渝北不同模式水源涵养林植物多样性及其与土壤特征的关系

以重庆缙云山8种不同构建模式的水源涵养林及林地土壤为研究对象,用物种多样性指数(simpson指数、Shannon-Wiener指数)、均匀度指数(Pieiou指数)和物种丰富度指数(Margalef指数)以及用土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾和阳离子交换量12个指标表征土壤的物理性状和养分特征,分析了8种群落的植物多样性、土壤特征及二者的相互关系.结果表明:物种多样性以广东山胡椒(Lindera kwangtungensis)×杉木((7unninghamia anceolata)混交林最高.马尾松(Pinus massoniana)×广东山胡椒混交林次之,马尾松×柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk)混交林和毛竹(Phyllostachys pubescens)纯林最低.各模式林地土壤特征差异显著,以毛竹纯林土壤质量最差.在该地区针阔混交林对提高物种多样性和改良土壤作用显著,针叶林及纯林则较差.物种多样性指数与土壤特征因子的相关性分析表明,不同模式水源林群落植物多样性与土壤特征因子存在一定相关性,其中与土壤物理性状特征关系不显著,与养分特征关系显著.全N与全K与四个多样性指数呈显著或极显著的正相关,Shannon-Wiener指数、Simpson指数和有机质、阳离子交换量、速效P呈显著的正相关,特别是有机质和全N两因子与物种多样性关系最密切.     

不同造林模式林下草本植物群落和土壤养分特征

以典型黄土丘陵沟壑区樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、油松(Pinus tabulaeformis)、山杏(Armeniaca sibirica)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)等乔、灌木配置而成的不同造林模式所营造的2 585hm~2人工林生态系统为研究对象,采用经典统计和冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)方法对7种造林模式林下草本植物群落和土壤养分特征进行了研究,包括油松纯林-YS、大樟子松纯林(造林苗木规格1.5 m)-DZ、小樟子松纯林(造林苗木规格0.5 m)-XZ、柠条锦鸡儿纯林-NT、柠条锦鸡儿与大樟子松混交林-ND、柠条锦鸡儿与小樟子松混交林-NX、山杏与樟子松混交林-SZ,并以天然保护性草坡(CK)为对照,了解林下草本植物群落与土壤养分之间的关系,为黄土丘陵沟壑区人工林抚育管理提供科学依据。结果表明,(1)NT的草本植物群落3种多样性指数(Shannon-Wiener、Simpson和Pielou均匀度指数分别为43.9%、49.6%和45.3%)低于其他造林模式,混交林造林模式的林下草本植物多样性高于纯林。(2)NX和XZ林地土壤有效钾、有效磷含量相比其他造林模式处于较高水平,不同造林模式下土壤有机质均高于CK,除NT和NX外,其他5种造林模式土壤有机质含量显著高于CK,且存在极显著差异(P0.01)。(3)冗余分析(RDA)结果表明,RDA1轴和RDA2轴共同解释了全部方差的77.68%。综上,7种造林模式林下草本植物多样性及土壤有机质均高于天然保护性草坡,且土壤养分含量差异性主要表现在全氮、有效钾和有机质上。可见,不同造林模式可以提高生态系统植物多样性和土壤养分,但今后的造林工程需要重视不同树种间的合理搭配,以促进区域生态的可持续发展。     

川西周公山柳杉人工林林窗大小对土壤理化性质和物种多样性的影响

以川西周公山柳杉人工林林中5种不同大小(50~100、100~150、200~250、400~450、600~650 m2)的林窗为研究对象,通过对林窗内土壤pH值、有机质含量等指标和物种多样性的研究,探讨天然林窗的形成对土壤各理化指标以及物种多样性的影响。结果表明:(1)随着林窗面积的增大,群落各层次的物种数呈现出先升高后降低的趋势,灌木层、草本层的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H')和Pielou均匀度指数(Jsw)均表现为林窗林下;(2)0~20 cm土壤速效钾含量表现为林窗林下;(3)各物种多样性指数变化与土壤理化指标存在一定相关性,草本层物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Simpson优势度指数与土壤pH值呈显著相关关系(P0.05),物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数与速效钾含量呈显著相关关系(P0.05)。     

