废弃采石场植被自然恢复过程中物种多样性变化特征

以浙江省舟山市的废弃采石场为例,在对植被情况进行调查的基础上,采用时空互代的方法,探讨废弃采石场植被自然恢复过程中物种多样性的变化规律. 结果表明:随着废弃地自然恢复年限的增加,植物种的组成发生较大变化,由单一的物种组成结构逐渐发展为复杂的物种组成结构,并逐渐趋于动态平衡. 在近50 a的自然恢复过程中,在样方中共出现20科40属42种植物,其中以禾本科和菊科为主. 在整个自然恢复过程中,群落物种多样性指数(H′,D)、丰富度指数(Ma,Pa)和均匀度指数(Jp,Ea)随植被恢复表现出由低至高而后又降低的变化趋势. 均匀度指数(Jp,Ea)在15～<25 a达到峰值,而多样性指数(H′,D)和丰富度指数(Ma,Pa)的峰值则出现在25～<40 a. 根据不同恢复年限群落物种种类的演替特征和物种多样性指数的变化规律,可大致将研究区废弃地植被自然恢复过程划分为初级演替期(<9 a)、初级交替期(9～<15 a)、高级交替期(15～<25 a)、高速恢复期(25～<40 a)以及恢复稳定期(40～50 a)5个演替阶段.      

陕西大柳塔煤矿复垦地植被群落与土壤因子的关系

以陕北风沙区大柳塔煤矿的复垦地为研究对象,通过样方调查与土壤采集,调查复垦地人工植被的种类与多样性,并运用典范对应分析(CCA)探讨了物种分布与土壤因子之间的关系。结果表明:(1)研究区内共发现植被11科20属21种。草本植被在区内占优势,其中豆科、菊科和藜科植被占种数的47.63%;草本植被以多年生为主,占调查种数的52.38%。(2)物种多样性测度表明,Simpon多样性指数、Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数均是草地>灌丛>林地;Simpon优势度指数的变化则是林地>灌丛>草地,说明人工草地的物种多样性最高,其次为灌丛,林地最低。(3)CCA排序结果显示,土壤有机质和粗沙含量是制约研究区人工植被分布的主要因子。此外,土壤中0~20 cm粘粉粒含量影响草本植被的分布;而40~60cm的土壤含水量对乔、灌木的分布影响显著。     

黄土丘陵区不同植被恢复模式对沟谷地植物群落生物量和物种多样性的影响

对黄土丘陵区3个不同植被恢复模式沟谷地植被群落的生物量和物种多样性特征进行样方调查,统计分析了不同植被恢复模式沟谷地植物群落的盖度、生物量、物种多样性、植物种群相似系数。调查共记录植物82种,隶属32个科;其中,乔木植物5科,6种;灌木植物8科,11种。经过20 a左右的植被恢复重建,不同植被恢复模式沟谷地的植被群落均呈现良好演替趋势;人工植被柠条灌丛和刺槐林恢复模式对沟谷地草本层盖度和群落枯落物盖度及生物量方面作用效果较好;而天然草地对沟谷地草本层生物量方面作用效果较好;沟谷地物种多样性指数表现出人工植被恢复模式效果优于自然恢复,而且人工柠条灌丛植被恢复模式优于人工刺槐林植被恢复模式。柠条灌丛沟谷地不同坡位植物种群相似系数较高,而刺槐林沟谷地和天然草地沟谷地不同坡位植物种群相似系数略低;沟谷地的种群相似系数在沟坡上部略高于沟坡下部和沟底,东坡略高于西坡。人工植被建设可以促进黄土丘陵区沟谷地的植被恢复进程。论文建议在今后黄土丘陵区沟谷地人工植被建设过程中,需要加大乡土树种的引入、提高树种的多样性、合理树种的空间配置和注意灌/乔树种的比例。     

