陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对全球变化的响应与适应研究进展

生态系统植物和土壤微生物群落多样性受氮沉降、气候变暖、大气CO_2浓度升高(eCO_2)、极端干旱等全球变化的强烈影响,深入认识和理解全球变化下植物群落-土壤微生物群落的关系对生物多样性保护至关重要。文章综述了陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对以上4种全球变化单因子和多因子(双因子、三因子及四因子)交互作用的响应与适应规律。主要结论为,(1)氮沉降、气候变暖和极端干旱均改变了植物和土壤微生物的群落组成,呈现降低、增加和无影响3种效应,大多数研究结果是降低效应,例如高氮沉降和长期低水平氮沉降减少了植物多样性,微生物群落多样性的下降幅度随氮沉降时间和量的增加而加强;气候变暖改变了植物的物候,降低了植物多样性,促使土壤微生物群落的演替分异;极端干旱导致植物组成发生了方向性的变化,植物多样性降低并促进盐生植物的生长,土壤微生物量和活性降低并促使转向渗透胁迫型策略。(2)eCO_2增加促进植物光合作用从而刺激植物的生长,对植物多样性的影响取决于资源可利用性,一般增加根际细菌和土壤真菌的相对丰度以加快土壤的碳源利用。(3)全球变化多因子交互作用下植物-土壤微生物群落多样性的关联效应主要为协同、累加、抵消或非加性等,其中氮沉降×气候变暖为累加;氮沉降×eCO_2对植物生物量的影响为协同增效,而对植物群落可能是相反或抵消;气候变暖×eCO_2对土壤微生物群落为累加;三因子和四因子交互作用对植物和土壤微生物群落为非加性,较难预测。最后指出当前的研究不足和今后的发展方向:(1)加大不同时空尺度的植物和土壤微生物群落研究;(2)精确全球变化多因子交互作用对植物和土壤微生物群落多样性影响的估算。     

干旱区哈密瓜生长和产量与气候要素的关系

农业是气候变化最敏感的领域之一,气候变化将对农作物产量产生巨大影响。探讨气候变化对干旱区哈密瓜(Cucumis meloL.)生长和产量的影响,明确关键影响气象因子,可为合理有效利用气候资源和防灾减灾提供科学依据。选取1981—2019年哈密瓜生长年气候因子、生长季内气象要素和1999—2019年发育期及产量资料,分析了哈密瓜生长气候变化特征、哈密瓜发育期和产量的年际变化趋势,并探讨影响其差异变化的主要气候要素。结果表明,近40年来平均气温、平均地温、日照时数年尺度和生长季内月尺度变化均呈显著上升趋势。气温、地温、≥20℃积温是影响干旱区哈密瓜发育期变化的关键因子,气候变化促使哈密瓜从播种期到座果期显著提前,成熟期推迟,全生育期不显著延长。6月和7月的热量条件对干旱区哈密瓜气候产量的影响比较显著,平均气温、日照时数的增加有利于哈密瓜气候产量的形成,但需谨防平均最高气温的上升对产量造成的不利影响。     

