全 文 ：第 35 卷第 18 期
2015年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.18
Sep.,2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金地区科学基金项目(31160131); 西南林业大学重点科研基金项目(SWFC.IP200904); 云南省重点学科野生动植物
保护与利用项目
收稿日期:2014鄄01鄄20; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄11鄄19
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: lqfcb@ 126.com
DOI: 10.5846 / stxb201401200155
李巧, 卢志兴, 张威, 马艳滟, 冯萍.地表蚂蚁在云南萨王纳地区植被恢复过程中的指示作用.生态学报,2015,35(18):6199鄄6207.
Li Q, Lu Z X, Zhang W, Ma Y Y, Feng P.Ground鄄dwelling ants as bioindicators during 30鄄year vegetation restoration in a savanna area, Yunnan.Acta
Ecologica Sinica,2015,35(18):6199鄄6207.
地表蚂蚁在云南萨王纳地区植被恢复过程中的指示
作用
李摇 巧*, 卢志兴, 张摇 威, 马艳滟, 冯摇 萍
西南林业大学云南省森林灾害预警与控制重点实验室, 昆明摇 650224
摘要:为了查清地表蚂蚁在萨王纳地区人工植被恢复过程中的指示作用,采用陷阱法调查了云南省萨王纳地区人工林和自然植
被地表蚂蚁多样性。 (1) 群落物种组成:采集蚂蚁 40467 头,隶属于 5 亚科 19 属 47 种。 扁平虹臭蚁 Iridomyrmes anceps是保护
较好自然植被的常见种;而迈氏小家蚁 Monomorium mayri是干扰较大的自然植被及多数人工林的常见种。 (2)多度和 琢 多样
性:在人工林中,印楝林地表蚂蚁群落多度和 琢多样性最高,桉树林次之,新银合欢林最低。 (3)群落相似性及 茁 多样性:印楝
林地表蚂蚁群落与自然植被灌草丛较接近,而其它人工林蚂蚁物种组成不相似;新银合欢林 茁 多样性最高,茁Cs 值在 0.481—
0.935;印楝林较低,茁Cs值在 0.200—0.478。 (4)相关性分析:地表蚂蚁群落物种丰富度 S 值及 ACE 值和草本植物群落 S 值及
ACE值均正相关。 印楝林和桉树林具有较高的 琢多样性,在当地生物多样性保护中具有积极意义;而新银合欢林是生境极度退
化区域的重要植被恢复模式之一,这 3种人工林对于萨王纳地区植被恢复具有重要作用。 蚂蚁群落 琢 多样性能够作为生物多
样性的指示物,指示云南萨王纳地区植被恢复中生物多样性的状况。
关键词:蚁科; 生物多样性; 物种组成; 生物指示; 人工林
Ground鄄dwelling ants as bioindicators during 30鄄year vegetation restoration in a
savanna area, Yunnan
LI Qiao*, LU Zhixing, ZHANG Wei, MA Yanyan, FENG Ping
Key Laboratory of Forest Disaster Warning and Control in Yunnan Province, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China
Abstract: Savanna is a type of vegetation influenced by dry and hot climate. Savanna vegetation in Yunnan is distributed in
arid and semi鄄arid valleys of the Hengduan Mountains area, which has an extraordinarily fragile eco鄄environment. Many
artificial forests were planted in these areas in order to restore the vegetation. However, there are few studies on biodiversity
conservation and ecological restoration. Ant communities are considered useful indicators of the changing environment and
have been used successfully in the evaluation of ecological environments around the world. In order to reveal the bioindicator
role of ground鄄dwelling ants in the savanna of Yunnan, exploring the importance of artificial forests in biodiversity
conservation. We investigated the ground鄄dwelling ants by pitfall traps in plantations and natural vegetation within savanna
area, Yunnan, China in 2005 and 2011. The main results were as follows: ( 1) Ant community composition: 40467
individual ants were collected, representing 5 sub鄄families, 19 genera, and 47 species. Iridomyrmes anceps was the most
common species in well鄄protected natural vegetation, while Monomorium mayri was the most common one in disturbed
natural vegetation and most plantations.(2) Ant abundance and 琢鄄diversity: there were no significant differences between
the shrub grassland and secondary forest of natural vegetation. Among all vegetation, Azadirachta indica had the greatest
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abundance of ants and 琢鄄diversity, which was close to that of natural vegetation, followed by Eucalyptus spp., and Leucaena
leucocephala ranked the lowest. Among all afforestation models, the Azadirachta indica鄄Acacia mangium plantation had the
most 琢鄄diversity. Ant abundance was greatest in the Azadirachta indica plantation, and the Eucalyptus spp. plantation was
the lowest on both indexes. ( 3) Community similarity and 茁鄄diversity: Only the ant community composition in the
Azadirachta indica plantation was similar to that in widely distributed scrub grassland. However, 茁鄄diversity in the Leucaena
leucocephala plantation was the highest; its 茁Cs value ranged from 0.481 to 0.935; the Azadirachta indica plantation had the
lowest diversity, with 茁Cs values ranging from 0.200 to 0.478. (4) Relationship analysis: Both ant species richness and its
the ACE value had a significant positive relationship with herb species richness and its ACE value. In total, the most
abundant ant species in the ant community in the Yunnan savanna were from Myrmicinae and Camponotus compared with
other families and genera, which was similar to that of other savannas in the world. Azadirachta indica and Eucalyptus spp.