长江中下游环境DNA宏条形码生物多样性检测技术初步研究

长江生物多样性在人为影响下面临严重威胁,物种监测是生物多样性保护的基础,为完善长江水生态监测体系,实现高效无损伤的物种监测,在长江中下游干流3个江段（新滩、安庆和芜湖）采集水样,建立长江水样环境DNA宏条形码物种检测体系并评估其有效性.结果表明:①长江中下游环境DNA宏条形码检测到32个物种,包括20种鱼类、1种水生哺乳动物（长江江豚）和11种陆生动物,其中鱼类物种包括鲤形目、鲇形目、鲈形目和鲱形目,其种数占鱼类总种数的比例分别为60%、25%、10%和5%.②长江中下游渔获物中资源量居首位的鲤形目在环境DNA调查中序列数最多,占鱼类总序列的96.2%,其次为鲱形目（占比为3.5%）,鲇形目和鲈形目占比较低,分别为0.2%和0.1%,4个类目序列相对丰度与渔获物种资源量组成差异较大.③环境DNA调查次数约占传统渔获物调查次数的几十至几百分之一,采样时间不足努力量最少的渔获物调查的1%,检测到的鱼类种数为传统调查总数的31%~49%.④安庆采样点位于长江中下游长江江豚密度最高的江段,其环境DNA检出率和序列相对丰度在3个采样点中均最高.研究显示:长江水样环境DNA包含水陆复合生态系统的生物多样性信息,利用水样环境DNA宏条形码可检测不同类群的水生和陆生物种;对于鱼类物种检测,环境DNA宏条形码比传统调查方法效率更高,可对传统调查结果进行补充;环境DNA宏条形码生物多样性检测主要受分子标记体系和核酸序列数据库限制,获取全面的物种多样性和资源量信息需要对检测分析方法进行进一步完善.      

山西省河流湿地植被的维管束植物区系研究

在野外记名样方调查法和标本鉴定基础上,对山西省河流湿地植被的维管束植物区系组成和地理成分进行了统计分析.结果表明:山西省河流湿地植被有维管束植物449种,隶属于209属、65科.草本植物在温地植被的植物组成中占绝对优势,共计415种,占总种数的92.43％.从属、种区系成分来看,温带分布类型和以温带分布为主的属、种分别为107属和216种,占总属数的51.19％和总种数的48.11％,这充分体现了山西省河流湿地植物区系的温带性质.     

黑龙江省穆棱河流域鱼类物种多样性研究

2015年5月、7月及10月对穆棱河流域的鱼类种类和分布进行了野外调查,设置鱼类采样点28个.确定穆棱河水域共有鱼类46种,隶属于5目11科,其中鲤形目,有31种,占鱼类总种数的68.89%;其次是鲑形目,含有5种;鲶形目和鲈形目均含4种;而七鳃鳗目仅含一种.穆棱河流域的全年平均综合污染指数、鱼类物种多样性指数Shannon-Wiener、Pielou均匀度指数及Margalef丰富度指数分别为I=1.10、H'=1.97、J'=0.36、D=1.16.穆棱河水质全年整体呈现中污或重污.典范对应分析结果表明,三个季节影响鱼类物种的水环境因子各不相同,春季pH值、COD_Mn、DO、Fe³⁺、TN、ORP;夏季Fe³⁺、ORP、TN、pH值、TD;秋季WT、NO₂^--N、COND、NO₃^--N.     

青藏公路取土场高寒草原植被的恢复进程

按照青藏公路建设和整修的不同阶段,利用样方调查植被空间分布变化,得出高寒草原植被的自然演替进程遵循以下规律,在工程结束2年,8年,26年后,群落植被覆盖度和生物多样性指标分别达到原生植被的2%～4%,6%～23%;32%～54%,46%～50%;95%以上和100%左右.青藏公路沿线高寒草原植被的人为破坏影响是明显的,植被的自然恢复需要20年左右的时间.工程建设破坏面积大于1500m2,植被难以恢复,土壤沙化和水土流失,影响周边地区生态环境质量.因此,在青藏铁路工程建设中首先应当减少对地形地貌的破坏,其次应当重视对地表土壤的保护并辅助人工植被恢复措施,促进植被的自然恢复.     