短花针茅荒漠草原甲烷通量对增温和施氮的响应

全球变化是多个因子发生变化的过程,土壤CH_4通量对全球变化的响应是多个因子对土壤CH_4通量影响的综合体现。近年来,内蒙古地区大气温度不断升高,大气氮沉降量不断增加,因此,研究增温和氮沉降对草地生态系统土壤CH_4通量的影响对全球碳收支平衡具有重要意义。为了研究增温、氮沉降及其交互作用对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原土壤CH_4通量的影响,2013─2014年生长季(5─10月)采用静态箱法,对长期(2006年以来)增温和施氮条件下土壤CH_4通量进行测定,同时连续监测了10 cm土壤温度和土壤湿度。结果表明:在增温区,土壤温度和土壤湿度均会显著增加,而在施氮区,土壤湿度则会显著降低(P0.000 1)。生长季短花针茅荒漠草原土壤CH_4的平均吸收量为40.2~50.5μg·m~(-2)·h~(-1),年份会对土壤CH_4的吸收产生显著影响(P=0.009 7),但增温、施氮及其交互作用对土壤CH_4的吸收均无显著影响(P0.05)。在年际间,土壤CH_4的吸收与土壤温度间的关系不同,2013年二者呈显著的线性相关(P=0.029 1),而2014年二者呈显著的二次多项式关系(P=0.039 6);土壤CH_4的吸收与土壤湿度仅在2013年呈显著的二次多项式关系(P=0.012 4),2014年二者之间没有明显关系。土壤温度和土壤湿度或月降水量共同对土壤CH_4吸收变化的解释能力(R~2:0.37~0.76)高于单因子(R~2:0.20~0.34)。该研究表明在生长季短花针茅荒漠草原大气CH_4以汇为主;大气增温和氮沉降对短花针茅荒漠草原土壤CH_4的吸收无影响。     

宁夏东北部典型荒漠草原植物群落与土壤养分特征

以宁夏东北部荒漠草原为研究区,采用野外样方调查、采样和室内植物鉴定、土壤样品测定等方法,探析研究区内植物群落物种组成与土壤养分特征,以及植物多样性指数与土壤养分的相关关系,以期为中国荒漠治理、生物资源保护与可持续性利用提供依据。结果显示:(1)研究区植物共86种,隶属61属21科,其中禾本科(18种)、豆科(16种)、菊科(13种)和藜科(11种)植物占总物种数的67.44%;(2)研究区土壤总体上呈碱性,pH值平均为8.81,全氮、全磷、有机质的质量分数(0-10 cm土层)分别为0.07-0.54、0.16-0.51、0.51-6.24 g·kg^-1;(3)研究区植物多样性指数中的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数与土壤pH值呈显著负相关,与其他土壤养分的相关关系未达到显著水平,其他植物多样性指数与土壤养分的关系均未达到显著水平。研究表明,宁夏东北部荒漠草原植物种类少,禾本科、豆科植物优势明显,土壤养分条件差,土壤全氮、全磷、有机质对植物多样性指数的影响不大。     

内蒙古图牧吉国家级自然保护区繁殖期鸟类种群动态

于2015—2019年5月和6月采用样线法结合样点法对内蒙古图牧吉国家级自然保护区繁殖期鸟类进行实地调查观测,并分析鸟类群落多样性和均匀性年际和月份变化,以确定鸟类种群动态变化规律。结果表明,保护区繁殖期鸟类共观测到99种,隶属15目33科,以雁形目(Anseriformes)和鸻形目(Charadriiformes)鸟类为数量优势种,大鸨种群动态呈显著时空变化。保护区鸟类物种种数和种群数量呈显著空间差异,鸟类群落多样性呈显著年际差异和空间差异,湿地鸟类多样性高于草地,以农田为主的栖息地最低;保护区鸟类群落多样性平均值为2.39±0.39。鸟类均匀度指数平均值为0.33±0.05,且存在显著空间差异。关注繁殖期鸟类可确定重点保护时段和保护区域,提高自然保护区保护力度,确保繁殖期鸟类免受人为干扰。同时,应加强保护区生物多样性保护与监测,为自然保护区管理成效评估和保护政策优化提供科学支撑。     

内蒙古草地NPP变化及其对气候的响应

植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是衡量植物群落在自然环境条件下生产能力的重要指标,NPP的变化直接反映了生态系统对环境气候条件的响应,因此可以作为生态系统功能对气候变化响应的研究指标.本文利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,利用光能利用率模型估算了内蒙古地区1982-2003年4-10月草地NPP,并计算了与NPP密切相关的几个气候因子,分析了1982-2003年内蒙古地区草地NPP年际性变化规律、气候因子的年际变化规律,以及草地NPP对主要气候因子的响应关系.结果表明:1982-2003年内蒙古草地生长季的NPP呈波动中增加趋势,NPP的年平均递增率为C0.0036 g·m-2·Gr-1;草地NPP的空间分布与生物温度(BT)及可能蒸散率(PER)呈显著负相关,与降雨量(RAIN)、湿润度(K)及实际蒸散(AE)呈极显著正相关.内蒙古地区,草地NPP受降雨量(RAIN)及生物温度(BT)的影响较大.但NPP的变化受RAIN的影响更为明显;内蒙古地区不同草地类型的NPP变化对气候因子的响应略有不同.     

