温带森林生态系统中不同营养级的多样性格局及其对环境变化的响应

Biodiversity is the basis of human survival. While most biodiversity studies to date concern on animal or plant independently, the relationship of biodiversity among different trophic taxa is still not clear. In China particularly, very few studies focus on the biodiversity pattern along trophic levels. This study based on two ideal research areas, Changbai Mountain and Dongling Mountain, selecting two biological indicator groups - the phytophagous species geometrid moths (Lepidoptera: Geometridae) and the predator species ground beetles (Coleoptera: Carabidae). Throughout the investigation of insect groups, plant communities and environmental factors, the study aims to review the relationship of biodiversity among three trophic taxa and how the relationship responses to environmental factors. In addition, ecological models will be established to predict further biodiversity trends in study area, providing theoretical basis for biodiversity conservation, forest pest control and the restoration engineering of forest ecosystems.

生物多样性是人类赖以生存的基础，而目前关于生物多样性的研究大多集中于动物或者植物的独立研究，对不同营养级之间多样性的关系并不清楚。尤其在我国，关于多样性的营养级格局研究几乎未见。本项目以长白山和东灵山这两大理想的研究区域为基地，选择两大指示性生物类群- - 植食性的尺蛾科昆虫和捕食性的步甲科昆虫作为研究对象，通过对两大地区不同植被样地两个科目昆虫、植物群落和环境因子的调查，分析三个不同营养级多样性之间的关系，以及其多样性关系对环境因子的响应。同时建立生态模型，预测生物多样性的未来发展趋势，为生物多样性保护，森林的病虫害防治以及森林生态系统的恢复建设提供理论依据。

本项目以长白山和东灵山为基地，选择两大植食性生物——植食性的尺蛾科昆虫和捕食性的步甲科昆虫作为研究对象，通过对两大地区不同植被样地的步甲和尺蛾多样性以及植物群落和环境因子的调查，分析了三个不同营养级多样性之间的关系，以及其多样性关系对环境因子的响应。同时建立了三个营养级上的生物多样性预测模型。为了建立昆虫多样性与植物多样性以及环境因子之间关系的模型，本项目对昆虫多样性数据、植被空间格局数据以及相应气象、土壤和水文数据的整合，完成了四个方面的研究：.1).植物组成结构和多样性格局调查及其与主要环境因子的关系.对布设点周围的植被进行精细的植物组成结构调查，主要包括森林群落的林窗结构，片层结构，各层次的郁闭(盖)度，叶面积指数结构以及空间格局分布等。以确定昆虫生境的植被结构特征。.明确不同植被类型和海拔梯度的植物α多样性连续变化格局和β多样性的分布格局规律。将这种多样性分布格局规律联系各海拔的气象、土壤营养等环境要素梯度，确定形成这种格局的主要环境驱动因子。.2).昆虫多样性格局调查及其与主要环境因子的关系.对与植物调查相同布点的样地进行昆虫的采集，昆虫的主要调查的对象是鞘翅目的步甲科和鳞翅目的尺蛾科这两大类。根据采集的数据分析步甲和尺蛾α多样性的格局。同时分析其多样性随着气候，土壤湿度，海拔梯度的变化趋势.3).建立不同营养级之间物种多样性的关系模型.通过分析植物，植食性昆虫尺蛾以及捕食性昆虫步甲之间多样性的关系，分析三者之间的多样性关系。同时，根据1和2，分析了三个营养级之间多样性关系如何随环境因子的改变而变化。.4).昆虫多样性与植物多样性格局的关系分析以及生态模型的建立.根据植物多样性和昆虫多样性的数据，用数学分析方法，分析植物结构与多样性等特征如何影响昆虫多样性格局。同时结合环境因子数据，建立生态模型，预测了长白山和东灵山地区昆虫多样性的趋势。