plantations had a high level of 琢鄄diversity that was close to that of the natural forest, which has a positive role in local
biodiversity protection. Even with a relative lower 琢鄄diversity, the Leucaena leucocephala plantation was a good inhibiting
desertification model in an area of extreme degradation with higher 茁鄄diversity. All of the artificial forests played an
important role in restoring ecological environment in savanna areas. We conclude that the 琢鄄diversity in ant communities
could be a good indicator of biodiversity, which can reflect the biodiversity situation during vegetation restoration in savanna
areas. In order to improve the ecological consequences of artificial forests, more research is needed on the effects of
restoration models with mixed tree species and plantation modification.
Key Words: formicidae; biodiversity; species composition; bioindicators; plantation forests
萨王纳也称稀树草原,主要分布在气候炎热干旱、土壤浅薄贫瘠、森林不易生长的地区,是热带和亚热带
最常见的植被类型之一,大约 1 / 5的世界人口居住在萨王纳植被区,其中许多人还处于依赖畜牧或温饱型农
业的农村社会[1鄄2]。 中国云南萨王纳属于河谷型萨王纳,位于云南省境内横断山区干旱及半干旱河谷地带,
主要分布在金沙江、怒江、澜沧江及元江的中游等河谷区[3鄄4]。 不同地区萨王纳的代表性植物不同:非洲萨王
纳是以金合欢属(Acacia spp.)为优势,而南美洲亚马逊南部和北部则以 Brysonima spp.和 Curatella spp.为优
势[5],云南萨王纳以明油子(Dodonaea angustifolia)和余甘子(Phyllanthus emblica)最为常见[6鄄7]。
云南萨王纳地区的生态环境处于强度脆弱状态[8]。 营造人工林是植被恢复的重要途径,人工林能够为
一些受威胁或濒危的物种提供栖境,为生物多样性保护作出贡献[9]。 世界范围内人工林的面积约为 1.4伊108
hm2,而中国人工林面积居世界之首,为 3.14伊107 hm2,主要造林树种多为本土种如松树(Pinus spp.);外来树
种中桉树林种植面积约 1.3伊106 hm2 [10]。 自 20世纪 60年代以来,云南萨王纳地区开始了较大规模的植被恢
复实践,以乡土树种如云南松(Pinus yunnanensis)进行大面积飞播造林;到 80—90 年代,外来树种如桉树
(Eucalyptus spp.)、新银合欢(Leucaena leucocephala)、印楝(Azadirachta indica)、相思(Acacia spp.)等成为主要
造林树种[11鄄12]。
在云南萨王纳地区,生物多样性研究屡见报道,多以植被或分类单元为研究对象[13鄄15],鲜有对不同人工
林生物多样性及恢复状况评价的研究。
蚂蚁是地球上分布最广泛、种类和数量最多的社会性昆虫,其易于采集,多度和多样性高、在所有营养级
水平上生态重要性高,对生态变化敏感,蚂蚁群落中约 1 / 3的物种对干扰具有明显反应,因此蚂蚁物种组成常
被用来评价干扰对蚂蚁群落的影响;在世界范围内,蚂蚁是使用最广泛的指示生物,许多学者运用其多样性指
示生境的生物多样性状况[16鄄18]。
本文以云南萨王纳地区人工林及自然植被地表蚂蚁作为研究对象,通过比较人工林地表蚂蚁群落物种组
成及多样性与自然植被的异同,揭示不同人工林生物多样性状况,以及各人工林对当地生物多样性保护的意
义,为云南萨王纳地区的植被恢复和生物多样性保护提供参考。
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1摇 研究地概况
研究地区位于云南省元谋县境内,根据不同植被类型设置调查样地,各样地的情况见表 1。
