宁夏盐池封育草地植被群落多样性及其与环境关系的典范对应分析

为探究干旱区封育草地植被群落多样性以及影响植被群落分布的主要环境因子,结合国家荒漠化定位监测项目,于2014年7月对宁夏盐池封育草地进行植被调查。将研究区分为核心区(E)、边缘区(E1)、外围区(E2),采用样线与样方结合法调查植物名称、植物种类、株数、高度、盖度、生物量、土壤容重、土壤含水量、土壤紧实度、地表生物结皮盖度。在植被调查的同时,对每个样方中的土壤进行取样,分别测定土壤速N、速P、速K、土壤有机质含量。采用Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数测得植被群落多样性,运用典范对应分析方法(CCA)分析植被与环境因子的相关关系。结果表明,边缘区共出现了22种植物,主要物种有:黑沙蒿(Artemisia ordosica)、刺沙蓬(Salsola ruthenica)、地锦草(Euphorbia humifusa)、赖草(Leymus secalinus)、蒙古虫实(Corispermum mongolicum)。其SW、SP指数高于其他2个区域,数值分别为2.548、0.893,植被多样性最为丰富,群落稳定性最高。外围区共出现了16种植物,主要物种有:苦豆子(Sophora alopecuroides)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)、蒙古虫实其JSW指数最高,为0.842,植被多样性较丰富,群落稳定性较高。核心区出现了19种植物,猪毛蒿(Artemisia scoparia)、刺沙蓬、苦豆子,其SW、SP、JSW指数均小于其它2个区域,数值分别为2.163、0.828、0.734,植被多样性较差,群落稳定性较低。植被与环境的典范对应分析表明,土壤容重和结皮盖度是影响干旱区封育草地植被群落的主要环境因子。     

盐池柳杨堡人工封育区植被特征研究

封育措施是一种主要的草场恢复和重建的措施。在宁夏自治区盐池县人工封育区采用样方调查法对不同封育年限和不同封育措施下封育区植被的群落结构和生物量进行调查分析。结果表明：封育可以提高生物多样性,使群落的组成趋于稳定。但是长期封育并不利于植被恢复,边缘区和外围区分别在封育后的第五年和第四年生物多样性指数达到最大,边缘区的丰富度指数（R1）和综合多样性指数D、H分别为22、2.26、6.18,外围区的分别达到13、1.67、3.24,然后逐年减小。在不同封育措施下,生物多样性指数核心区最大,说明封育是有效的植被恢复措施。植被盖度和生物量都是外围区最大,说明对草场进行适当的利用是有利于植被恢复的。带状翻耕对植被的恢复作用并不明显,建议进行适当的放牧或刈割。     

衡阳紫色土丘陵坡地自然恢复过程中植被与土壤特性变化

采用"空间序列代替时间序列"的方法,对衡阳紫色土丘陵坡地植被自然恢复过程中植被与土壤特性的变化进行研究.结果表明:(1)随着植被恢复的进行,土壤种子库密度显著增加(P0.05),土壤种子库的Patrick丰富度指数(R)和Shannon-Wiener多样性指数(H)显著提高(P0.05),土壤种子库的Simpson多样性指数(D)和Pielou均匀度指数(E)显著降低(P0.05);(2)随着植被恢复的进行,植物的群落结构发生明显的改变,植被密度显著增加(P0.05),植物的Patrick丰富度指数(R)、Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)和Pielou均匀度指数(E)的大小顺序均为:恢复阶段(Ⅲ)恢复阶段(Ⅳ)恢复阶段(Ⅱ)恢复阶段(Ⅰ)(P0.05);(3)随着植被恢复的进行,0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm各土层的土壤含水量、土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷发生明显的变化(P0.05),速效钾含量的变化不明显(P0.05),其变化范围为259.55~368.32 mg·kg-1.研究表明:衡阳紫色土丘陵坡地植被自然恢复有利于改善植被与土壤特性.表4,参21.     

