封育措施对半干旱沙地草场植被群落特征及地上生物量的影响

随着干早区草场非平衡态理论的提出和发展，退化草场封育的时间、方式与草场恢复间的关系已成为目前研究的主要课题之一：作者选择完全封育、季节封育和未封育3种措施进行对半干早沙地草场的植被特征及其生物量进行比较研究，结果表明，在封育处理的年份中，不同封育措施（放牧压力）是决定植被差异的主要因子。完全封育区和季节封育区植物以一年生草本为主，在植物种数量、生物多样性上差异并不显著，未封育区植被则以多年生草本为主，且Simpson和Shannon多样性指数与前两者差异均显著；完全封育并未导致一些牲畜喜食植物种的完全消失，但一些饲用价值差的植物如平卧碱蓬等大量出现在完全封育的群落中，同时旱生和强旱生植物的比例明显增加。尽管3种措施地上部分总生物量差异并不显著，但各群落中主要植物种的地上部分生物量则存在这一定的差异，从3种措施植被的饲用价值来看，季节封育区植被的饲用价值较高，表明季节封育可以促进并提高草场的放牧利用价值。     

宁夏盐池封育区植物特征值及多样性影响

封育措施是一种主要的草场恢复和重建的措施。通过对半干旱沙地老封育、新封育和对照区的比较分析,量化了不同封育措施下植被变化。对3种封育措施群落组成和生物多样性的分析结果表明,封育改变了群落的组成成分并增加了生物多样性,同时对群落植物的生活型、饲用价值分析计算结果则显示,老封育的群落植物逐渐向多年生发展,放牧价值开始降低,而对照区则明显处于一种非平衡的稳定状态。从3种措施植被的盖度、高度、生物量和饲用价值来看,老封育区均低于新封育区和对照区,表明长期封育不利于促进并提高草场的放牧利用价值。     

半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性与复杂性研究──以宁夏盐池为例

围栏封育促进植被恢复效果研究方法很多,其中通过研究植被的群落特征及物种多样性来阐述恢复状况仍是比较常用和有效的手段,但多样性测度对生物群落的自组织及有序性方面的特征描述欠缺,鉴于此,多样性与复杂性测度结合起来研究群落结构与功能显得更有意义。研究人工封育对植被恢复过程中群落的多样性与复杂性的影响,必然有助于揭示生态恢复过程机理。目前,利用多样性与复杂性测度相结合来对群落结构进行量化研究不多,用于对草原生态系统植物群落结构研究更少。本文通过样地调查,利用多样性和复杂性指数相结合定量研究半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性、复杂性随封育年限的变化规律,并对比分析复杂性与物种多样性之间的相关性。结果表明,（1）老封育区、新封育区丰富度指数整体高于对照区,说明封育有利于物种丰富度的增加。但随封育时间的延长,封育区的优势种占据主要的资源空间,丰富度指数降低。长时间封育,草场植被丰富度将发生规律性波动变化,低峰值和高峰值出现频率均约为4~5年/次。老封育区、新封育区的SW、SP多样性指数值大部分也高于对照区,说明封育措施增加草场植被的多样性。物种多样性指数受降水影响显著,当降水量增加或减少时,多样性指数也相应出现增加或减少,但降水影响效应具有一定的滞后性。老封育区、新封育区均匀度变化比较平稳,且指数值高于对照区,说明封育有利于均匀度的增加。（2）老封育区、新封育区总复杂性指数、无序结构复杂性指数值大部分比对照区指数值高,且指数波动相对平稳,说明封育区群落结构比对照区稳定,更适合荒漠草原植被的生长,封育增加了群落总复杂性、无序结构复杂性。封育也提高群落有序结构复杂性,但?     