2摇 研究方法
2.1摇 地表蚂蚁群落调查
运用陷阱法进行地表蚂蚁群落抽样调查[19]。 以口径 8 cm、高 15 cm的塑料杯作为陷阱,在每个调查样地
内设置陷阱 10 个,分别采用国际通用的陷阱溶液乙二醇和国内常用的陷阱溶液糖醋液作为本研究的陷阱溶
液,陷阱分为 2 组:第 1 组以 50 mL乙二醇作为陷阱溶液;第 2 组以 80 mL糖醋液作为陷阱溶液[14];同组陷阱
间距 10 m,2 组间相距 20 m;每个陷阱上方放置防雨的石板。 陷阱放置时间为 5 d。 于 2005 年 3—11 月每 2
个月调查 1次,共调查 5 次。 2011年 4月和 8月对人工林中桉树林和印楝林进行再次调查。 采集到的标本用
75%酒精保存,带回实验室整理、鉴定种类、记录数量。
图 1摇 云南萨王纳地区地表蚂蚁群落物种累积曲线
摇 Fig.1摇 Species accumulation curves of ground鄄dwelling ant
communities in savana area, Yunnan
2.2摇 数据分析
各样地 10 个陷阱作为 1 个样本,将 5 次调查的数据合并后进行统计分析。 (1)抽样充分性,利用
EstimateS(Version 8.2.0)软件[20]计算物种累积曲线,并通过 Excel 完成曲线的绘制[21鄄22];运用基于多度的物
种丰富度估计值(ACE)方法对各样地蚂蚁物种丰富度进行估计,比较物种丰富度 S 值(物种数实测值)与
ACE值的相对大小[23鄄24];结合以上两种方式进行抽样充分性判断;(2)群落物种组成,根据调查及鉴定结果分
析云南萨王纳地区地表蚂蚁群落在亚科及属级单元的组成,以及不同人工林常见种的组成[22,24];(3)多度和
琢多样性,采用地表蚂蚁个体数、物种丰富度 S 值及 ACE 值来度量各调查样地地表蚂蚁多度及 琢 多样
性[25鄄26];利用 EstimateS(Version 8.2.0)软件完成 ACE值的计算[20],利用 SPSS中的 One鄄way ANOVA对不同地
表蚂蚁群落组成进行方差分析(方差分析前进行等方差及正态分布的判断);(4)群落相似性及 茁 多样性,运
用 R语言统计软件 labdsv软件包中的非度量多位尺度分析方法(nMDS),对各样地蚂蚁群落的物种组成相似
性进行比较[27鄄28],分析不同人工林地表蚂蚁群落的组成特点;利用 茁Cs = 1-Cs 公式进行 茁 多样性计算[29鄄30],
利用 EstimateS(Version 8.2.0)软件完成 S覬rensen相似性指数 Cs 值的计算[20]; (5)相关性分析,利用 SPSS 软
件中的 Correlation对地表蚂蚁多样性和植物多样性(植物多样性数据为未发表数据)进行相关性分析[17]。 除
特别指出外,文中数据均为 2005年的调查数据。
3摇 结果与分析
3.1摇 抽样充分性
云南萨王纳地区不同植被地表蚂蚁群落物种累积曲线见图 1。 云南萨王纳地区地表蚂蚁群落物种累积
曲线为一渐进线,急剧上升后趋于平缓;物种丰富度实测值 S 值与 ACE 估计值均为 47,S / ACE = 100%;因此,
此次研究中抽样量充分。
3.2摇 群落物种组成
在云南萨王纳地区共采集地表蚂蚁 40467 头,隶属
于 5 亚科 19 属 47 种。 在 5个亚科中,属最丰富的是蚁
亚科 Formicinae,有 6 属,其次是切叶蚁亚科 Myrmicinae
和臭蚁亚科 Dolichoderinae,均为 5 属;种最丰富的是切
叶蚁亚科,有 19 种,其次是蚁亚科,有 17 种。 在属级单
元中,种类最丰富的是铺道蚁属 Tetramorium 和弓背蚁
属 Camponotus,均为 6 种;其次是小家蚁属 Monomorium
和立毛蚁属 Paratrechina,均为 5 种。
1026摇 18期 摇 摇 摇 李巧摇 等:地表蚂蚁在云南萨王纳地区植被恢复过程中的指示作用 摇
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摇 摇 各样地地表蚂蚁群落常见种组成见表 2。 保护相对较好的自然植被中,扁平虹臭蚁 Iridomyrmes anceps 十
分常见;而干扰较大的自然植被及多数人工林则是迈氏小家蚁 Monomorium mayri占据数量优势。
3.3摇 多度和 琢多样性
云南萨王纳地区各样地地表蚂蚁群落多度和 琢多样性见表 3。 自然植被中,地表蚂蚁群落多度最高的是
P4,最低的是 P3;而物种丰富度 S值和 ACE值都显示出 P2多样性最低。 人工植被中,P6(云南松林)地表蚂
蚁群落多度和 琢多样性最高,P13和 14则最低。
表 2摇 云南萨王纳地区地表蚂蚁群落常见种