威远不同年龄桉树人工林林下物种多样性和土壤理化性质

为了解四川威远县不同年龄桉树(Eucalyptus robusta)人工林林下物种多样性特征及土壤质量状况,为桉树人工林的可持续经营与长远发展提供依据,采用典型样地法,研究5种年龄(4年、5年、6年、7年、8年)桉树人工林林下物种多样性与土壤理化性质及二者之间的相关性.结果表明:(1)5种年龄桉树人工林林下记录维管植物共80科154属210种,5年生林下灌、草两层物种数均达到最高.(2)灌木和草本层物种多样性对桉树年龄响应有所不同,灌木层Simpson优势度指数(H′)和Pielou均匀度指数(J_(SW))随桉树年龄增大呈先减后增再减再增的趋势,而丰富度指数(D)和Shannon多样性指数(H)先增大后减小,5年生时取得最大值;草本层4个指数随年龄增加均呈先增后减再增再减的双峰趋势,于5年和7年取得峰值.(3)桉树人工林土壤呈较强酸性,土壤物理性质在不同年龄无显著差异,变化趋势与草本层物种多样性相似;化学性质随年龄增大差异明显,速效钾、全氮、全磷、有机质含量均以5年时最高.(4)RDA相关性分析结果表明,土壤pH、全磷和速效钾是林下物种多样性的主要影响因子,但对灌木和草本层其作用效果不同,灌木层具有更高的耐酸能力和速效钾吸收量,而草本植物对全磷需求更大.可见,林龄对桉树林下物种多样性和土壤理化性质影响较大,5年生林下物种多样性最为丰富,土壤结构最好,肥力最佳,具有最高的群落稳定性和生态环境价值.(图3表4参29)     

原位微宇宙法研究温带森林土壤真菌群落构建的驱动机制

群落构建机制是生态学研究的核心问题之一。区域过程与局域过程对群落构建的相对重要性是微生物群落构建研究最具争议性的问题。为了研究温带森林真菌群落多样性及其维持机制,设计了原位微宇宙试验,将区域土壤微生物作为"源群落",置于庞泉沟自然保护区内华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、青杄(Picea wilsonii)林、白杄(Picea meyeri)林、油松(Pinus tabulaeformis)林以及桦树(Betula platyphylla)林土壤中进行1年期培养,分析真菌群落结构与土壤因子、植被和群落历史的相关性。Mantel分析和偏Mantel分析结果均显示,无论是样地土壤真菌群落还是微宇宙土壤真菌群落结构,土壤因子都是主要的驱动力(R=0.465 4,R=0.464;R_m=0.493 6;Rm=0.486 2,P0.01),其中土壤有机质和有效磷与土壤真菌群落结构的相关性最强(R_m=0.590 8,R_m=0.476;R=0.629 2,R=0.613,P=0.001)。此外,土壤含水量和植被优势度对样地土壤真菌群落具有显著影响。与样地土壤真菌群落多样性相比,微宇宙土壤真菌群落的α多样性显著提高(P0.05),而β多样性减小(P0.05),在一定程度上表现出趋同效应。源群落丰富的物种多样性对微宇宙土壤真菌群落的结构产生显著影响。总之,在局域尺度下环境选择对温带森林土壤真菌群落结构和动态发挥主导作用,扩散限制对群落结构的差异具有显著的影响,即局域过程和区域过程决定局域森林土壤真菌群落结构,且前者占主导地位。     

不同放牧方式下的草场植被群落特征及其与土壤因子的关系——以新巴尔虎左旗为例

探究干旱半干旱草原不同放牧方式对退化草地生态系统恢复的影响,对退化草地植被恢复与重建及生态畜牧业可持续经营管理体系建设具有重要的科学意义。以呼伦贝尔市新巴尔虎左旗"七个一"生态家庭牧场为研究对象,对禁牧、休牧、轮牧和连续放牧4种放牧方式下的植被群落特征及与土壤因子间的关系进行研究。结果表明,(1)植被以多年生旱生、中旱生植物为主,轮牧区(45)和休牧区的物种数(42)大于禁牧区(37)和连续放牧区(34),禁牧区植被盖度(88.07%)和生物量(3 714.37 kg·hm~(-2))最高,连续放牧区植被盖度(61.33%)及生物量(1 029.83 kg·hm~(-2))最低。(2)4种放牧方式区的植被都以莎草科(Cyperaceae)和禾本科(Gramineae)植物为主,以寸草苔(Carex duriuscula)的重要值为最高,其中禁牧区最高(IV=38.30)。(3)休牧区和轮牧区的群落多样性指数较高,禁牧区的群落多样性指数最低(Ma=4.02,H=2.05,C=0.76,J_(sw)=0.72),且禁牧区与其他放牧方式区的物种分布及多样性指数均存在显著差异(P0.05)。(4)物种CCA排序结果显示,土壤容重、含水量和全磷是影响左旗植被分布的主要土壤因子。此外,群落多样性指数变化与容重、速效磷和含水量显著相关(P0.05)。研究认为,轮牧和休牧方式有利于保护草地生物多样性,禁牧对退化草地生态系统恢复有显著促进作用,但长期禁牧会导致群落多样性下降,连续放牧会降低草地生产力。建议减少连续放牧区放牧频率,在长期禁牧的牧场实施休牧、轮牧或适当的割草利用。     