人工封育区沙化草地植被生态位研究

采用样线和样方结合法对宁夏人工封育草原进行野外调查,运用重要值、Levins生态宽度指数和Pianka生态位重叠指数对封育外围区、边缘区、核心区3种不同措施下的植物生态位宽度及生态位重叠进行分析,以揭示人工封育区沙化草地植被生态位变化规律。结果表明：在整个人工封育区,重要值之和较大的为黑沙蒿（Artemisia ordosica Krasch.）和刺沙蓬（Salsolaruthenica IIjin.）,分别为689.53、455.83。外围区与边缘区生态位宽度最大的均为黑沙蒿,生态位宽度分别为0.846、0.790,核心区生态位宽度最大的是阿尔泰狗娃花（Heteropappus altaicus（Willd.）Novopokr.）,生态位宽度为0.640,是人工封育区的优势种。生态位重叠计测结果表明,植被的生态位宽度和生态位重叠并不存在直接的线性关系;生态位重叠度平均值和重叠对百分数表现为外围区〉核心区〉边缘区。不同封育措施间生态位宽度和生态位重叠度的差异表明适度封育有利于草地植被恢复,但随着封育时间延长,植物的再生和幼苗的形成会受到一定程度抑制。     

半干旱区人工封育草场植被群落生态位研究——以宁夏盐池县长期定位监测点为例

人工封育是草场恢复和重建的一种主要措施。为研究半干旱区人工封育草地植物种群生态位,以宁夏盐池县人工封育区3种不同处理方式（长期完全封育、短期完全封育、短期不完全封育）为研究对象,将封育区分为封育核心区（E区）、封育边缘区（E1区）和封育外围区（E2区）,通过分析在该地区出现的27种植物种群的Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,揭示植物种群生态位在干旱荒漠环境下的变化规律,为进一步分析该地区群落稳定性提供依据。研究结果表明：1）核心区和外围区生态位宽度最大的都是刺沙蓬Salsola ruthenica lljin,分别为0.832和0.810,而边缘区生态位宽度最大的是丝叶山苦荬Lxeris chinensis var.graminifolia,为0.742,这2种植物的生物学特性决定了它们能够很好的适应封育区的环境,并很好的利用封育区的资源,结果是它们的生态位宽度明显高于其他物种。2）对三区内不同植物种群的生态位宽度分析结果显示,三区的群落稳定性表现为E1区〉E2区〉E区;长期的完全封育并不利于封育区内植物群落的稳定;而短期的完全封育措施比不完全封育措施更有利于植被群落的稳定。3）通过分析三区内不同植物种之间的生态位重叠得出,E区生态位重叠最大值出现在草地风毛菊Saussurea amara、苦豆子Sophora alopecuroides L、沙芦草Agropyron mongolicum Keng与臭蒿Artemisia hedinii之间,都是0.98。E1区生态位重叠最大值是达乌里胡枝子Lespedeza davurica和草木樨状黄芪Astragalus melilotoides之间（0.82）。E2区生态位重叠最大的一对是草木樨状黄芪和冰草Agropyron cristatum（0.99）。相关分析表明：生态位宽度与生态位重叠之间并没有明确的线性关系。生态位宽度窄的物种之间可能有较高的生态位重叠,反之,则较低,但并不是完全如此。     

宁夏盐池不同封育措施下的植物生态位研究

运用Levins生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对宁夏盐池柳林堡人工封育草场不同措施（老封育区、新封育区、对照区）下的植物生态位宽度及生态位重叠度进行计算,从生态位角度揭示不同措施下的植被恢复情况。结果表明：老封育区、新封育区和对照区的主要建群种生态位宽度均有较大的差异,老封育区宽度值最大的是耐旱性极强的阿尔泰狗哇花（Heteropappus altaicus（Willd.）Novopokr.）、丝叶山苦荬（Lxeris chinensis var.graminifolia（Ledeb.）H.C.Fu）、叉枝鸦葱（Scorzonera divaricata Turcz.）,说明随着封育时间的延长,封育区植被有旱生化方向发展的趋势;新封育区的优势种是丝叶山苦荬、黑沙蒿（Artemisia ordosica Krasch.）、苦豆子（Sophora alopecuroides）、刺沙蓬（S.ruthenica Iljin）,且4种植物生态位宽度接近,对资源环境的利用更为均衡;对照区的优势种是黑沙蒿、苦豆子、刺沙蓬,宽度值分别为0.729、0.666、0.540。同时,3种措施的生态位重叠结果均表明,生态位宽度大的物种不一定和其他物种有大的重叠指数,较高的生态位宽度和较高的生态位重叠度之间并不存在直接的线性关系。这一现象从另外一个角度说明植被恢复过程中环境资源存在着高度的空间异质性。     