Table 2摇 Common species of ground鄄dwelling ant communities in savana area, Yunnan
样地号 No. Plot 常见种及其百分比 Common species and its percentage / %
P1 扁平虹臭蚁 Iridomyrmes anceps (56.7);黑头酸臭蚁 Tapinoma melanocephalum (28.5)
P2 扁平虹臭蚁 I. anceps (68.8);迈氏小家蚁 Monomorium mayri (13.8)
P3 扁平虹臭蚁 I. anceps (37.6);黑头酸臭蚁 T. melanocephalum (14.3);栗褐弓背蚁 Camponotus badius (12.3)
P4 迈氏小家蚁 M. mayri (92.1)
P5 迈氏小家蚁 M. mayri (24.7);弓背蚁 2 Camponotus sp.2 (22.9)
P6 来氏大头蚁 Pheidole lighti (89.9)
P7 迈氏小家蚁 M. mayri (19.7);中华小家蚁 M. chinensis (18.2)
P8 铺道蚁 1 Tetramorium sp.1(52.5);巴瑞弓背蚁 C. parius (16.3)
P9 迈氏小家蚁 M. mayri (76.6)
P10 迈氏小家蚁 M. mayri (39.9);罗思尼举腹蚁 Crematogaster rothneyi (26.1)
P11 黑头酸臭蚁 T. melanocephalum (30.6)
P12 迈氏小家蚁 M. mayri (55.9);罗思尼举腹蚁 C. rothneyi (13.4)
P13 黑头酸臭蚁 T. melanocephalum (38.1)
P14 无毛凹臭蚁 Ochetellus glaber (74.3);罗思尼举腹蚁 C. rothneyi (17.1)
表 3摇 云南萨王纳地区地表蚂蚁群落多度和 琢多样性
Table 3摇 Abundances and 琢鄄diversities of ground鄄dwelling ant communities in savana area, Yunnan
样地号
No. Plot
个体数
Individuals
物种丰富度 S
Species richness S
基于多度的丰富
度估计值 ACE
样地号
No. Plot
个体数
Individuals
物种丰富度 S
Species richness S
基于多度的丰富
度估计值 ACE
P1 4355 28 29.0 P2 2746 20 20.5
P3 1590 29 29.3 P4 6974 25 32.5
P5 2608 21 31.0 P6 11196 30 34.2
P7 264 18 19.0 P8 974 25 25.2
P9 1984 19 22.0 P10 3711 27 27.8
P11 2258 25 25.5 P12 1730 27 27.5
P13 42 7 7.5 P14 35 4 4.0
摇 摇 ACE: 基于多度的丰富度估计值 Abundance鄄base Coverage Estimator
根据植被组成的不同,对自然植被中的次生林和灌草丛,人工植被中的桉树林、印楝林和新银合欢林地表
蚂蚁群落多度和 琢多样性进行方差分析和多重比较(表 4)。 在自然植被的次生林和灌草丛地表蚂蚁群落中,
无论是个体数还是物种数 S值及 ACE值,均无显著性差异,显示出灌草丛具有和次生林一致的地表蚂蚁多度
和 琢多样性水平。 在人工植被中,印楝林地表蚂蚁群落多度和 琢 多样性最高,与自然植被地表蚂蚁群落的多
度和 琢多样性水平一致;桉树林次之,其地表蚂蚁群落多度和 琢 多样性与自然植被无显著差异,仅是 ACE 值
显著低于自然植被中的灌草丛。 而新银合欢林具有极低的地表蚂蚁多度和 琢多样性,显著低于其它植被。
2011年对桉树林、印楝纯林及印楝鄄大叶相思(Acacia mangium)林地表蚂蚁群落的调查显示,3 种人工林
地表蚂蚁多度(F= 10.122,n = 7,P = 0.027)和 琢 多样性(F = 21.171,n = 7,P = 0.007)具有显著差异,其中桉树
林多度和 琢多样性最低,印楝纯林多度最高,印楝鄄大叶相思林 琢多样性最高。
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表 4摇 云南萨王纳地区地表蚂蚁群落多度和 琢多样性比较(M依SE)
Table 4摇 Comparison of abundances and 琢鄄diversities of ground鄄dwelling ant communities in savana area, Yunnan
地表蚂蚁群落
Ground鄄dwelling ant communities
个体数
Individuals