宁夏荒漠草原恢复演替过程中物种多样性与生产力的变化

荒漠草原一直是生态学者关注的焦点。文章以宁夏灵武的荒漠草原区为研究对象,对围栏条件下退化群落的物种多样性、生产力和群落演替及其生态机制进行探讨,为荒漠草原的植被恢复和重建提供理论基础。结果表明:群落生产力除受物种多样性的影响外,也受物种本身特征和环境资源的影响。在荒漠草原中功能群盖度与群落初级生产力无显著的相关关系。荒漠植物群落物种多样性指数在时间尺度上的变化表现为随着围栏时间的延续逐渐增加,而生态优势度变化趋势则相反。在不同年份年降水量直接影响植物群落物种数的多少、丰富度和生产力。     

青海省祁连县不同生境蝶类群落特征与月度变化规律

2016—2017年对青海省祁连县的5种生境(农田生境、草原生境、河漫滩生境、高寒灌丛草甸生境和森林生境)中蝴蝶的群落特征以及月度变化规律进行了调查,结果表明:不同生境中蝶类的相似性有所差异,表现为河漫滩和森林生境的相似性系数最高(0. 516),其次是农田和草原生境(0. 513),相似性系数最低的为农田和高寒灌丛草甸生境(0. 250),农田和森林生境、高寒灌丛草甸和森林生境的相似性系数也较低,分别为0. 257和0. 286;在高寒灌丛草甸、草原和森林生境中蝶类的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数较高,在森林生境中蝶类的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数最低;优势度指数从高到低依次为草原(0. 259)、森林(0. 246)、农田(0. 230)、河漫滩(0. 213)和高寒灌丛草甸生境(0. 129);蝴蝶多样性指数、优势度指数和丰富度指数在部分月份间具有显著差异(P0. 05),均匀度指数在各月间没有显著差异。不同生境的蝶类相似性系数、多样性指数、优势度指数和丰富度指数主要与海拔梯度、植被类型和植物构成密切相关;不同月份蝴蝶各指数间的差异性取决于植物的物候期和温度差异等因素。     

荒漠草原人工柠条林土壤与植被的演变特征

为系统认识荒漠草原地区柠条(Caragana intermedia)人工林系统演变的趋势,为老化柠条林的更新改造提供科学依据,利用2011─2013年间宁夏盐池荒漠草原地区不同林龄柠条林地的连续监测调查数据,总结分析了伴生植被和表层土壤的演变特征。研究表明,荒漠草原人工柠条林土壤与植被呈现出明显的异向演变格局,具体表现为早期土壤的相对稳定和植被的快速恢复,以及后期土壤的显著性恢复和植被新的退化。其中表层土壤有机碳、全磷和黏粉粒含量呈现出平缓而显著的增长,w(SOC)增长35.9%,老龄林w(SOC)平均恢复到4‰,w(黏粉粒)累积增加147.4%,但w(TP)的增幅只有28%。w(TN)、w(C)/w(N)比值、土壤物理稳定性则未出现显著性的阶段性或全局性变化。林间植被的变化较复杂,其中物种数、高度、密度、丰富度指数、多样性和优势度指数在中龄林阶段显著恢复,但之后快速下降,盖度、生物量和均匀度指数则相对稳定。各个指标均值的峰值和出现的林龄阶段分别为:物种数9.46种(中龄林T2)、总盖度31.4%(中老龄林T3)、平均高度9.99cm(T2)、密度184.8 plant·m-2(T2)、生物量82.68 g·m-2(T3)、丰富度指数1.56(T2)、多样性指数1.73(T2)、优势度指数0.76(T2)、均匀度指数0.66(T2)。整体而言,柠条进入荒漠草原退化草地近40年内,表层土壤质量表现出缓慢而明确的正向恢复演变趋势,但是林间植被数量特征和多样性水平恢复趋势并不明确。荒漠草原人工柠条林系统的演替走向或稳定性的维持,依然存在诸多不确定性。     