古田山国家自然保护区针阔叶混交林植物物种多样性特征

利用样方法进行野外群落调查.共调查了6个样地,每个样地大小为20m×20 m,研究古田山自然保护区针阔叶混交林植物物种多样性特征.结果表明:古田山针阔混交林的科、属、种组成多样性较高,植物种类丰富.组成复杂.群落的属种多样性>科属多样性>科种多样性.从灌木层、乔木层至草本层物种多样性依次递减,乔木层和灌木层的物种多样性指数明显大于草本层物种多样性指数.     

模拟氮沉降对高寒草甸土壤纤毛虫群落的影响

为研究大气氮沉降对高寒草甸土壤纤毛虫群落产生的影响,补充氮沉降对生态系统影响的评价内容及为合理施肥提供科学依据,在甘南玛曲县高寒草甸进行人工模拟氮沉降,设置对照组(CK,不施氮肥)、低氮处理组(T_5,5 g·m~(-2)·a~(-1))、中氮处理组(T_(10),10 g·m~(-2)·a~(-1))和高氮处理组(T_(20),20 g·m~(-2)·a~(-1)),分别采用活体观察法和"3级10倍环式稀释法"对纤毛虫进行定性及定量研究,探讨4个梯度处理组土壤纤毛虫群落的差异,同时测定相关土壤环境因子:含水量、土温、p H和速效氮。结果表明,共鉴定到土壤纤毛虫121种,隶属于9纲16目28科46属。随氮沉降量增大,各处理组土壤纤毛虫群落组成趋于简单化,优势种由高等的腹毛类纤毛虫演替为适应性极强的肾形类纤毛虫,高氮处理对纤毛虫群落组成具有消极影响。纤毛虫物种数和多样性指数均随氮沉降量增大而显著减小(P0.05),各处理组表现为CKT_5T_(10)T_(20);氮沉降处理对纤毛虫密度的影响表现为CKT_(20)T_5T_(10),其中T_(10)纤毛虫密度最大,这表明氮添加对纤毛虫密度的影响具有阈值效应。各土壤环境因子中,氮处理对土壤p H的影响最为显著(P0.05),氮沉降量越高,土壤pH越低。冗余分析及Pearson相关性分析显示,土壤含水量与pH为影响土壤纤毛虫群落组成变化的主导环境因子。综上,在甘肃甘南高寒草甸人工模拟氮沉降后,高氮处理不利于纤毛虫的生长和繁殖,为维持稳定良好的生态系统功能,推荐5~10 g·m~(-2)·a~(-1)氮肥施用量作为高寒草甸最佳施肥水平参考值。     

生物炭与炭基肥对大豆根际土壤细菌和真菌群落的影响

土壤微生物在农田土壤生态系统中发挥重要作用,然而秸秆生物炭与炭基肥处理对微生物群落的影响以及对农田生态环境的意义尚不清楚。以黄淮海平原豆-麦轮作为研究对象,采用荧光定量PCR和Illumina高通量测序技术比较不同施肥方式对土壤细菌和真菌群落的丰度、组成和多样性差异,探究秸秆还田、生物炭以及炭基肥添加对根际土壤微生物群落结构的影响。试验处理包括单施化肥对照(CK)、秸秆全量还田配施化肥处理(CS)、炭基肥处理(BCF)、低量生物炭配施化肥处理(LB)以及高量生物炭配施化肥处理(HB)。结果表明:与对照CK相比,LB、BCF和HB处理显著提高了根际土壤有机碳和速效磷含量;LB、BCF和HB处理对土壤细菌丰度没有显著影响,HB处理显著降低了变形菌门的相对丰度。HB处理的真菌丰度显著高于CK,增加了86.3%,真菌群落Chao1和ACE指数较CK分别显著增加了5.9%和5.8%;与CK和CS相比,LB、HB和BCF处理明显改变了真菌群落结构。冗余分析(RDA)表明,土壤有机碳、总氮和速效钾是改变真菌群落结构的主要驱动因子。综上,研究表明大豆根际真菌群落对生物炭施加的敏感程度高于细菌,且土壤碳和氮含量是影响真菌和细菌群落结构的关键因子。该研究结果可为秸秆资源的合理利用提供理论参考。     