物种丰富度 S
Species richness S
基于多度的丰富
度估计值 ACE
次生林 Secondary forest 3.5 依 0.1a 24.0 依 4.0a 24.8 依 4.3ab
灌草丛 Shrub 3.5 依 0.2a 25.0 依 2.3a 30.9 依 0.9a
桉树林 Eucalyptus plantation 2.9 依 0.3a 20.7 依 2.2a 22.1 依 1.8b
印楝林 Azadirachta indica plantation 3.4 依 0.1a 26.3 依 0.7a 26.9 依 0.7ab
新银合欢林 Leucaena leucocephala plantation 1.6 依 0.0b 5.5 依 1.5b 5.8 依 1.8c
分析前对个体数、物种丰富度 S 值和 ACE 值进行了方差齐性及正态分布检查,仅个体数不满足方差齐
性,因此对表中个体数进行了平方根转换,转化后满足方差齐性要求;表中同列数据(M依SE)中标有不同字母
表示在 P<0.05水平上显著。
图 2 摇 云南萨王纳地区地表蚂蚁群落 nMDS分析
摇 Fig.2 摇 nMDS analysis for ground鄄dwelling ant communities in
savana area, Yunnan
3.4摇 群落相似性及 茁多样性
云南萨王纳地区各样地地表蚂蚁群落相似性及 茁
多样性分别见图 2和表 5。 从图 2 可以看出,自然植被
中,P1和 P3距离很近,它们与 P2 较近,显示出这 3 种
具有很相似的地表蚂蚁物种组成;而 P4 和 P5 与人工
植被中的 P9—12距离较近,显示出人工植被中的印楝
林地表蚂蚁群落在物种组成上和当地广泛分布的自然
植被较接近。 而其它人工植被如云南松林、新银合欢林
和桉树林彼此相互远离,表现出不太相同的物种组成。
从表 5可以看出,自然植被中 P2和 P3之间 茁多样
性较高,而 P3与 P4、P1与 P5之间与 茁多样性则较低;
人工植被中,P14、P13和 P9具有较高的 茁多样性,其余
则相对较低。
3.5摇 相关性分析
地表蚂蚁 琢多样性与植物 琢 多样性之间的相关性
见表 6。 14个调查样地地表蚂蚁群落物种丰富度 S 值
和草本植物群落物种丰富度 S 值及 ACE 值相关;地表蚂蚁群落 ACE 值与草本植物群落物种丰富度 S 值及
ACE值也相关。 显然,地表蚂蚁 琢多样性与植物 琢多样性显著相关。
4摇 结论与讨论
4.1摇 蚂蚁物种组成
蚂蚁物种组成与植被类型密切相关,不同的萨王纳地区往往享有共同的植物种类[2],其地表蚂蚁物种组
成也表现出共同之处:以切叶蚁亚科种类最丰富,蚁亚科次之;在属级单元中,弓背蚁属种类最丰富[31]。 该特
点也源于切叶蚁亚科是蚁科中最大的亚科,弓背蚁属是世界广布的属,该属也是蚁科中物种丰富度极高的属
之一[32鄄33]。 从本研究来看,萨王纳地区地表蚂蚁群落主要分为臭蚁亚科占优势的林栖型和小家蚁占优势的
旱生型两种类型,对蚂蚁群落组成进行持续监测,将有利于揭示不同植被的质量与动态。
4.2摇 蚂蚁群落 琢多样性
蚂蚁多样性在全球范围内具有不对称性分布的特点,南半球蚂蚁多样性高于北半球[34];热带地区蚂蚁多
样性高于温带[35];不同萨王纳地区也存在差异,非洲和南美洲萨王纳支持较高的蚂蚁多样性[36鄄37],澳洲次
之[38],亚洲则更低[14,39]。 而在较小尺度上,萨王纳地区蚂蚁群落 琢多样性比较接近:南非具有 5 种植被类型
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的海拔跨度为 800—1700 m的 Soutpansberg山分布有 78 种蚂蚁,其中 33 种分布在较干旱的灌丛中[31];巴西
Jequitinhonha河流域萨王纳及河岸植被中分布有 45 种蚂蚁[40];在伊朗干旱和半干旱地区分布有 69 种蚂蚁,
其中干草原上分布有 45 种[39];在云南元谋萨王纳地区分布有 47 种蚂蚁。
表 5摇 云南萨王纳地区地表蚂蚁群落 茁多样性
Table 5摇 茁鄄diversities of ground鄄dwelling ant communities in savana area, Yunnan
样地号 No. Plot P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13
P2 0.333
P3 0.228 0.388
P4 0.358 0.289 0.222
P5 0.224 0.268 0.320 0.348
P6 0.345 0.400 0.322 0.382 0.451
P7 0.348 0.316 0.447 0.349 0.231 0.542
P8 0.321 0.378 0.370 0.320 0.261 0.455 0.302