采煤塌陷对地表植物群落特征的影响

为了研究采煤塌陷对地表植被组成及其多样性的影响,对陕西省神府-东胜补连塔煤矿采煤塌陷区不同塌陷年限(2、7、12、17 a)区域和未塌陷区域(对照)植被进行抽样调查与分析. 结果表明:该区域共有14科39属46种植物,主要为草本植物;采煤塌陷对植被种类组成、物种分布有很大影响,导致植物种类显著减少31.03%~44.83%. 塌陷区优势种较对照区有较大变化,优势种由多年生草本植物演变为一二年生草本植物;但是不同塌陷年限区域植物优势种基本稳定,主要为看麦娘(Alopecurus aequalis)、烛台虫实(Corispermum candelabrum)、刺叶藜(Chenopodium aristatum)等. 采煤塌陷导致植株密度显著下降58.62%~68.00%、物种丰富度显著下降17.43%~27.00%、Margalef丰富度指数显著降低4.07%~22.76%,但植被盖度差异不显著. 采煤塌陷显著影响植物群落多样性,其中,塌陷12和17 a样地植被Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数较塌陷2 a样地显著提高. 群落排序结果表明,物种分布与塌陷有明显相关性. 塌陷区植株密度及其植被组成中多年生草本种数很难恢复到对照区水平,植被恢复进程十分缓慢.      

植被恢复方式对重度退化草原土壤跳虫群落的影响

应用类群数、个体密度和多样性指数等群落参数,研究了植被恢复方式对松嫩草原重度退化草地土壤跳虫群落的影响,以了解退化草地土壤跳虫群落重建的可能性以及不同植被条件下群落恢复的差异.结果表明,围栏封育和种植碱茅2 种植被恢复方式均能改善该类退化草地土壤理化性质和跳虫群落环境,提高跳虫类群数、个体密度和多样性;但恢复效果存在明显差异,相对而言,种植碱茅更能显著提高跳虫类群数和个体密度,生物多样性更高,物种更丰富.     

喀斯特锑矿植被恢复区植物多样性及群落稳定性

了解喀斯特锑矿区植物群落结构及稳定性对生态恢复和群落构建具有重要意义,本研究以贵州晴隆大厂镇锑矿植被恢复区(锑矿区)为研究对象,并选择锑矿区周边未被破坏的植物群落作为对照区展开研究. 基于样方法对锑矿区和对照区进行植被调查,分析了植物物种多样性及群落(群落、乔木层、灌木层和草本层)的Godron稳定性. 结果表明:锑矿区植物共22种,分属14科18属,且有16种为草本植物,低于对照区的30科53属68种;豆科(Leguminosae)、禾本科(Poaceae)、菊科(Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)和荨麻科(Urticaceae)各有2~4种,且以被子植物的双子叶植物为主(共11科13属17种),占总物种数的77.27%. 锑矿区优势植物以亮叶桦(Betula luminifera)、苎麻(Boehmeria nivea)、密蒙花(Buddleja officinalis)、茅莓(Rubus parvifolius)、水麻(Boehmeria penduliflora)和插田泡(Rubus coreanus)为主;对照区优势植物以亮叶桦、油桐(Vernicia fordii)、杨树(Populus simonii)、响叶杨(Populus adenopoda)和香樟树(Cinnamomum camphora)为主. 锑矿区与对照区乔灌植物的密度间差异不显著(P>0.05),但锑矿区植物高度101~130 cm、131~200 cm和>200 cm的物种数显著低于对照区(P<0.05). 锑矿区乔木层和灌木层物种丰富度和Shannon-Wiener指数显著低于对照区(P<0.05),物种丰富度分别比对照区显著降低了82.8%和89.5%(P<0.05),Shannon-Wiener指数分别比对照区显著降低了100%和94.8%(P<0.05). Godron稳定性分析结果表明,锑矿区植物群落不稳定. 综上,锑矿区物种组成简单,物种多样性低且不稳定,处于植被演替早期阶段.      

