外来入侵植物紫茎泽兰对植物多样性的影响

采用样方法调查了云南省和四川省5个受紫茎泽兰入侵的样地中草本植物和灌木的种类和数量,分析了其物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数.结果表明,5个样地采得本地植物87种,其中常见本地植物32种,隶属19科31属.紫茎泽兰入侵造成5种生境条件下物种丰富度指数下降显著或极显著.除样地d外,其他样地紫茎泽兰入侵的样方Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数下降显著或极显著.而紫茎泽兰入侵对Pielou均匀度指数的影响则没有表现出明显的规律.不同生境条件下,植物群落的季节变化有所不同,以一年生草本植物为主的群落,其多样性指数和均匀度指数下降趋势较以多年生草本植物和灌木为主的群落更为明显.     

外来植物紫茎泽兰入侵对根际土壤有益功能细菌群、酶活性和肥力的影响

通过对紫茎泽兰不同入侵阶段下的实地采样,分析了外来入侵植物紫茎泽兰对入侵地根际土壤有益微生物菌群和土壤酶活性以及肥力的影响。发现除了全磷、全钾以外,重度入侵土壤的功能菌数量、酶活性、土壤肥力都要显著高于其它土壤区系。根际土中有机磷细菌差异最显著,其重度入侵土中的含量是轻度入侵土中含量的3.0倍,是当地植物土中含量的1.8倍,是空白地区含量的22.2倍。同时,土壤微生物类群、土壤酶活与土壤肥力的相关分析表明,它们之间存在显著相关关系,自生固氮菌与全氮相关性最明显,为0.922。外来植物对入侵地的影响是其入侵力和生态系统可入侵性的重要组成部分,紫茎泽兰入侵提高了土壤功能菌种群和土壤酶活,从而使土壤肥力也发生了相应的变化,这可能促进其养分转化吸收,提高种群竞争力。本文为紫茎泽兰成功入侵的土壤微生物学机制提供理论依据。     

外来入侵植物紫茎泽兰对昆明地区土壤动物群落的影响

2005年雨季前后的6月至9月,共布设144个样方,采样分析了外来入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adeno-phorum)对云南昆明地区针叶林、阔叶林和草地3种主要生态系统类型地表腐叶层土壤动物群落的影响。研究结果表明,紫茎泽兰入侵后土壤动物类群总数显著减少,其中针叶林减少41.3%,阔叶林减少29.0%,草地减少36.7%;土壤动物群落个体总数下降,其中针叶林减少63.5%,阔叶林减少20.4%,草地减少43.2%。紫茎泽兰入侵影响土壤动物群落多样性和均匀度。6月至8月,在没有紫茎泽兰入侵情况下,针叶林和草地生态系统土壤动物群落多样性、均匀度逐步升高;紫茎泽兰入侵后,由于土壤动物类群数量及部分类群个体数量减少,针叶林和草地土壤动物群落多样性、均匀度有所降低。     

紫茎泽兰和飞机草在广西的入侵生境植物多样性分析

对紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）和飞机草（Eupatorium odoratum）在广西入侵生境的植物多样性进行了研究。结果表明：在紫茎泽兰、飞机草发生危害的生境,Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数均比没有紫茎泽兰、飞机草危害的生境低。在紫茎泽兰样方中,有紫茎泽兰入侵的生境其上述各指数分别比没有紫茎泽兰入侵的低43.65%、55.13%、55.68%。而在飞机草样方中,有飞机草入侵的生境其上述各指数分别比没有飞机草入侵的低33.55%、37.78%、17.98%。说明紫茎泽兰和飞机草对入侵生境的植物多样性影响较大。     

紫茎泽兰入侵对不同植物群落类型中昆虫多样性的影响

紫茎泽兰Ageratina adenophora入侵对不同植物群落中昆虫群落的影响,以及不同植物群落抵御紫茎泽兰入侵的生态机制尚不清楚。本研究选取紫茎泽兰不同入侵程度和未入侵不同功能型植物群落样地,采用巴氏罐诱法、扫网法结合黄板法对各样地地表昆虫进行调查分析。在各样地共采集到昆虫标本12 099个,隶属于11目64科168种。其中,优势类群为膜翅目、同翅目、双翅目、缨翅目昆虫,占总种数的94.86%。随紫茎泽兰的入侵,群落中直翅目、缨翅目、同翅目、双翅目、鞘翅目、鳞翅目昆虫在群落中所占的比例呈先降低再升高的趋势,而膜翅目、半翅目昆虫在群落中所占比例呈先升高再降低趋势。紫茎泽兰群落中的同翅目、半翅目昆虫所占比例较不同功能型本地植物群落低,而膜翅目昆虫所占比例较其他群落高。随紫茎泽兰入侵程度的加重,昆虫多样性指数D、H、E均呈先降低后升高的趋势;昆虫优势度指数C则呈先升高再降低的趋势。多年生禾本科植物群落的昆虫各多样性指数均大于紫茎泽兰群落,与紫茎泽兰群落间的差异最小,且有较高的相似性(0.602),可能是对紫茎泽兰的入侵具有较强抵御作用的指示因子之一。     