不同灌溉模式对广西蔗田大型土壤动物群落结构的影响

为了探讨不同灌溉模式对大型土壤动物群落结构的影响,在广西崇左市江州区糖料蔗节水灌溉试验区设置地埋滴灌、地表滴灌、管灌、喷灌、微喷5种灌溉处理以及无灌溉空白对照共6个样地,于2015年5—11月对大型土壤动物群落及土壤理化性质进行调查。共捕获大型土壤动物1 180只,隶属于2门10纲18目,优势类群为膜翅目(蚁科),占总数的71.44%;常见类群为蜘蛛目、等翅目(白蚁科)、革翅目、直翅目、鞘翅目、蜚蠊目、半翅目和等足目。不同灌溉模式各样地大型土壤动物类群数差异不显著。灌溉处理样地大型土壤动物密度、ShannonWiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(E)和Margalef丰富度指数(D)均优于无灌溉样地,Simpson优势度指数(C)则相反,并且地埋滴灌、喷灌样地与无灌溉样地间上述指标均差异显著。不同灌溉模式对蔗田土壤理化性质产生显著影响,地埋滴灌、地表滴灌、管灌、喷灌和微喷样地土壤含水率、有机质含量、速效氮含量、速效磷含量及速效钾含量均高于无灌溉样地,且地埋滴灌与喷灌样地上述指标值较高。节水灌溉增强了土壤的储水能力,提高了土壤的营养条件,改善了蔗田土壤的微环境。大型土壤动物群落结构在不同灌溉模式下变化显著,主要表现在大型土壤动物密度与多样性增加,地埋滴灌和喷灌方式样地表现尤为突出。     

火烧干扰下高寒草甸土壤微生物群落功能多样性变化特征

为揭示火烧干扰对高寒草甸土壤微生物群落的影响,应用Biolog法研究火烧恢复初期土壤微生物群落、碳源利用类型和功能多样性变化特征及其与土壤理化性质的相关性.结果表明:1)恢复初期火烧样地土壤微生物群落代谢活性显著高于对照样地(P0.05),火烧土壤微生物平均颜色变化率(1.20)高于对照样地(1.07);2)火烧干扰后高寒草甸土壤微生物群落Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Mc Intosh指数和和碳源利用数分别显著增加了0.037、0.203、1.234和2.340(P0.05);3)主成分分析表明,火烧使微生物代谢功能特征发生变化,碳水化合物是土壤微生物利用的主要碳源类型;4)相关性分析表明,土壤pH、有机质(SOM)、全磷(TP)与微生物功能多样性指数呈显著相关(P0.05),土壤碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、全氮(TN)和根土比与碳水化合物类碳源呈正显著相关(P0.05).综上,火烧恢复初期,土壤有效养分提高,微环境得以改善,土壤微生物代谢活性、碳源利用能力和数量明显提高.     