汶川地震灾区不同气候区土壤微生物群落碳源代谢多样性

为探讨汶川地震灾区不同气候区土壤微生物群落功能代谢的变化,采用Biolog-ECO生态板技术,研究了亚热带湿润季风气候和半干旱干热河谷气候未受损区、受损治理区、受损未治理区土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征.结果表明,平均颜色变化率(AWCD)在未受损区和受损治理区表现为亚热带湿润季风气候区半干旱干热河谷气候区,在受损未治理区表现为半干旱干热河谷气候区亚热带湿润季风气候区,不同气候区内受损未治理区AWCD值均处于最低水平;亚热带湿润季风气候区土壤微生物的碳源利用类型明显多于半干旱干热河谷气候区,在不同气候类型区内碳源利用种类均表现为受损治理区未受损区受损未治理区的趋势;不同气候区土壤微生物群落碳源代谢多样性特征差异显著,其中多样性指数和均匀度指数均表现为未受损区受损治理区受损未治理区,而受损治理区均具有最高的丰富度指数;土壤微生物群落的碳源代谢特征与土壤养分、地上植被生物量及植被覆盖度具有一定的相关性,表明地震及其次生灾害主要通过对地表植被和土壤环境的作用间接影响土壤微生物群落的碳源利用能力,在不同气候类型区与不同的受损治理情况下土壤微生物群落的碳源代谢特征具有显著差异.     

稀土矿废弃地植被恢复过程中土壤微生物演变

以福建长汀典型离子型稀土矿堆浸冶炼废弃地作为研究对象，采取"空间代时间"的方法，对堆浸废弃地不同植物恢复年限样地土壤理化性质及微生物进行调查测定，分析植物恢复对稀土矿堆浸废弃地土壤理化特性及微生物的影响.结果表明：在植被恢复第3a和4a土壤理化性质显著高于未治理废弃地，但仍显著低于矿区周边未开采对照（P<0.05）.植被恢复年4a以后，长汀稀土矿废弃地土壤理化性质则呈下降趋势，但仍显著高于未治理废弃地（P<0.05）.长汀稀土矿堆浸废弃地不同植被恢复年限土壤细菌丰度及多样存在一定差异.随植被恢复年限的增加，土壤细菌多样性及丰度降低，但一些特殊细菌群如γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、a-变形杆菌纲（Alphaproteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、蓝藻菌门（Cyanobacteria）等在不同植被恢复年限样地中其相对丰度明显增加.具有固氮作用的蓝藻菌门（Cyanobacteria）随着植被恢复年限的增加，其相对丰度降低.广古菌门（Euryarchaeota）仅存在于未开采对照样地；土壤寡营养细菌酸杆菌门（Acidobacteria）随植被恢复年限的增加，相对丰度呈增大趋势.土壤中优势菌群广古菌门（Euryarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）、β-变形菌门（Proteobacteria）、Methanobacterium属、罗尔斯通菌属（Ralstonia）与土壤pH、全磷、全钾、速效磷等呈正相关.土壤pH值、全磷、全钾等是影响广古菌门（Euryarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）等细菌菌群多样性及相对丰度变化的重要因素.以上结果表明，离子型稀土矿堆浸废弃地植被恢复治理到3~4a时，应采取防治措施对其进行人工抚育管理，否则可能会出现前期恢复后期退化的问题.     