新疆盐渍土3种植被类型土壤微生物碳源利用

研究了新疆天山以北三工河流域自然生境下梭梭(Haloxylon ammodendron)、琵琶柴(Reaumuriasoongonica)、隐子草(Cleistogenes chinensis)3种植被群落的土壤微生物碳源利用差异,分析了土壤理化性质与微生物总体活性、功能多样性的相关关系.采用BIOLOG生态板检测了各微生物群落对31种单一碳源的利用情况,结果表明,3种群落的微生物总体活性(AWCD)(F=41.877,P<0.001)、功能多样性(Shannon指数)(F=164.680,P<0.001)、丰富度(R值)(F=20.818,P=0.02)差异显著,其中梭梭植被下微生物群落的AWCD值、Shannon多样性指数、R值明显高于其他两种植被的微生物群落.土壤pH(相关系数=0.958,P<0.001)、土壤总碳相对含量(相关系数=0.718,P<0.05)与微生物总体活性(AWCD)呈显著相关,对微生物碳源利用有重要影响,而土壤可溶盐总量、含水率则与AWCD相关性不显著,微生物群落碳源利用功能多样性和丰富度与土壤理化性质均无显著相关关系.对于所研究的31种单一碳源,梭梭植被下微生物群落的利用情况也好于其他两种植被类型,对11种单一碳源利用情况较好,而琵琶柴、隐子草植被微生物群落分别则仅能对其中6种和5种碳源有较好的利用能力.     

种植巨菌草对乌兰布和沙漠植物物种多样性与土壤理化性质的影响

了解种植巨菌草对乌兰布和沙漠植物物种多样性及土壤质量状况的影响,可为沙漠生态系统植被恢复与可持续经营提供依据。以巨菌草种植1 a、5 a、8 a样地为研究对象,以围封裸沙地为对照（CK）,比较了CK与不同种植年限巨菌草样地植物物种多样性与土壤理化性质的差异及二者相关性。结果表明：与CK相比,种植巨菌草后更新灌草11科31属38种,优势种更替明显,改变了沙地群落结构,显著提高了各物种多样性指数;随年限增加,灌草层物种数增加,灌木层各多样性指数在5 a样地中最佳,草本层各多样性指数在8 a样地中最佳;CK与1年样地间群落相似性指数最大,而后降低。与CK相比,种植巨菌草显著改善了土壤理化环境,降低了土壤容重,提高了孔隙度、含水量、持水量及有机质、氮、磷、钾等养分;随年限增加,8 a和5 a样地土壤理化条件显著优于1 a和CK样地。冗余分析（RDA）分析结果表明灌草层丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数与土壤理化因子密切相关,各指数与除容重外其他因子间均呈正相关关系。同时,1a与5a样地间各多样性指数及土壤因子变化幅度明显大于5年...     