带状皆伐对长白落叶松林草本多样性和土壤养分的影响

以临江林业局的长白落叶松人工林带状皆伐迹地为研究对象,分别在皆伐带宽度为20 m、30 m、40 m的带状皆伐迹地设置样地,在附近未采伐林分设置对照样地,对样地进行林下草本层多样性调查和土壤化学性质测定.结果表明:(1)样地调查中记录到草本植物71种,隶属33科66属,皆伐后草本植物数量明显增多,其中20 m皆伐带最多达到38种.且对照样地与皆伐样地呈中等不相似,说明其生境不同,草本植物种类也不尽相同;(2)对于物种多样性来说,20 m皆伐带Pielou均匀度指数最高,Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和物种丰富度均是皆伐带样地高于对照样地,其中20 m皆伐带最高,并显著高于对照样地(P 0.05);(3)在土壤化学性质的对比分析中,土壤呈弱酸性,土壤全磷、全钾、全氮和有机质在0-10 cm土层含量显著高于10-20 cm和20-40 cm土层(P 0.05).同时,20 m皆伐带土壤全磷、全钾、全氮和有机质含量最高并显著高于对照样地(P 0.05);(4)土壤养分与草本植物物种多样性的相关分析显示物种丰富度与土壤全磷和土壤有机质呈显著正相关(P 0.05),与土壤pH值呈显著负相关(P 0.05),而Pielou均匀度指数与全氮呈显著负相关(P 0.05).综上所述,长白落叶松人工林带状皆伐后草本层物种数量增加,物种多样性提高,土壤养分显著增加. 3种皆伐带宽度以20 m物种多样性最丰富,并且最有利于土壤养分的提高.(表6参39)     

喀斯特生态恢复过程中土壤原生动物的指示作用研究

为了揭示土壤原生动物对喀斯特生态恢复的指示作用,进而为深入了解喀斯特生态恢复的过程机制和构建恢复技术体系提供科学依据,本研究以广西古周村典型喀斯特景观为代表,选取不同种植年限(2、4、8、12年)人工林生态恢复样地和石漠化对照样地,研究了表层土壤原生动物对人工林生态恢复的响应特征。在本研究的喀斯特样地,共鉴定到土壤原生动物22种,其中鞭毛虫8种,优势类群包括动基体目、金滴目和眼虫目;肉足虫4种,优势类群有变形目和表壳目;纤毛虫10种,优势类群包括下毛目、前口目、肾形目和侧口目。土壤原生动物总数从石漠化样地的1 g干土425×10~3个,逐渐增加到12年人工林恢复样地的633×103个,年恢复速率为1 g干土17.7×103个。土壤原生动物的类群数从石漠化样地的17种显著增加到12年人工林恢复样地的22种。人工林恢复样地的土壤原生动物丰富度指数(3.10~3.30)显著高于石漠化样地(2.64),平均高出19%~27%;香农多样性指数(2.59~2.77)和均匀度指数(0.86~0.91)随生态恢复的变化不明显。土壤孔隙度、湿度、总有机碳、可溶性有机碳、全氮、速效氮和微生物碳含量均随恢复年限的延长而逐渐增加或升高,其年增长速率分别为3.84%、6.85%、3.89%、11.5%、4.20%、7.13%、24.8%,并与原生动物总数、类群数和香农指数(除了总有机碳与类群数、速效氮与香农指数)均呈显著正相关关系(P0.01)。本研究表明,土壤原生动物群落大小和多样性对喀斯特生态恢复的响应敏感,与土壤基本肥力形成协同演变,可以作为喀斯特生态恢复的指示生物。     