盐池封育草场土壤种子库特征及其与植被的关系

封育是退化草场恢复的重要措施之一,封育的效果在一定程度上取决于土壤中种子库的状况。以毛乌素沙地西南缘宁夏盐池县的退化草场为研究对象,采用相似性分析和排序方法对封育和未封育草场土壤种子库的特征及其与地上植被间关系进行了研究,结果表明无论封育区还是未封育区,土壤种子库中的种子主要分布于0～5cm的土层,6～15cm土层的种子数很少;封育区土壤种子库的物种丰富度大于未封育区,物种多样性则表现为H值较大,而D值较小,总体上看封育措施可以提高地上植被和土壤中种子的种类和数量,一些一年生植物、中生植物和盐生植物开始出现在地面或土壤种子库中。地上植被和土壤种子库间的相似性分析结果则表明相同措施同一土层间种子库中等相似,而不同土层间还是存在着一些差异。由于封育措施导致了植被样方的相似性较低,然而土壤种子库间的相似性仍然较高,两者间是否存在着一定程度的滞后效应有待于进一步研究。     

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。     

封育草地土壤生物结皮对水分入渗与植物多样性的影响

盐池县柳杨堡乡从2000年开始采取封育措施,长期的无人为干扰使封育区内产生土壤生物结皮,结皮对水分有一定影响,进而影响封育区植被的恢复。采用双环入渗法分析生物结皮对土壤水分的影响,并通过对人工封育区内的植被调查测定去除土壤结皮前后的植物多样性变化。结果表明：有生物结皮覆盖的土壤入渗曲线的最高峰比无生物结皮覆盖的低约5 cm,有生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为0.8 cm·min^-1,而无生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为2.6 cm·min^-1,随着封育年限的增加,土壤生物结皮的覆盖面积及厚度逐年增加,结构也更紧密,影响土壤的水分入渗,不利于植被的生长,而通过对封育区内新翻耕土层和未翻耕的土层的植物多样性比较,新翻耕的土层中的植物多样性指数明显高于未翻耕土层。因此对封育区内采取适度翻耕,能够减少生物结皮对土壤水分入渗的负面影响,能够更有效的利用降水,促进植被恢复。     

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)。     

围封对内蒙古中东部草原植物群落和土壤线虫群落的影响

2007年8月在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站的退化样地（对照）、围封5 a样地和围封24 a样地,调查地上部植物群落、土壤性质和地下部土壤线虫群落。结果表明,围封处理能显著提高土壤水分质量分数,土壤深度和围封处理对土壤pH的交互作用显著。随着围封年限的增加,地上植物的多度、生物量和单株生物量都显著增加,而3个样地的多样性和均匀度均为围封24 a样地〉退化样地〉围封5 a年样地;随着围封年限的增加,大针茅（Stipa grandis）、苔草（Carex duriuscula）、羊草（Leymus chinensis）、锦鸡儿（Cleistogenes squarrosa）、双齿葱（Allium bidentatum）的生物量都呈现递增的趋势;围封5 a样地上冰草（Agropyron cristatum）和野韭（Allium ramosum）的生物量最大,围封24 a样地上苔草、羊草、双齿葱的生物量最大。调查样地线虫的密度平均为9.79 g-1（以干土计）,分别隶属于线虫动物门的90个属。植物寄生类线虫和食细菌类线虫分别占到总数的35%和40%,优势类群是丽突属（Acrobeles）和矮化属（Tylenchorhynchus）,二者共占总捕获个体数量的31.4%。围封24 a样地的结构指数显著高于退化样地,其它指标差异不显著。由此可知,围封有助于改善土壤理化性质;从围封角度来看,植物群落比线虫群落的反应明显得多,二者并未出现同步反应。     

The Biodiversity Integrity Index: An Illustration Using Ants in Western Australia

Although Western Australia is a relatively unpopulated region, considerable areas of native vegetation have been modified by agricultural clearing, rangeland grazing, urbanization, road construction, and mining. Ant diversity is reduced and community composition changed by each of these land uses. Road construction has the greatest long-term effect on the alpha diversity of ants, followed by agricultural clearing, mining, urbanization, and rangeland grazing. We present data on the extent of these various land uses in each major Western Australian vegetation association. Then, examples of ant diversity and community composition for each land use are coupled with geographic information system data on the extent of each land use in the various vegetation associations to calculate indices of "biodiversity integrity." The extent of biodiversity integrity in each region concurs with a subjective opinion of the condition of each unit. Agricultural clearing, followed by rangeland grazing, were found responsible for the greatest loss of ant biodiversity integrity. The findings relate to Australia in general and may serve as a framework for estimating losses of biodiversity integrity in other regions of the world in taxa other than ants.     