P9 0.404 0.487 0.417 0.364 0.450 0.469 0.405 0.409
P10 0.200 0.319 0.286 0.269 0.250 0.333 0.289 0.308 0.435
P11 0.321 0.378 0.333 0.240 0.348 0.418 0.349 0.440 0.318 0.308
P12 0.309 0.277 0.286 0.269 0.333 0.368 0.422 0.385 0.478 0.333 0.346
P13 0.657 0.481 0.667 0.562 0.571 0.676 0.600 0.625 0.692 0.588 0.562 0.588
P14 0.812 0.833 0.818 0.862 0.840 0.824 0.818 0.931 0.913 0.871 0.724 0.935 0.818
表 6摇 云南萨王纳地区地表蚂蚁 琢多样性与植物 琢多样性的相关性
Table 6摇 Correlation of ground鄄dwelling ant 琢鄄diversity and plant 琢鄄diversity in savana areas, Yunnan
项目 Item 地表蚂蚁 S值 Ant Species richness S 地表蚂蚁 ACE值 Ant ACE
草本植物 S值 Herb Species richness S 0.589* 0.576*
草本植物 ACE值 Herb ACE 0.568* 0.591*
摇 摇 *表示相关显著性达到 0.05水平
蚂蚁多样性的分布规律与栖境中植物多样性的表现一致。 在蚂蚁丰富的巴西萨王纳地区,每公顷面积内
乔灌木达 120种之多[41],而在云南元谋的萨王纳植被中乔灌木仅有 20 种(未发表数据)。 许多研究显示,蚂
蚁多样性往往与植物多样性密切相关[24,42];有时候这种相关性不太密切[43],从本研究来看,蚂蚁群落 琢 多样
性能够作为生物多样性的指示物,指示云南萨王纳地区生物多样性的状况或水平。 在云南萨王纳地区常见的
3 种人工林中,印楝林和桉树林蚂蚁群落 琢多样性与当地自然植被的蚂蚁群落 琢 多样性水平接近,而新银合
欢林蚂蚁群落 琢多样性显著低于自然植被的蚂蚁群落 琢 多样性,表明印楝林和桉树林在当地生物多样性保
护中具有积极意义。
4.3摇 蚂蚁群落 茁多样性
生物多样性研究中,茁多样性受到越来越多的重视[29]。 本文从群落间相异性来判断 茁 多样性,结果显
示,印楝林、桉树林和新银合欢林 3 种人工林具有不同的 茁多样性,与自然植被相比,印楝林 茁多样性较低,桉
树林居中,新银合欢林 茁多样性最高。 有研究显示,在有自然植被分布的样地营造人工林,对自然植被的保护
和恢复具有积极意义;随着时间的推移,人工林的栖境将更加复杂,其作为动植物栖境的价值将更加重要[9]。
新银合欢林尽管 琢多样性低[13,15],但其 茁多样性较高,且具备优化的生态功能[44],以及较高的土壤 C 转化率
及 SOC稳定性[45],因此,在生态环境极度退化的萨王纳地区,营造新银合欢林仍是重要的植被恢复模式
之一。
值得重视的是这些人工林的后续管理。 有研究表明,新银合欢的混植促进了桉树生长[46],本文中新银合
欢混交林比纯林、印楝鄄大叶相思混交林比印楝纯林具有更高的生物多样性,是否需要对现有纯林进行改造以
及如何改造,是营林部门需要重视的问题。
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致谢:感谢西南林业大学徐正会教授帮助核实蚂蚁标本。
参考文献(References):
[ 1 ]摇 吴征镒. 中国植被. 北京: 科学出版社, 1980.
[ 2 ] 摇 Solbrig O T, Medina E, Silva J F. Biodiversity and tropical savanna properties: a global view. Scope鄄scientific Committee on Problems of the
Environment International Council of Scientific Unions, 1996, 55: 185鄄211.
[ 3 ] 摇 张荣祖. 横断山区干旱河谷. 北京: 科学出版社, 1992.
[ 4 ] 摇 金振洲, 欧晓昆. 干热河谷植被. 昆明: 云南大学出版社, 云南科技出版社, 2000.
[ 5 ] 摇 Marchant R. Understanding complexity in savannas: climate, biodiversity and people. Current Opinion in Environmental Sustainability, 2010, 2(1 /
2): 101鄄108.