河南省淮河流域伏牛山区主要生态恢复演替序列构建

为构建河南省淮河流域内伏牛山区的主要植被类型在生态恢复过程中的演替序列,选取了登封市、鲁山县、确山县和泌阳市4个典型地点,利用空间代替时间方法调查了不同演替系列的主要群落类型,采用排序并结合演替度、分层频度等分析方法构建了该区域的演替序列。结果表明：河南省淮河流域伏牛山区生态恢复过程中的植被群落可分为5种类型,即生态林封禁抚育群落、灌草坡封禁保护群落、梯田耕作经济林群落、梯田经济林弃耕群落、禁牧禁樵生态林群落;群落稳定性大小依次为栎类林、经济林与人工针叶林;植被演替可构建为自然恢复、人工种植后的自然恢复、人工经济林、进展与逆行等4个演替序列;其基本序列可识别为草丛、灌丛、人工林、经济林弃耕恢复林、栎类幼龄林、栎类中龄林等,演替度平均值分别为1.06、5.33、6.19、11.09、12.86、12.26;阔叶树种通常具有较大的分层频度,表明其良好的进展性与稳定性,以其为主要种类所构成的群落类型基本上均处于演替序列中的后期阶段;因此,可以将阔叶林以及特殊条件下的人工林设定为该区域生态恢复的目标植被类型。将几种演替分析方法综合运用,可以较全面地从区域微观尺度上揭示植被的演替过程,能较好地阐明植被演替过程;研究结果可以为生态恢复过程中植被动态与水文生态功能动态相关性、流域生态功能区划、生态恢复目标的制定与过程设计、以及流域生态保护策略制定等提供依据。     

三江源区不同建植年代人工草地群落演替与土壤养分变化

研究了了三源区不同建植期人工修复草地在不同演替阶段毒杂草[主要是甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)]的入侵规律、数量特征,植物群落物种组成、生物苗和草地质最以及土壤养分、微生物活性的变化规律.结果表明,不同建植期人工修复草地植物群落的种类组成、植物功能群组成和群落数量特征存在显著差异.随着演替时间的推移,人工草地群落盖度、高度、物种数、生物最和多样性指数均表现出"V"字型变化规律,杂类草--甘肃马先蒿的数量特征变化尤为明显,在4 a的人工草地群落中开始局部入侵,在5～6 a的人工草地群落中大面积入侵,其入侵速度、入侵面积达到高峰期.土壤的含水量、容重、土壤中有机质、氮素和磷素在演替过程(7 a、9 a草地)中逐渐降低,到一定时期又逐步增加;随着演替的进行,不同建植期人工草地的土壤微牛物生物量碳和酶活性均呈"V"字型,变化.对于退化生态系统的恢复首先是植被恢复,其次是土壤肥力的恢复.土壤有机质等养分的积累、微生物活性的改善不仅能使土壤-植物复合系统的功能得以恢复,同时也能促进物种多样性的形成,有利于人工草地群落稳定性的提高.在试验区尽管植被恢复演替进行得比较缓慢,但从土壤发展的角度看,仍属进展演替.所以,在退化高寒草甸的恢复过程中,若降低和有效控制外界的干扰(如围栏封育),可为退化草地恢复提供繁殖体与土壤环境,实现人工草地逐步向恢复(正向)演替进行.图3表6参34     

长春市不同土地利用生境土壤昆虫幼虫群落组成与生态分布

对长春市郊区天然次生林、市内公园风景林、郊区防护林和农田等土地利用生境进行土壤昆虫幼虫调查,研究土地利用差异对土壤昆虫幼虫群落特征的影响。研究区共捕获土壤昆虫幼虫35科411只,其中鞘翅目幼虫14科319只,双翅目幼虫13科64只,鳞翅目幼虫8科28只。研究结果表明:不同土地利用生境土壤昆虫幼虫群落组成与生态分布存在差异,防护林和农田土壤昆虫幼虫的类群数和个体密度显著减少;除农田外,其他生境土壤昆虫幼虫群落个体密度和类群数主要集中分布在0～5cm土壤层,生境凋落物的移除对土壤昆虫幼虫群落组成影响不明显;此外,鞘翅目、双翅目和鳞翅目幼虫对土地利用和植被类型变化的响应也不同。     

不同等级石漠化环境下人工乔木林的植被与土壤物理特征

目前石漠化地区的植被恢复是生态系统研究的一大难题.以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地人工林为研究区,通过野外踏查选定樟树-马尾松人工林为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析和主成分分析相结合的方法,研究该地区樟树Cinnamomum camphora-马尾松Pinus massoniana林在无石漠化、轻度石漠...     