封育方式对荒漠草原群落特征及土壤理化性质的影响

近年来中国大部分草地正发生不同程度退化,如何恢复退化草地已成为亟待解决的环境问题。围栏封育作为西北地区退化草地的主要恢复措施之一,其生态过程一直是生态学者的研究重点。为研究不同封育方式对退化荒漠草原生态系统的影响,以宁夏荒漠草原11年和22年完全封育、11年生长季封育、和自由放牧草地为研究对象,采用野外样方法和室内分析相结合的方法,分析研究其植被群落特征及土壤理化性质变化。研究结果表明:(1)封育能增加群落地上生物量和Shannon-wiener多样性指数,并增强群落稳定性,但不能显著改善群落Simpson指数(P0.05),并降低了群落丰富度指数R;(2)22—24年完全封育草地多年生植物及总地上生物量显著低于(P0.05),且其Shannon-wiener和Simpson指数低于11—13年的生长季封育草地,2014及2015年一年生、多年生植物及总地上生物量均高于2013年;(3)群落的各α多样性指数与稳定性指数的关系较复杂,两者之间相关性不显著(P0.05);(4)封育能显著增加(P0.05)土壤有机质、全氮、全磷等物质含量,但降低了土壤含水量。该研究指出封育年限及管理方式是影响群落结构和土壤性状的主要因素,研究结果可为干旱、半干旱草原地区植被恢复及可持续经营与管理理论提供支持与指导。     

宁夏不同草地类型土壤有机碳组分特征

宁夏草地生态系统对宁夏生态环境、生物多样性保护和区域经济发展具有重要作用。沿宁夏降雨梯度带,从北到南选择荒漠草原、典型草原和草甸草原3个草地类型的地上植物和土壤进行取样,对3个草地类型土壤有机碳组分(易氧化有机碳、颗粒有机碳、微生物碳和惰性碳)分布特征及其与环境变量的相关关系进行研究。结果表明,土壤总有机碳与惰性碳含量表现为山地草甸典型草原荒漠草原;土壤颗粒有机碳和微生物量碳含量表现为荒漠草原山地草甸典型草原;土壤易氧化有机碳表现为典型草原荒漠草原山地草甸。3种草地类型活性有机碳占总有机碳比例均较低,而惰性碳占总有机碳比例在23.03%~86.63%之间。RDA分析表明环境变量对土壤有机碳组分总解释量为99.6%。Pearson相关性分析表明土壤活性有机碳与土壤总有机碳之间相关性均不显著,而土壤惰性碳和总有机碳之间高度正相关(r=0.99,P0.01)。土壤总有机碳与环境变量的相关性分析表明土壤总有机碳与海拔(r=0.81,P0.01)、土壤含水率(r=0.90,P0.01)、土壤全氮(r=0.97,P0.01)、年降雨量(r=0.87,P0.01)、物种丰富度(r=0.88,P0.01)和地上生物量(r=0.86,P0.01)正相关,而与土壤容重(r=-0.90,P0.01)、年均温(r=-0.78,P0.01)负相关。研究区3种草地类型的活性有机碳比例较低,这表明土壤有机碳循环速率不高,有机碳库较为稳定,其中草甸草原的总有机碳和惰性碳含量均高于其他类型,稳定性最高。气候温、湿度特征,地上植被群落结构和生物量以及土壤水分和氮素特征是影响影响宁夏草地土壤有机碳含量重要因素。     