上海浦江郊野蛙类重要栖息地不同生境下节肢动物的群落结构研究

为保护本土野生动物资源,维护城市生态安全,上海市实施浦江蛙类重要栖息地恢复工程。因蛙类主要食物源是昆虫为主的节肢动物,因而,节肢动物可用于栖息地环境质量的评估和监测。2016年6月、9月和12月对栖息地8类不同生境节肢动物进行了调查。采用网扫和陷阱法分别对地上和地表节肢动物进行定量采样并测定各生境土壤理化特性。共获地上节肢动物4 322个体,鉴定为182种;地表节肢动物30 078个体,83种。地上节肢动物:植被恢复较好的生态复合林(STFHL)、水系沟通较好的沼泽湿地(ZHZ)和湖畔绿地(HPLD)的种数和个体数为最多(67~66种,462~347个体),而植被和水系相对较差的水稻田(SDT)和生态塘(STT)则最少(56~52种,245~188个体)。STFHL、ZHZ和HPLD群落结构特征指标亦最高:12月密度为21.5~11.5 indv.·m~(-2)、物种丰富度11.3~6.5 species·m~(-2)、多样性指数3.1~2.4,分别为SDT、STT或乔木林(QML)的6.1~1.8、4.0~2.3、2.6~1.3倍。线性模型-冗余分析(RDA)排序图亦表明:密度、物种丰富度和多样性指数增长方向指向STFHL、ZHZ和HPLD,减低方向指向SDT、STT和QML。地表节肢动物:ZHZ和水系沟通较好的生态水道(STSD)个体数最多(10 921~3 917个体),其他生境较少(2 107~1508个体);密度亦是ZHZ和STSD最高,6月为266.0~223.2 indv.·m~(-2);多样性和均匀性指数12月都是STSD最高,分别为2.2和0.8。RDA亦表明:密度增长方向指向ZHZ和STSD,减低方向指向QML和HPLD。蒙特卡罗检验显示土壤环境因子对地表节肢动物群落结构有显著性影响。影响最大的是砂土含量、壤土含量和全钾,适合度为23%~27%,其次是阳离子交换量、粘粒含量、速效钾和全磷,适合度9%~18%。浦江蛙类栖息地植被恢复和水系沟通等的生态恢复措施使节肢动物种类和数量丰富,接近自然状态,这为蛙类栖息地建设提供了范本,值得推广和借鉴。     

钨尾矿重金属污染对茶园土壤动物群落结构及多样性的影响

土壤动物对土壤理化环境变化响应十分敏感,土壤动物群落结构及多样性可以用于指示钨尾矿区土壤重金属污染程度。以钨尾矿下游区不同污染程度的茶园生境为研究对象,采用样方法系统调查了3个生境土壤动物群落的组成、结构、多样性及环境变化特征,利用NMDS、ANOSIM等比较不同生境土壤动物群落的相似性,运用RDA排序结合重金属污染指数分析土壤动物群落结构与土壤环境因子的关系。结果表明:未污染茶园土壤动物的个体数量、类群数、物种丰富度和多样性指数均显著高于污染茶园I和Ⅱ,而污染茶园Ⅱ土壤动物个体数、类群数和物种丰富度又显著高于污染茶园I;未污染茶园土壤动物均匀度指数显著高于污染茶园Ⅱ。土壤有机质是影响土壤动物分布的主要环境因子(51.42%),其次是全氮(贡献率9.08%)、全磷(贡献率11.21%)、速效磷和全钾(贡献率9.61%),它们均与土壤动物个体数和类群呈正相关。进一步分析发现,Ni、Cd、As和Cu等重金属是茶园的主要污染因子,它们显著降低了茶园Ⅰ和茶园Ⅱ土壤有机质(63.8%和58.5%)、全氮(61.7%和65%)和速效磷(55.9%和8.8%)含量,Ni、Cd和As是抑制茶园土壤动物群落分布的主要毒性因子,其解释率分别为46.55%、14.14%、9.83%。重金属污染降低了茶园土壤养分可利用性,重金属污染指数抑制土壤动物的类群和个体数量增长,土壤动物群落的丰富度指数、多样性指数和优势度指数随重金属污染程度的加重而降低。     

亚高山30a人工针叶林物种多样性的定量分析

探讨了川西地区不同海拔梯度上,30a亚高山人工针叶林乔,灌,草各层物种多样性的变化规律,并运用逐步多元回归分析方法,分析了不同立地条件下土壤因子与针叶林群落乔,灌,草各层物种多样性指数之间的关系,结果显示：30a人工针叶林灌木层和草本层多样性指数明显高于乔木层;随着海拔的升高,灌木层和草木层物种的多样性指数逐渐降低,在halt2700m处多样性最丰富,乔木物种多样性则呈现为“低→高→低”的变化趋势,符合“中间高度膨胀（mid-altitude bulge)模式,土壤因子对30a人工恢复针叶林多样性的影响主要是体现在灌木层和草本层的变化,而对乔木层物种多样性的影响不明显,土层厚度,土壤容重,石砾含量,枯枝落叶的贮量,CaO含量以及有机质的C／N比值等土壤因子与灌木层和草本层物种多样性之间存在线性相关关系,分层建立了物种数,Simpson指数,ShannonWiener指数,Menhinick指数以及Brillouin指数与相关土壤因子的回归模型。     