广东海丰湿地生态恢复进程中不同生境的土壤微生物特征分析

土壤微生物能够敏感反应湿地生态系统质量变化及功能演变.为了探索土壤微生物在生态恢复措施下的变化及响应机制,采用高通量测序技术研究了广东海丰湿地在生态恢复进程中4种不同生境(植被恢复区、乡土植被区、潮沟和光滩)的土壤微生物群落结构与多样性特征及其影响因素.结果表明,4种不同生境土壤理化性质差异显著,表现为潮沟土壤TC、TN、TOC和TK含量最高,且植被恢复区土壤的TC、TN和TP含量显著高于光滩.潮沟和光滩上EC值显著高于植被恢复区和乡土植被区.细菌在潮沟中多样性指数和丰度最高,且植被恢复区土壤细菌丰度和多样性显著高于光滩;古菌群落结构在潮沟中比其他3种生境显著复杂,多样性与丰度更高;而真菌在乡土植被区的多样性指数和丰度显著高于其他生境,群落结构也最为复杂.TN和TC是影响细菌群落的主要因素;TN和EC是影响古菌群落的主要因素,而pH、TP和TN是影响真菌群落关键性因素.由此可见,在生态恢复过程中,光滩上植被的定植增加了土壤微生物群落多样性和丰富度,生态恢复初见成效,研究结果可为光滩生态修复策略的选择提供理论依据.     

Relationships between diversity of grassland vegetation, field characteristics and land use management practices assessed at the farm level

In order to assess the impact of policies to encourage extensification in less favoured areas and improve our knowledge of extensive livestock systems, we analyzed relationships between the diversity of grassland vegetation and land use management practices and field characteristics. This study, conducted on a mountainous area in the centre of France, was based on 149 fields, mainly of natural grasslands belonging to 7 farmers. Regression analyses were performed to analyze the relations between the grassland vegetation types (five types established from the list of dominant species), management practices (cutting versus grazing and fertilization) and the topographic (altitude and aspect) and topologic (slope, distance and surface area) characteristics of the fields. The land use management rules used by the farmers were studied by specifying the grazing management rules of the herd (dairy cows), as well as those for conserved forage (mainly hay or silage) and were identified from observations mentioned on the “grazing schedules”, as well as from interviews at the beginning, in the middle and at the end of the study period. The statistical analysis showed that neither the topographic characteristics of the fields nor the distance from the cowshed or surface area were correlated with the grassland vegetation types. It was the management practices used, largely determined by the field slope, which determined the grassland vegetation type. On the other hand, farmers’ statements showed that the grazing and cutting management rules were mostly determined by the slope of the fields and the distance from the cowshed and, to a lesser extent, by the altitude and aspect. These results showed that the farmers take into consideration environmental differences when choosing fields to allocate for grazing and cutting at different seasons, particularly when they are constrained by these features. Nevertheless, when the constraints were minimal, a wide diversity of grassland vegetation types was also observed. This diversity was a result of attributing different functions to the fields which led to different management practices (defoliation methods and fertilization) and, thus, to different grassland vegetation types. Consequently, for farms where animal feed requirements vary according to the time of the year and the type of animal, we suggest that diversity in the grassland vegetation types is a sound component of these livestock systems.     

大香格里拉地区植被空间分布的环境特征

以植被种类丰富的大香格里拉地区为研究区,利用气象站点数据、数字高程数据(DEM)以及该地区植被分布图,通过最大熵模型(Maxent)和ArcGIS软件的空间分析功能,研究该地区典型植被空间分布的环境特征,分析了大香格里拉地区植被分布的气候特征和地形特征,量化了植被空间分布的气候范围,并根据二者的关系特征,得到了植被与气候因子关系模型。同时,界定了不同植被分布的海拔、坡度、坡向范围。发现大香格里拉地区影响不同植被空间分布的气候因子不同,影响草甸分布的是多年平均最低气温和多年7月平均气温,影响针叶林分布的是多年平均最低气温和多年平均日照时数,影响灌丛分布的较分散。同时不同植被的海拔分布界限和坡度不同,坡向对植被分布的影响不明显。研究结果可为该地区植被保护和管理,以及植被的气候变化响应提供基础参考。     