羌塘高原高寒草地植物地上地下碳氮生态化学计量特征及其影响因素

研究高寒草地的植物生态化学计量特征对认识极端气候背景下的草地生态系统功能与服务具有重要的意义.选择羌塘高原高寒草地作为研究区,分析东西走向60个样点植物地上、地下部分的碳(C)、氮(N)含量与C:N的分布特征,及其各自的主要驱动因素.结果表明:高寒草地植物地上部分C、N含量(38.22%、1.82%)均高于地下部分(31.11%、1.15%),但C:N(22.08)却小于地下部分(28.88),且地上部分C含量、C:N与地下部分存在显著性差异(P0.05).干燥指数与植物地上部分C含量(R~2=0.072,P0.05)以及C:N(R~2=0.15,P0.005)呈负相关关系,却与植物地下部分C:N(R~2=0.53,P0.001)呈正相关关系;此外,年均降水量(R~2=0.13,P0.005)与地上部分C含量呈负相关关系,总生物量(R~2=0.13,P0.01)及植被总盖度(R~2=0.12,P0.01)与地下部分C含量呈正相关关系;海拔与地上部分C:N亦呈正相关关系(R 2=0.15,P0.005),而年均温却与地下部分C:N呈负相关关系(R~2=0.31,P0.001).可见,水热条件是影响羌塘高原植物地上、地下C含量以及C:N差异的主要因素,而干燥指数可以作为较好的度量指标.     

增温对荒漠草原植物群落组成及物种多样性的影响

以短花针茅荒漠草原为研究对象,通过采用远红外线辐射器模拟增温的方法,探讨了增温对荒漠草原植物群落结构及生物量和物种多样性的影响。结果表明：由于远红外线辐射器的增温作用,在2012年整个生长季内,增温样地10、20、30 cm土壤平均温度与对照样地相比,平均增加了0.39、0.38、0.31℃;各土层土壤含水量较对照平均减少0.76%、0.73%、0.60%。受温度升高及土壤含水量减少的影响,模拟增温6个生长季后,与对照样地相比,群落的高度整体增加,密度、盖度、频度表现为部分物种增加和部分物种减少的趋势,冷蒿（Artemisia frigida）等物种的重要值下降,阿氏旋花（Convolvulus ammanii）等物种的重要值上升,但是增温没有明显改变植物群落的组成。同时,增温处理使荒漠草原禾草的盖度减少,杂类草的盖度增加,半灌木和一两年生植物分盖度未发生明显变化;增温使地上地下生物量出现了不同程度的减少,在0~30 cm土壤深度地下生物量分配中,增温样地0~10 cm分配比例（81.23%）小于对照（86.07%）,10~20 cm分配比例（11.55%）大于对照（9.16%）;20~30 cm 分配比例（7.22%）大于对照（4.77%）,增温使得地下生物量分配格局向深层转移。增温后,增温样地植物Shnnon-Winener指数降低,Pielou均匀度指数升高,温度升高使荒漠草原植物群落的均匀度增加,但并没有提高草地植物的物种多样性。     

2001-2020年内蒙古净生态系统生产力格局多时间尺度分析

掌握净生态系统生产力(NEP)时空格局对提高干旱/半干旱地区生态系统功能有重要意义。已有的NEP时空格局研究大多以年尺度开展分析,而NEP在多时间尺度上的特征差异尚不明晰。基于多源遥感、气象和地面实测数据,采用CASA模型、土壤呼吸地质统计模型(GSMSR)和土壤呼吸-土壤异养呼吸(Rs-Rh)关系模型耦合模拟内蒙古2001-2020年NEP,分析其年、季、月多时间尺度时空特征,并探讨8种不同植被NEP的多时间尺度特征差异。结果表明,1)内蒙古年尺度NEP的空间分布格局稳定,从东北向西南递减,这一格局与春夏秋3季及植被生长期的3-10月一致,而冬季植被进入休眠期使得空间差异显著减小。2)内蒙古多时间尺度NEP年际变化趋势有所不同：年尺度上,内蒙古总NEP呈波动上升趋势,年际变化率为C 3.75 Tg·a^-1;季尺度上,夏季增长趋势最大,占全年增长的41.6%,春秋两季对NEP的增长也起到至关重要的作用,分别占比34.9%和23.3%,冬季对NEP增长贡献非常有限;月尺度上,NEP年内变化与植被生长物候周期较为接近,1月和12月年际NEP为减少趋势,其余月份年际NE...     