[ 6 ] 摇 吴征镒, 朱彦丞. 云南植被. 北京: 科学出版社, 1987.
[ 7 ] 摇 金振洲, 欧晓昆, 周跃. 云南元谋干热河谷植被概况. 植物生态学与地植物学学报, 1987, 11(4): 308鄄317.
[ 8 ] 摇 赵跃龙. 中国脆弱生态环境类型分布及其综合整治. 北京: 中国环境出版社, 1999.
[ 9 ] 摇 Brockerhoff E G, Jactel H, Parrotta J A, Quine C P, Sayer J. Plantation forests and biodiversity: oxymoron or opportunity? Biodiversity and
Conservation, 2008, 17(5): 925鄄951.
[10] 摇 FAO. Global Forest Resources Assessment 2005—Progress towards sustainable forest management. FAO Forestry Paper 147, Food and Agriculture
Organization of the United Nations, Rome, Italy. 2005.
[11] 摇 高洁, 刘成康, 张尚云. 元谋干热河谷主要造林植物的耐旱性评估. 西南林学院学报, 1997, 17(2): 19鄄24.
[12] 摇 李昆, 张春华, 崔永忠, 赵一鹤, 施永泽. 金沙江干热河谷区退耕还林适宜造林树种筛选研究. 林业科学研究, 2004, 17(5): 555鄄563.
[13] 摇 方海东, 纪中华, 杨艳鲜, 拜得珍, 廖承飞. 金沙江干热河谷新银合欢人工林物种多样性研究. 水土保持学报, 2005, 12(1): 135鄄137.
[14] 摇 李巧, 陈又清, 郭萧, 段艳, 陈彦林, 徐正会. 云南元谋干热河谷不同生境地表蚂蚁多样性. 福建林学院学报, 2007, 27(3): 272鄄277.
[15] 摇 李巧, 高泰平, 周兴银, 陈彦林, 郭文俊. 云南元谋干热河谷新银合欢林昆虫群落初探. 中南林业科技大学学报, 2008, 28(2): 109鄄112.
[16] 摇 Hoffmann B D. Using ants for rangeland monitoring: global patterns in the responses of ant communities to grazing. Ecological Indicators, 2010, 10
(2): 105鄄111.
[17] 摇 李巧, 涂璟, 张学仕, 张榆英, 刘春菊, 卢志兴, 熊忠平. 昆明松花坝水源保护区云南松林地表蚂蚁多样性. 云南大学学报, 2011, 33
(2): 210鄄217.
[18] 摇 Ribas C R, Campos R B F, Schmidt F A, Solar R R C. Ants as indicators in Brazil: a review with suggestions to improve the use of ants in
environmental monitoring programs. Psyche: A Journal of Entomology, 2012, 2012: Article ID 636749, doi: 10.1155 / 2012 / 636749.
[19] 摇 Agosti D, Alonso L E. The ALL protocol: A standard protocol for the collection of ground dwelling ants / / Agosti D, Majer J D, Alonso L E,
Schultz T R. Ants: Standard Methods for Measuring and Monitoring Biodiversity. Washington and London: Smithsonian Institution Press, 2000:
204鄄206.
[20] 摇 Colwell R K. EstimateS: Statistical estimation of species richness and shared species from samples. 2006. Consultado en: http: / / viceroy.eeb.uconn.
edu / estimates / , 2013.
[21] 摇 李巧. 物种累积曲线及其应用. 应用昆虫学报, 2011, 48(6): 1882鄄1888.
[22] 摇 Chen Y Q, Li Q, Chen Y L, Lu Z X. Ant diversity and bio鄄indicators in land management of lac insect agroecosystem in Southwestern China.
Biodiversity and Conservation, 2011, 20(13): 3017鄄3038.
[23] 摇 Longino J T. What to do with the data / / Agosti D, Majer J D, Alonso L E, Schultz T R. Ants: Standard Methods for Measuring and Monitoring
Biodiversity. Washington and London: Smithsonian Institution Press, 2000: 186鄄203.
[24] 摇 李巧, 陈又清, 王思铭, 郑勇, 朱云辉, 王绍云. 普洱市亚热带季风常绿阔叶林区蚂蚁多样性. 生物多样性, 2009, 17(3): 233鄄239.
[25] 摇 Andersen A N. Functional groups and patterns of organization in North American ant communities: a comparison with Australia. Journal of
Biogeography, 1997, 24(4): 433鄄460.
[26] 摇 李巧, 陈又清, 徐正会. 蚂蚁群落研究方法. 生态学杂志, 2009, 28(9): 1862鄄1870.
[27] 摇 R Development Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.
http: / / www.R鄄project.org. 2009.