北方农牧交错带不同植被保护及恢复措施物种多样性研究

为研究不同生境类型及不同植被恢复方式植物群落结构特征及物种多样性,本文以位于我国西北农牧交错带的宁夏盐池为研究对象,根据不同植被恢复及保护措施特点,在宁夏盐池布设典型样地。样地类型分为:天然草地、退耕还草地、撂荒地、湿地、人工封育草地、流沙地等6种类型。植被调查采用样线和样方相结合的方法,内容包括:植物名称、株数、盖度、高度、生物量(鲜质量)等。运用生态统计学原理,结合BiodiversityPro、MicrocalOrigin等生态学统计软件对不同样地类型植物进行聚类、多样性指数计量等处理、分析。聚类分析表明:不同植被保护及恢复措施下,植物组成、群落结构、主要建群种等都表现出不同特点,不同样地具有各自不同的优势群落、主要建群种等;多样性指数计量结果表明:不同样地间由于生境类型、植被保护及恢复措施等不同造成样地间物种多样性的差异,湿地由于充足的土壤水分条件,无论是丰富度指数还是综合多样性指数都远高于其他样地类型,综合多样性指数D、H分别为12.783、2.915。此外,退耕还草地和天然草地多样性指数也较高,尤其是退耕还草地,D、H分别为11.514和2.696,是农牧交错带一种较为合理的植被恢复措施;多样性较低的是人工封育草地,D、H分别为2.599、1.576。造成人工封育草地物种多样性较低的主要因素一是随着封育时间的延长,优势种的优势地位不断加强、种间竞争等导致部分物种的消失等原因;二是随着封育时间的增加,土壤结皮加厚,水分入渗率和利用率降低从而导致植物群落衰退。     

污染场地中有机氯农药对土壤原生动物群的影响

有机氯农药污染土壤对生态环境具有潜在的风险。采集某废弃农药厂污染场地的土壤样品,测定了土壤的理化性质,以及典型有机氯农药滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)的残留浓度,并对土壤中原生动物的组成和数量进行了分析。结果显示,农药厂区域的土壤中原生动物的组成结构为:鞭毛虫和肉足虫为优势类群,纤毛虫为稀有类群。土壤理化性质与原生动物数量的相关性分析表明,总氮含量与鞭毛虫、纤毛虫数量和原生动物总数量呈显著正相关,总磷含量与肉足虫数量呈显著正相关。同时,农药厂区域土壤中的原生动物数量较对照区显著减少,污染场地中长期残留的有机氯农药对原生动物有明显抑制作用。     

芜湖市郊土壤污染对土壤动物群落结构的影响

研究表明，芜湖市郊农田土壤动物群落的组成与数量随污染程度的加重而减少，土壤动物密度也呈同样的变化趋势，特别是中小型土壤动物，优势类群数量发生较大消长，常见类群和稀有类群的组成逐渐减少．多样性指数H与重金属污染程度之间关系因受到季节的影响而变得复杂：冬季和初夏污染较重样地优势类群数量减少，群落均匀性指数E增加而优势度指数C减小，多样性指数H较高；而春季处于过渡阶段，某些类群(如螨类)数量爆发，C增高，H较小．土壤动物群落密度一类群指数DG随污染加重而减小．受到重金属污染的农田土壤动物的表聚性减弱，甚至出现逆分布现象．图1表4参15     

中新天津生态城植物多样性分析

2008年对中新天津生态城规划区域植被进行调查,发现该区域以盐生植被为主,现存植被可分为4个类型15种植物群落;植物区系成分含38科101属135种。本区植被的分布受土壤盐碱度的制约,并受当代人为因素的严重影响,盐生植物资源丰富,其中26种耐盐植物具有较大开发利用价值。因此,建议采取保留与保护现存的盐生植被;利用耐盐植物进行盐碱地绿化及研究和发展本区盐碱地环境的生态管理。