天津市“城-郊-乡”样带土壤种子库特征分析

为了解天津市不同地理位置土壤种子库物种组成和群落结构的变化,沿天津市设置＂城区—城郊—远郊＂的生态样带,在6个典型样地选取20个样方进行土壤种子库的采样工作并进行萌发试验。结果表明：土壤种子库的密度、物种组成及群落结构差异性明显,除趋势对应分析后分异出典型的城市土壤种子库、城郊土壤种子库、远郊土壤种子库3种类型。从远郊到城区,土壤种子库的密度递增,相似性指数也递增,而物种丰富度却递减。相比远郊地区,城区、城郊区土壤种子库物种丰富度损失率分别为66.67%、45.23%。城区因城市化水平较高及频繁的人为干扰致使土壤种子库物种呈现匀质化特点,物种多为一年生的耐踩踏草本。城郊区的多样性指数、生态优势度指数、均匀度指数最低,但是种子库密度较大,物种丰富,萌发种子中木本植物可观,适合用于进行植被恢复的试验研究。     

半干旱黄土区自然恢复与人工造林恢复植被群落对比研究

为研究半干旱黄土区高效植被恢复途径,选取陕西省吴起县境内的合沟封禁流域和柴沟人工造林流域为研究区,在两流域内,沿顺坡和横坡方向,选择一系列20 m×20 m的样地,各组成2条样带。在每个样地内的对角线交点和对角线四分之一处选取5个样方进行植被调查,草本样方和乔灌样方的尺寸分别为1 m×1 m和5 m×5 m。共获得草本样方185个、乔灌木样方80个,其中,合沟封禁流域105个,均为草本样方,柴沟人工造林流域草本样方与乔灌样方各80个。运用植物生态学和植物群落学方法,调查各样方内的植物种类、株数、株高、盖度、地上生物量以及树木基茎、树高、冠幅等植被群落特征指标,并在此基础上对两流域的植被群落特征进行对比分析。结果表明：（1）两流域的植被种类共61种,其中柴沟人工造林流域46种,合沟封禁流域51种,共存物种36种;（2）经过10年生态恢复,柴沟人工造林流域已形成乔-灌-草群落,合沟封禁流域仍为草本群落,且两流域草本群落均以铁杆蒿（Artemisia sacrorum Ledeb.）和茭蒿（Artemisiagiraldii Pamp.）为主要建群种;（3）柴沟人工造林流域的植被盖度、平均高、生物量均明显高于合沟封禁流域的相应指标。两流域植物群落Simpson指数和Shannon-Weiner指数差异较小,Sorensen指数为0.742,主要草本植物种的指标差异不显著。以上特征反映出,在半干旱黄土区,适宜的人工造林可加速该区植被恢复的进程。     

辽东湾双台子河口湿地翅碱蓬（Suaeda salsa）生物量遥感反演研究

通过现场采集辽东湾双台子河口翅碱蓬（Suaeda salsa）光谱数据,收集标准样方（1 m×1 m）的翅碱蓬生物量（Biomass）,建立相关植被指数与翅碱蓬生物量的遥感反演回归算法,发现辽宁双台子河口湿地翅碱蓬生物量与植被指数PVI、SAVI和MSAVI的相关系数R2较高,直线回归方程相关系数分别达到0.626、0.698和0.679。同时,利用得到的估算模型,结合1990—2005年的双台子河口的TM影像数据,反演该区域翅碱蓬分布面积和生物量。结果发现：辽东湾双台子河口湿地翅碱蓬面积变化呈先降后升的趋势。通过植被指数（NDVI、RVI、PVI和MSAVI）和生物量的算法反演,发现翅碱蓬生物量曲线与分布面积曲线的变化趋势一致。