尾叶桉林下5种木本植物土壤微生物群落特征

开展人工林下主要木本植物的根际微生物群落特征的研究,可以为增加人工林的生物多样性、维持林地肥力和提高经济效益提供依据。在广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站6年生尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林下,选择自然生长的野牡丹(Melastoma candidum)、山鸡椒(Litsea cubeba)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)、秤星树(Ilex asprella)和栀子(Gardenia jasminoides)5种木本植物,通过切根处理排除其他植物根系的作用,并利用常规分析和磷脂脂肪酸(PLFA)分析等方法,研究了这5种植物根际土壤的理化特征、土壤微生物量和微生物群落特征,同时采用丰富度指数(Richness,SR)、香农威纳多样性指数(Shannon-Wiener index,H′)和均匀度指数(Evenness,J)评估了5种木本植物的土壤微生物多样性。结果表明,(1)切根处理和原状(不切根处理)不论在旱季和雨季,5种木本植物根际周围的土壤p H值、土壤含水量和土壤有机碳SOC均无显著差异(P0.05);土壤微生物PLFA总量也没有显著差异。(2)虽然不同植物种类间部分微生物结构组成存在差异,但通过PCA分析以及对比土壤微生物群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数发现,原状和切根处理在5种木本植物之间的微生物结构组成没有明显差异。这说明在桉树人工林中,5种林下木本植物对土壤微生物群落的影响相对乔木树种和土壤本身要小,今后在这5种木本植物中选择桉树林下种植物种时,可以主要从地上生物量和经济价值的角度综合考虑。     

中条山铜尾矿坝面土壤细菌群落的结构特征

微生物在尾矿废弃地土壤发育、营养物质循环、有毒物质降解等生态恢复过程中发挥重要作用.采用Illumina Mi Seq测序的方法,分析中条山十八河尾矿废弃地不同恢复阶段(1-45年)的细菌群落结构,并结合植物群落、土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与功能变化的调控机制.结果表明,不同恢复年限的尾矿坝,土壤理化性质、土壤酶活性和植物群落结构发生梯度变化.在这一环境梯度下,不同恢复年限的细菌群落结构具有显著差异,其中优势细菌主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteri)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes).细菌群落组成与环境因子和植物群落多样性显著相关.细菌优势科的相对丰度主要与重金属(Cu、Mn、Pb、Zn)含量相关,鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)的相对丰度与重金属(Cd、Cu、Pb、Zn)含量极显著正相关.恢复45年、15年的土壤中细菌多样性最高,且群落组成相似,恢复1年的土壤中细菌丰度较高,而多样性最低.本研究表明,土壤理化因子、重金属含量和植物群落结构是造成土壤中细菌群落结构变化的关键因素;鞘脂单胞菌科对重金属具有一定的耐受性,因此可作为重金属污染区域生态恢复的理想菌种.     

森林-草原交错带土壤节肢动物的群落结构及其季节变化

对河北北部塞罕坝森林-草原交错区土壤节肢动物的群落结构特征及季节变化进行了调查.结果显示,交错区3个地带(森林带、森林-草甸带和草甸-草原带)土壤节肢动物群落的优势类群组成相似,均为蜱螨目和弹尾目,但不同生境中优势类群所占群落总数的比例不同,并且各样地常见类群和稀有类群的组成差异较大.3个地带土壤节肢动物群落类群数与DG多样性指数的季节变化总体表现为秋季多样性最高,夏季次之,春季最低,同时各样地土壤节肢动物群落因生境条件不同而形成各自的季节消长特点.3个地带土壤节肢动物群落类群数随着土层的加深而递减,具有明显的表聚性.     

红壤侵蚀区不同植被恢复阶段土壤酶活性和微生物多样性变化

以长汀红壤侵蚀区为例,研究不同植被恢复年限土壤养分、酶活性、细菌和真菌群落丰度的变化,并分析它们之间的相关关系,为定量评价红壤区生态恢复效果提供理论依据.以未治理裸地(CK)和治理年限为6年(R6)、10年(R10)、34年(R34)、80年(R80)5种土壤为研究对象,测定其土壤养分含量、pH、酶活性,运用高通量测序测定土壤细菌和真菌群落丰度及多样性,分析土壤养分含量、pH、酶活性、细菌和真菌门分类水平群落丰度之间的相关性.结果显示,土壤速效钾、有效磷、铵态氮、可溶性有机碳含量,土壤β葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶、脲酶活性,以及土壤细菌和真菌OTUs丰度在植被恢复后有所升高,土壤pH呈下降的趋势;在植被恢复过程中变形菌门、酸杆菌门、担子菌门等多数细菌和真菌丰度随植被恢复而上升,而绿弯菌门、放线菌门、子囊菌门等少数细菌和真菌丰度降低;土壤pH、养分含量、酶活性、细菌和真菌群落丰度存在显著的相关性.因此,对长汀红壤侵蚀区土壤进行植被恢复有效提高和改善了土壤养分含量、酶活性、细菌和真菌群落丰度及多样性.土壤细菌和真菌及酶活性与土壤性质存在密切的联系,随植被恢复年限的增加,植被覆盖度增加、凋落物大量积累、根系分泌物增加,使得土壤养分含量升高,酶活性相应提高,最终促进细菌和真菌丰度提高,生态环境逐渐变好.(图6表2参29)     