[28] 摇 Roberts D W. Labdsv: Ordination and Multivariate Analysis for Ecology. R package version 1. 3鄄 1. http: / / ecology. msu. montana. edu / labdsv /
R. 2007.
[29] 摇 Anderson M J, Crist T O, Chase J M, Vellend M, Inouye B D, Freestone A L, Swenson N G. Navigating the multiple meanings of 茁 diversity: a
roadmap for the practicing ecologist. Ecology Letters, 2011, 14(1): 19鄄28.
6026 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
[30]摇 Rocchini D, He K S, Oldeland J, Wesuls D, Neteler M. Spectral variation versus species 茁鄄diversity at different spatial scales: a test in African
highland savannas. Journal of Environmental Monitoring, 2010, 12(4): 825鄄831.
[31] 摇 Munyai T C, Foord S H. Ants on a mountain: spatial, environmental and habitat associations along an altitudinal transect in a centre of endemism.
Journal of Insect Conservation, 2012, 16(5): 677鄄695.
[32] 摇 吴坚, 王常禄. 中国蚂蚁. 北京: 中国林业出版社, 1995.
[33] 摇 Bolton B, Alpert G, Ward P S, Naskrecki P. Bolton忆 s Catalogue of Ants of the World: 1758—2005. Cambridge, MA: Harvard University
Press, 2006.
[34] 摇 Dunn R R, Agosti D, Andersen A N, Arnan X, Bruhl C A, Cerd佗 X, Sanders N J. Climatic drivers of hemispheric asymmetry in global patterns of
ant species richness. Ecology Letters, 2009, 12(4): 324鄄333.
[35] 摇 Vasconcelos H L. Patterns of diversity and responses to forest disturbance by ground鄄dwelling ants in Amazonia / / Moreira F M S, Siqueira J O,
Brussaard L. Soil Biodiversity in Amazonian and Other Brazilian Ecosystems. CABI, 2006.
[36] 摇 Parr C L. Ant assemblages in a Southern African Savanna: Local Processes and Conservation Implications. Pretoria: University of Pretoria, 2003.
[37] 摇 Vasconcelos H L, Leite M F, Vilhena J, Lima A P, Magnusson W E. Ant diversity in an Amazonian savanna: relationship with vegetation
structure, isturbance by fire, and dominant ants. Austral Ecology, 2008, 33(2): 221鄄231.
[38] 摇 Andersen A N. Responses of ground鄄foraging ant communities to three experimental fire regimes in a savanna forest of tropical Australia. Biotropica,
1991, 3(4): 575鄄585.
[39] 摇 Paknia O, Pfeiffer M. Hierarchical partitioning of ant diversity: implications for conservation of biogeographical diversity in arid and semi鄄arid areas.
Diversity and Distributions, 2011, 17(1): 122鄄131.
[40] 摇 Costa C B, Ribeiro S P, Castro P T A. Ants as bioindicators of natural succession in savanna and riparian vegetation impacted by dredging in the
equitinhonha river basin, Brazil. Restoration Ecology, 2010, 18(S1): 148鄄157.
[41] 摇 Ratter J A, Ribeiro J F, Bridgewater S. The Brazilian cerrado vegetation and threats to its biodiversity. Annals of Botany, 1997, 80(3): 223鄄230.
[42] 摇 Osborn F, Goitia W, Cabrera M, Jaff佴 K. Ants, plants and butterflies as diversity indicators: comparisons between strata in six neotropical forest
sites. tudies of Neotropical Fauna and Environment, 1999, 34(1): 59鄄64.
[43] 摇 Hamburg H, Andersen A N, Meyer1 W J, Robertson H G. Ant community development on rehabilitated ash dams in the South African Highveld.
Restoration Ecology, 2004, 12(4): 552鄄563.
[44] 摇 纪中华, 方海东, 杨艳鲜, 潘志贤, 沙毓沧. 金沙江干热河谷退化生态系统植被恢复生态功能评价———以元谋小流域典型模式为例. 生
态环境学报, 2009, 18(4): 1383鄄1389.
[45] 摇 Tang G Y, Li K. Tree species controls on soil carbon sequestration and carbon stability following 20 years of afforestation in a valley鄄type savanna.
orest Ecology and Management, 2013, 291: 13鄄19.
[46] 摇 李彬, 唐国勇, 李昆, 高成杰, 刘方炎, 王小菲. 干热河谷 20 年生 2 种人工恢复植被个体生长特性研究. 北京林业大学学报, 2013, 35
(2): 45鄄50.
7026摇 18期 摇 摇 摇 李巧摇 等:地表蚂蚁在云南萨王纳地区植被恢复过程中的指示作用 摇