紫茎泽兰与不同植物群落土壤养分及酶活性差异

为了研究紫茎泽兰(Ageratina adenophora Sprengel)与不同植物群落土壤养分及酶活性间的差异,解析不同植物群落抵御紫茎泽兰入侵的生态机制,选取紫茎泽兰不同入侵程度(重度入侵群落、轻度入侵群落、未入侵群落)和不同功能型植物群落样地(禾本科植物群落、双子叶植物群落),测定其植物群落土壤养分和酶活性变化,并对土壤酶活性与土壤养分进行相关性分析。结果表明,紫茎泽兰入侵显著增加了土壤中全氮含量,降低了全磷、全钾含量,土壤中有效养分硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量显著增加,重度入侵群落的土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量显著大于未入侵群落的,是双子叶植物群落的2.29、2.28、8.13、4.01倍,禾本科植物群落的7.73、3.22、6.91、5.12倍。紫茎泽兰入侵显著提高了入侵区植物群落土壤中脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性,重度入侵群落土壤脲酶活性是禾本科群落的3.49倍,磷酸酶活性是双子叶群落的1.65倍,蛋白酶活性是双子叶群落的2.31倍。土壤养分含量与酶活性密切相关,土壤脲酶活性与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、全钾和速效钾显著正相关,与全磷显著负相关;土壤磷酸酶、蛋白酶活性与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、速效钾和有效磷显著正相关,与全磷含量显著负相关。与不同植物群落相比,紫茎泽兰能更好改变土壤养分的供求平衡,这种改变可使紫茎泽兰在入侵过程中处于优势地位,植物群落间土壤酶活性差异可能是驱动土壤养分变化的重要因子。外来入侵植物紫茎泽兰通过影响土壤酶活性来改变入侵生境土壤养分的供求平衡可能是其成功入侵的生态机制之一。     

低质量浓度除草剂2，4滴丁酯处理对土壤动物群落结构的影响

土壤动物是土壤污染的敏感指示生物,对土壤环境变化表现出比较灵敏的反映,为了解低质量浓度除草剂对土壤生态系统的影响,进一步推动除草剂使用的安全性评价研究,采用除草剂2,4滴丁酯对土壤动物群落进行室内染毒模拟试验,参照农田施用常规参考质量浓度,设置4个质量浓度梯度和一个不喷施除草剂的对照质量浓度,质量浓度最高限于参考喷施质量浓度的3~4倍,一次染毒后分别于12、24、48和72 h后对土壤动物进行分离并对群落结构特征进行分析。试验共获得土壤动物18655个,隶属于2门,4纲,12目,群落结构分析结果表明低质量浓度2,4滴丁酯导致土壤动物个体数和类群数有所减少,但减少的程度并不大。个体数量变化与质量浓度增高之间呈现较明显负相关（r=-0.856,P〈0.05）,种类数变化与质量浓度之间不具有明显的相关性,土壤动物种类数的减少主要取决于稀有类群和极稀有类群,数量的变化则主要是优势类群和常见类群的增减。2,4滴丁酯的施加使得土壤动物群落多样性指数和优势度指数降低,均匀度指数增高。土壤动物个体数量和类群数量变化与染毒后经历的时间之间并未表现出明显的规律性,染毒后不同时间土壤动物优势度指数相差较大,而多样性指数和均匀度指数在不同历时时间段内相差不大。综合各分析结果能够看出,低质量浓度2,4滴丁酯处理会对土壤动物群落造成一定影响,但影响程度并不大。     

净月潭国家森林公园凋落物层土壤动物群落多样性

为了解中温带地区城市森林凋落物层土壤动物群落结构及大面积针叶人工林对凋落物层土壤动物群落多样性的影响,对长春净月潭国家森林公园凋落物层土壤动物进行调查,共采获土壤动物8 630头,隶属于3门6纲18个类群,其中弹尾目、蜱螨目、膜翅目、鞘翅目、鳞翅目幼虫、蜘蛛目、双翅目幼虫和石蜈蚣目是该地区森林生态系统凋落物层土壤动物的主要类群,其个体数占土壤动物个体总数的97.91%。天然次生林与针叶人工林间凋落物土壤动物的类群数、密度、多样性指数、均匀度指数、Simpson优势度指数和密度-类群指数均无显著差异(P>0.05),而2种林分间伪蝎目、石蜈蚣目、缨翅目和鳞翅目幼虫的密度及蜱螨目和弹尾目个体数之比差异明显。2种林分Jaccard相似性系数为0.67。     