模拟增温对土壤真菌群落组成及多样性的影响

为探讨温度变化后土壤微生物中真菌的变化情况,利用野外模拟增温小室(OTC)对青藏高原高寒草地0—15 cm和15—30 cm土层进行增温,采用Illumina-MiSeq高通量测序技术和成对的通用引物gITS-7F和4R对土壤真菌2区进行测序,研究青藏高原高寒草地生态系统中土壤真菌多样性对温度的响应,同时采用典型相关性分析方法研究土壤理化性质、地上植被指标以及环境三参数对土壤真菌的影响。研究表明,(1)真菌群落稀释性曲线发现物种的丰富度(observedspecies):Ma (0—15 cm不增温)Mb (15—30 cm不增温)Fb (15—30 cm增温)Fa (0—15 cm对照)。(2)土壤真菌群落Alpha多样性指数表明,Shannon指数和Simpson指数均呈现MbFbMaFa,而Chao1指数呈现MbFaMaFb。说明相较于对照,增温会使真菌群落多样性有所降低。(3)通过测序分析,土壤中真菌检测出数量较多的门,包括子囊菌门(Ascomycota 47.4%—66.6%)、担子菌门(Basidiomycota 7.0%—14.8%)、接合菌门(Zygomycota 3.4%—17.2%)等,但依然有6.7%—38.7%无法鉴定到门的物种。(4)pH、微生物氮与真菌存在显著相关关系(P0.05),相关系数分别为r=0.321 8,r=0.231 8。总之,研究发现增温使土壤真菌丰富度和群落多样性降低,优势菌种为子囊菌门、担子菌门和接合菌门,土壤pH和土壤微生物氮是高寒草地土壤真菌多样性的重要影响因子。研究结果可为预测全球变暖生态系统的变化方向提供数据基础。     

封育对科尔沁沙地植被恢复和土壤特性的影响

过度放牧是科尔沁地区土地沙化的主要原因之一,围栏封育可以有效的抑制牲畜对植被的破坏,促进沙地植被恢复,从而改善区域的生态环境。本研究以科尔沁沙地主要固沙植被——小叶锦鸡儿群落为对象,采用空间序列代替时间序列的方法,分析不同封育年限和自然放牧条件下小叶锦鸡儿群落的土壤种子库和地上植被特征、土壤理化性质和土壤水分动态,较系统地探讨了封育措施对沙地植被和土壤特性的影响。结果表明:①封育措施促使固沙植被区土壤种子库密度显著增加(P<0.05),封育2 a、6 a和12 a的土壤种子库密度分别提高了15.7%、482.5%和728.1%;土壤种子库的物种多样性和均匀度随着封育年限的增加而降低。②封育措施对沙地植被恢复具有显著的促进作用(P<0.05),封育6 a和12 a后植被密度分别提高了108.0%和239.3%,植物盖度分别提高了261.6%和271.6%;适度的封育年限(<6 a)可以提高群落的物种多样性,过长的封育年限(11 a)反而使物种多样性下降。③封育措施促使土壤表层(0-10 cm)的养分(有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾)含量有所提高,土壤含水量无显著变化(P>0.05)。     

