U相对湿度。总的来说,生境的水热状况影响着缓步动物群落生境异质性。