晋东南3种道地药材植物根际真菌群落特性

根际微生物与植物的生长、繁殖及代谢活动密切相关。区域气候和土壤因子决定了药用植物的道地性,而根际微生物群落的结构和功能与药用植物的关系有待研究。利用高通量测序方法分析了山西道地药材植物柴胡(Bupleurum chinese)、党参(Codonopsis piloula)和远志(Polygala tenuifolia)的根际土壤真菌群落,探讨道地药材植物根际土壤真菌群落构建的驱动机制。结果表明,土壤环境因子和植物种类(科水平)对根际土壤真菌群落结构和多样性具有显著影响。土壤pH、总氮、蔗糖酶、脲酶对根际土壤真菌群落结构的影响最大(RDA总解释率达65%),是3种植物根际土壤真菌群落构建的主要驱动因子。进一步的方差分解分析显示,植物种类对根际土壤真菌群落结构有较大的影响,解释率达27%。总之,植物种类和土壤环境是3种药用植物根际真菌群落结构和多样性的主要驱动因子,植物-土壤-微生物在土壤生态系统中协同作用,为道地中药材的生长提供了特定的生境。     

农牧交错带草地植被土壤氮磷比季节动态及相关分析

近年来,典型草原面临严重的退化和沙化,草地生产力低下。了解典型草原植被土壤养分季节动态,尤其是植被土壤N:P的季节变化,有助于指示植被缺素状态。因此,以北方农牧交错带典型草原为研究对象,探讨植物-土壤N:P比季节变化,并分析植物土壤N:P比之间的关系,调查草地群落地上生物量的月动态变化,为合理利用与科学管理草原提供理论依据。结果表明,随着生长季温度的升高和降雨量的增加,草地植物群落地上生物量也不断增加,在8月份达到峰值后开始下降。植物N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而N:P与月份呈极显著正相关(P0.01)。土壤N、P质量分数和N:P的变化情况与植物相似,表现为土壤总N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而总N:P与月份呈极显著正相关(P=0.0008)。就土壤有效N、P质量分数和N:P的动态变化来看,土壤有效N质量分数随生长季的推进显著下降(P0.01),而有效P也具有下降趋势,但差异不显著(P0.05);但有效N、P质量分数及其N:P均与月份呈极显著负相关(P0.01)。植物N:P与土壤总N:P呈显著正相关关系(r~2=0.42,P=0.026),而与土壤有效N:P呈极显著负相关关系(r~2=0.62,P0.01),且与有效N:P的相关性更高。综上所述,土壤总N:P和有效N:P均可反映植物N:P的情况,土壤有效N:P能更好地反映植物的缺素状态。     

柏木人工林目标树经营初期对林下植物多样性及土壤理化性质的影响

为改善川中丘陵区柏木人工林林下植物多样性与土壤现状,以当地柏木人工林为研究对象,分析目标树经营1年后,3种不同目标树密度(100、150、200株/hm~2)林下植物多样性和土壤理化性质的变化情况.结果表明:与对照林分相比,目标树经营初期,3种不同目标树密度下灌木层植物多样性各指数显著增加(P0.05),喜光植物增多,林地内出现多种生活型,草本层多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数均显著降低(P 0.05);土壤pH与速效钾含量显著降低(P 0.05),非毛管孔隙度、全氮、水解氮、全磷、有效磷和有机质显著增高(P 0.05);氮和磷是植物的主要限制因子,植物各多样性指数与全氮、全磷、有效磷密切相关,非毛管孔隙度、毛管孔隙度和速效钾含量与草本层各多样性指数最为密切.本研究表明,目标树经营初期能够增加灌木层植物多样性、提高草本层物种丰富度与改善土壤理化性质,土壤因子与林下植物多样性的变化密切相关.(图3表6参37)     