蒋家沟泥石流频发区不同植被类型与土壤养分及酶的关系

不同植被类型区内的植物群落结构与土壤养分、土壤酶活性具有耦合关系,为揭示泥石流频发区土壤养分及酶活性对地上植被的响应规律,运用野外调查和实验室分析相结合的方法,研究云南蒋家沟泥石流频发区扭黄茅草地(Heteropogon contortus)、坡柳灌丛(Salix myrtillacea)以及9年、15年和26年新银合欢纯林5种典型样地群落结构、土壤养分、土壤酶活性及其关系.结果显示:植物多样性指数排序为坡柳灌丛扭黄茅草地26年新银合欢纯林15年新银合欢纯林9年新银合欢纯林;扭黄茅草地和坡柳灌丛的土壤有机质(OM)显著大于不同林龄的新银合欢纯林(P0.05);扭黄茅草地和坡柳灌丛的C:P和N:P大于不同林龄新银合欢纯林;植物多样性指数(辛普森指数、香农-维纳指数)与土壤有机质、蔗糖酶(Invertase)呈现显著的正相关(P0.05);且有机质和蔗糖酶呈现极显著的正相关(P0.01).本研究表明,多样性指数高的地上植被群落有助于泥石流频发区积累土壤肥力,可一定程度地提高土壤生物活性.     

泥石流频发区山地土壤环境因子与植被群落垂直梯度及其关系分析——以云南小江流域为例

海拔梯度和土壤环境是影响山地植被群落结构的关键因素,为揭示泥石流频发区植被群落的空间分布与演替规律,通过SPSS主成分分析、皮尔逊相关性分析和CANOCO5.0二维排序研究云南小江流域泥石流频发区山地生态系统土壤环境因子和植被群落的垂直梯度分异及其相互关系.结果表明:在海拔梯度上,土壤的垂直地带性分异规律与纬度地带性分异规律类似,从高到低依次为温带地带性土壤、北亚热带地带性土壤和亚热带地带性土壤;草本植被大致可以划分为鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)–扭黄茅(Heteropogon contortus)群落、醡浆草(Oxalis corniculata)–牛尾蒿(Artemisia dubia)群落和苞茅(Hyparrhenia bracteata)群落3类;因该区地质灾害及人为干扰严重,生态环境恶化,原生乔木群落已极少分布,现以华山松、云南松人工林为高山主要植被类型,松柏混交林为亚高山主要植被类型,桉树、新银合欢人工林为低山主要植被类型.从典范对应分析(CCA)排序结果来看,不同植被群落与土壤环境因子之间的关系存在明显分异.综上,海拔梯度、土壤有机质、土壤全磷和重金属(铜、锰)含量是影响泥石流频发区植被群落格局的主要因素.图2表7参35     

基于Biolog指纹解析黑土滩退化草地土壤微生物群落特征

黑土滩草地退化不仅体现在植被群落特征的退化,同时也体现在土壤微生物群落结构和功能的退化。为明确不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落的空间异质性,探究植被与土壤微生物对黑土滩草地退化的响应规律,利用样方调查法和Biolog-ECO微平板法,分析了青海省海北州野牛沟乡、果洛州大武镇及玉树州巴塘乡3个地区黑土滩退化草地的植被群落特征及土壤微生物群落多样性特征。结果表明,(1)黑土滩退化草地毒杂草化,优良牧草成为群落偶见种。3个地区植被群落组成存在差异:大武地区植物物种丰富度最大,为16.25,野牛沟次之,巴塘最小;植被优势度指数、多样性指数和均匀度指数均为野牛沟大武巴塘;地上生物量和0-10 cm土层地下生物量均为大武地区最大,巴塘次之,野牛沟最小,三者间均存在显著差异(P0.05);大武和巴塘地区10-20 cm土层地下生物量显著大于野牛沟地区(P0.05)。(2)黑土滩退化草地土壤微生物在0-10 cm土层主要利用氨基酸类、酯类和胺类碳源,碳源相对利用率均在19%以上;在10-20 cm土层主要利用氨基酸类和酯类碳源,碳源相对利用率均在22%以上。不同地区黑土滩退化草地土壤微生物对单一碳源的利用存在差异,差异主要来源于酸类、氨基酸类和酯类。(3)土壤微生物AWCD(平均每孔颜色变化率)和H指数(Shannon-Wiener多样性指数)与植物多样性和生物量相关性较高;物种重要值、多样性及生物量对土壤微生物AWCD变化的共同解释率为88.42%。综上,黑土滩退化草地植被物种组成及群落结构存在地域差异,不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落结构不同;黑土滩退化草地利用D-半乳糖酸γ内酯、L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、L-天冬酰胺酸、D-甘露醇、L-丝氨酸、N-乙酰基-D-葡萄胺等的功能微生物显著富集,利用i-赤藻糖醇、2-羟苯甲酸、L-苏氨酸、α-丁酮酸、α-D-乳糖等的功能微生物显著分异。