洱海沙坪湾湖滨带不同植被带中细菌分布特征

湖滨带是湖泊保护的重要屏障,其不同植被带中的细菌对入湖污染物降解起重要作用.为研究不同植被带中的细菌分布,以洱海沙坪湾湖滨带为研究对象,采用Illumina HiSeq高通量测序方法,对其中AG(乔草植被带)、EP(挺水植被带)、SP(沉水植被带)和UV(无植被带)的土壤或沉积物中的细菌多样性和群落结构进行研究.结果表明:湖滨带植被带中细菌种类丰富,共有54个门、106个纲、192个目、334个科和503个属被检测到,细菌的OTUs从高到低依次为EP(3 162个)、AG(2 926个)、UV(2 709个)和SP(2 427个),Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为EP(10.14)、AG(9.75)、SP(9.44) 和UV(9.26);湖滨带植被带中主要细菌类群是变形菌门(Proteobacteria)(AG,48.55%;EP,47.83%;SP,40.36%;UV,44.00%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(AG,19.30%;EP,5.31%;SP,5.67%;UV,6.30%)、厚壁菌门(Firmicutes)(AG,6.01%;EP,8.24%;SP,3.96%;UV,13.13%)和绿弯菌门(Chloroflexi)(AG,3.98%;EP,8.91%;SP,8.95%;UV,7.59%),主要类群在不同植被带中占比不同;植被带类型对细菌的群落结构特征影响不大,但对细菌种群的多样性影响较大.典型对应分析(CCA)结果显示,w(TP)、pH和w(OM)(OM为有机质)是影响不同植被带细菌种群结构的主要环境因子.      

Margins of agricultural fields as habitats for pollinating insects

The occurrence of pollinating insects in field margins with different vegetation was studied in field experiments. Some margins were widened and vegetation was established by sowing of leguminous plants or was allowed to invade spontaneously. The communities of pollinating insects in reclaimed field margins were compared with those of a margin with a naturally diverse flora and an adjacent pasture. A beehive was placed in the area and the collection of pollen by the honey-bees was followed over the season in order to compare the bees' preferences with the supply of flowering plants available in the different experimental field margins. The sown leguminous plants were very attractive to most insect groups, especially bees and bumble-bees, and their pollen constituted an important part of the bees' total catch. The vegetation established by spontaneous succession especially attracted Syrphidae and other groups of Diptera. Butterflies were found in all vegetation types. It is concluded that small areas with flowering plants can give highly positive effects. The key question is how to avoid weed problems and keep the most attractive plant species with a minimum of cost and effort.     

Environmental effect of vegetation restoration on degraded ecosystem in low subtropical China

The environmental effect of degraded ecosystem‘ s vegetation restoration in low subtropical China was studied. Results indicated that the vegetation recovery on degraded lands slgnificantly ameliorates surrounding environment, increases species diversity, improves soil structure, raises soil fertility, enhances productivity, and promotes regional agricultural production and social economic development dramatically. Through the combining engineering and biological measures, the restoration of degraded ecosystem in low subtropical area is possible and economical. The restoration experience in Xiaoliang, Wnhua and other sites are valuable for other degraded subtropical area was introduced.     

河套地区湿地植被特征及水体净化潜力

农田退水中N、P含量的超标对黄河造成的污染已经日益严重。利用植被处理污水已成为当今社会的热点。本研究在调查河套地区湿地植物资源的基础上,探讨湿地植被生产力和多样性与水质净化功能的关系。结果显示：（1）河套地区湿地植被的物种比较单调,但优势物种的初级生产能力很高;（2）湿地优势群落芦苇的再生性很低,不适合于多次收割利用;（3）春季焚烧处理可以清除植被残茬,促进芦苇的生长和营养物质积累,是一种值得推广的管理方式;（4）通过对湿地植被的合理利用每年可以带走113.46kg/hm2的N和17.08kg/hm2的P,大大减轻河套灌区的污染负荷。