节肢动物功能群对喀斯特石漠化地区典型小流域生态恢复的响应机制

Rocky desertification restoration is an important aspect of Guizhou full implementation of the "three important aspects" planning (water conservancy construction, ecological construction, and rocky desertification restoration). There is an important practical significance of studying biodiversity evolution of Karst desertification ecosystem and inherent mechanism of ecological restoration. The restoration of degenerative ecosystem function is the core issue of ecological restoration. Function groups and function diversity have significant effect on ecosystem functions. Arthropods play a crucial role in maintaining ecosystem functions, biodiversity and food web structure of the fragile Karst ecosystem. However, the relationship between the diversity of arthropod function groups and ecological restoration is not clear..From the point of biodiversity and ecosystem trophic level, this study intends to investigate systematically arthropod communities and plant communities of typical small watershed ecosystem in Guizhou Karst desertification restoration, so as to analyze the connections and mutual influences among arthropod functional groups, vegetation restoration and state and dynamic state of ecological restoration, carry out the research on the response mechanism of arthropods function groups to ecological restoration of typical small watershed in Karst desertification, explore the inherent mechanism and the indication among the diversity of function groups, ecosystem restoration and ecosystem stability, and provide a theoretical basis for ecosystem sustainable management of the regulation of recovery process and the prediction of recovery trajectory of ecological construction in Karst regions.

石漠化治理是贵州省全面实施'三位一体'规划的重要内容。开展石漠化喀斯特生态系统生物多样性演变与生态系统恢复的内在机理研究具有重要的现实意义。退化生态系统功能的恢复是生态恢复的核心问题，功能群和功能多样性对生态系统功能的影响效应显著。节肢动物在维持喀斯特脆弱生态系统的功能、生物多样性和食物网络结构等方面起着十分关键的作用。但节肢动物功能群多样性与生态系统恢复的关系尚不清楚。本研究拟将在系统调查节肢动物和植物群落多样性动态变化的基础上，从生物多样性和生态系统营养层角度，开展节肢动物功能群对贵州喀斯特典型石漠化小流域生态系统恢复的响应机制研究，揭示功能群多样性与喀斯特石漠化生态系统结构功能恢复及生态系统稳定性和动态变化之间的内在机理，弄清节肢动物功能群对喀斯特典型小流域生态系统恢复轨迹和恢复方向的指示作用。以期为完善喀斯特地区或区域生态建设、调控生态恢复进程、预测生态恢复轨提供理论依据。

本项目于2012年获批。项目获批后，积极组织和实施研究。共采集蝶类标本4602号，隶属9科45属67种；采集其它植食性、捕食性等节肢动物标本27677号，隶属2纲57科139属158种。在实地调查和标本分类鉴定的基础上，将室内外所获资料进行汇总和分析，然后进行撰文。.本项目主要研究内容：①生态脆弱区域孟寨小流域的石漠化治理和生态恢复状况的初步调查。②生态恢复程度不同的6类生境中节肢动物和植物群落多样性的数量特征研究。③节肢动物功能群的物种组成和数量差异研究。④植物群落对节肢动物功能群的生态效应的初步研究。⑤某些节肢动物类群或种类的特殊生态作用研究。.本项目已公开发表中文期刊核心论文8篇。最主要的研究结果有：.①2013年至2015年节肢动物功能群多样性调查数据显示：孟寨小流域石漠化脆弱生态系统物种组成不丰富、群落结构不稳定，但节肢动物和植物为主体的食物链和营养关系呈逐渐丰富和复杂化趋势。节肢动物功能群的组成和结构变化，是对石漠化脆弱生态系统逐步恢复的响应。.②荒山草坡灌丛的节肢动物群落多样性指数远高于人工纯林、人工牧草地和坡耕地，并接近原生林和次生林，表明荒山草坡灌丛的自然恢复优于人工纯林和牧草地。基于多样性指数的不同层次及其与生境的相关性，提出荒山草坡灌丛生境的节肢动物属级多样性指数可作为评价石漠化脆弱生态系统生态恢复的指标之一。.③不同水平的多样性指数表明：荒山草坡灌丛是石漠化脆弱生态系统自我恢复的重要生态地带和基础。减少对荒山草坡灌丛的人为干扰，同时加强对荒山草坡灌丛的封山育草育林，可以作为一种有效促进喀斯特石漠化脆弱生态系统自我恢复的生态恢复模式。.④蝶类对生态恢复的指示作用研究表明：蝶类等级多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数能够指示植被的恢复与人为干扰的影响。蝶类可作为关键指示类群应用于构建石漠化小流域生态恢复的快速、动态监测指标体系。.⑤多样性指数的比较分析表明：节肢动物功能群的多样性信息优于基于分类阶元的孤立的物种信息。合理测度功能群多样性，对于生态系统恢复力的评价具有重要意义。.本项目研究有益于进一步明确节肢动物关键功能群对喀斯特石漠化脆弱生态系统恢复的促进作用，为进一步构建喀斯特脆弱生态系统恢复重建的评价指标体系奠定了基础。