贵州省NDVI变化及其与主要气候因子的相关性

运用全球检测与模型研究(GIMMS)组制作的取每隔15 d最大值合成的归一化差异植被指数(NDVI)数据集和贵州省84个气象站点提供的气候资料,分析1987-2003年贵州省植被变化状况以及NDVI与主要气候因子温度、降水的相互关系.结果表明: 17 a间贵州省年均NDVI呈现缓慢下降趋势,但春季NDVI出现了一定幅度的增长,年均NDVI下降主要是冬季NDVI大幅下降造成.植被变化在年际尺度上与温度和降水均无显著相关,但在季节尺度上与春季温度在α=0.05水平上显著相关.整体上看,春季NDVI与温度和降水的相关系数高于其他季节;温度与NDVI的同季相关高于滞后相关,而降水与NDVI的滞后相关却高于同季相关;与温度的相关性高于降水.     

不同尺度下艾比湖典型植物群落功能多样性和系统发育多样性研究

运用功能多样性和系统发育多样性综合探讨群落构建机制是近年来生态学的研究热点。以艾比湖流域干旱荒漠生态系统为研究对象,结合环境因子,分析不同尺度下系统发育和功能性状结构的变化趋势,进而揭示艾比湖流域干旱荒漠区植物群落构建机制。结果表明,(1)叶片宽度、叶片厚度和叶片干物质含量具有显著的系统发育信号(P0.05),其它功能性状未检测到明显的系统发育信号。(2)不同尺度下系统发育结构均趋向于发散,表明竞争排斥作用在植物分布占优势地位,而功能结构均趋向于聚集,生境过滤作用占据主导。(3)净亲缘关系指数(NRI)、谱系丰富度(PD)和功能丰富度(FRic)在5 m×5 m尺度显著不同于其他尺度。标准化的群落平均配对性状距离(trait SES(MPD))在所有尺度下统计差异均不显著,最近性状距离(trait SES(MNTD))和最近亲缘关系指数(NTI)在5 m×5 m尺度和50 m×50 m尺度差异显著。植物群落整体受生态位作用影响更强,且在大尺度上(50 m×50 m)环境过滤在群落构建中起主导作用。(4)含盐量对系统发育指数和功能性状指数均有显著影响(P0.05),土壤有机质和硝态氮含量均对功能性状指数有显著影响,而铵态氮含量对系统发育指数有显著影响。土壤含盐量以及氮含量作为主要的环境筛影响着艾比湖流域植物群落构建过程。     

CO_2倍增和气候变化对北京山区栓皮栎林NPP影响研究

应用生物地球化学过程模型BIOME-BGC估算了1977—1992年北京妙峰山栓皮栎（Quercus variabilis）林的净第一性生产力（NPP）,并分析气候对NPP年际变化的影响以及未来气候变化情景下对NPP的影响。结果表明：1977—1992年15年间栓皮栎的NPP（以C计）平均值为340.17g·m-2·a-1,NPP（以C计）变化在143.56～431.56g·m-2·a-1之间,并无明显的整体变化趋势,但表现出明显的年际变化,年际变动率达18%。在这段时间内降水量成为控制栓皮栎林NPP年际变化的主要气候因子。通过设置18种不同未来气候方案进行栓皮栎林NPP模拟表明,CO2浓度加倍会降低栓皮栎林的NPP但降低幅度较小。在CO2浓度不变的情况下,温度升高2.0℃和降水的协同增加以及单个因子的增加都有利于NPP的积累,但协同增加不如单个因子的增加对NPP的积累效应明显;在CO2和气候同时改变的情况下,CO2浓度加倍、温度升高2.0℃和降水的协同增加有利于NPP的积累且协同增加比单个因子的增加对NPP的积累效应明显,但各因子之间交互作用较弱。