放牧干扰后自然恢复沙质草地大型土壤动物功能群变化特征

通过调查科尔沁沙质退化草地不同强度放牧干扰（重度放牧,HGR;适度放牧,MGR）后自然恢复草地中大型土壤动物群落特征,分析了放牧干扰对大型土壤动物功能群的长期影响。结果共获得大型土壤动物1门2纲8目32个类群,优势类群为象甲科（鞘翅目）和蚁科（膜翅目）2类,共占捕获量的41．54％。大型土壤动物功能群包括植食性、肉食性和杂食性3类,分别具有16、15和1个类群,其个体数分别占总捕获数的64．08％、32．39％和3．52％。HGR有23个动物类群,分属于3个功能群;MGR有19个类群,但只有2个功能群（无杂食性）。HGR大型土壤动物个体数、类群数和多样性指数均略高于MGR,但HGR和MGR间无显著差异性（P〉0．05）。植食性和肉食性土壤动物个体数占总个体数比例HGR均略低于MGR,但植食性动物和肉食性动物个体数间的比例较稳定。与中度放牧干扰产生的影响相比,重度放牧干扰对大型土壤动物群落（包括功能群特征）产生的长期影响更为明显。重度放牧后沙质草地自然恢复过程中大型土壤动物群落的营养结构变得更为复杂,但12年恢复时间对大型土壤动物群落结构恢复的影响有限。     

鄱阳湖湿地不同植物群落土壤养分及微生物多样性研究

土壤养分和微生物对环境变化十分敏感,能快速对土壤生态变化作出反应。分析土壤养分和微生物对不同碳源利用能力的差异,明确鄱阳湖湿地土壤微生物群落变化特征,对中国湿地健康状况评价及可持续利用具有重要意义。基于2014-2017年对鄱阳湖湿地不同植物群落(沉水植物区、湿生植物区、挺水植物区、湖滨高滩地)土壤生境的调查数据,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)系统研究土壤微生物多样性群落特征。鄱阳湖湿地不同植物群落土壤养分和有效养分基本表现为沉水植物区湿生植物区挺水植物区湖滨高滩地。鄱阳湖湿地不同植物群落土壤微生物群落代谢平均颜色变化率(AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,土壤微生物群落代谢活性表现为沉水植物区湿生植物区挺水植物区湖滨高滩地。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,碳水化合物和羧酸类碳源是鄱阳湖湿地不同植物群落土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类、酚酸类和聚合物类,胺类碳源的利用率最小。土壤微生物群落的物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(D_s)和碳源利用丰富度指数(S)总体以沉水植物区为最高,湖滨高滩地最低,优势度指数在鄱阳湖湿地不同植物群落差异不显著(P0.05)。主成分分析结果表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1、主成分2分别能解释变量方差的63.152%和15.174%,在主成分分离中起主要贡献作用的是胺类和氨基酸类碳源;土壤微生物多样性指数与土壤养分之间呈正相关,与pH呈负相关,而土壤全碳和全氮含量对土壤微生物多样性贡献较大,是土壤微生物群落功能多样性差异的主要影响因子。物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)和碳源利用丰富度指数(S)与土壤养分各指标的相关系数绝对值均高于优势度指数(D_s),说明土壤养分对土壤微生物群落优势度指数的影响作用较小。     

大兴安岭火烧迹地土壤动物的群落多样行

以大兴安岭地区不同年份火烧迹地土壤动物为研究对象,对火烧后不同恢复时间土壤动物群落多样性及相关指数的变化进行分析.结果表明,大型土壤动物的个体数、DIC指数、丰富度指数及优势度指数变化趋势均表现为火烧恢复初期迅速增加,然后缓慢增加并逐渐接近对比样地值;如果不考虑8 a迹地数据极大值的影响,中小型土壤动物的个体数、DIC指数、丰富度指数及优势度指数也大致呈现火烧恢复初期迅速增加,然后缓慢增长的趋势;在垂直方向上,大型土壤动物DIC指数、个体数及丰富度指数在0～5 cm最大,向上、向下减少,而中小型土壤动物的各项指数都是凋落物层最大,向下迅速减小;相关分析表明,大型和中小型土壤动物的个体数和丰富度指数与DIC指数都具有极高的相关性;群落相似性分析显示,各火烧迹地间土壤动物群落具有较高的相似性.图1表3参26     

生物多样性的海拔分布格局研究及进展

生物多样性的海拔分布格局受制于气候、空间、环境等多种因子的影响,综合大量研究发现,无论是动植物还是微生物,环境因子对其影响与驱动的作用最明显。海拔梯度是决定分布格局的重要因素之一,因此探讨生物多样性在环境因子驱动下的海拔分布格局具有重要意义。文章分别探讨了植物、土壤动物和土壤微生物多样性沿海拔梯度的变化规律,揭示了温度、湿度及人为干扰等因素下植物多样性沿海拔梯度的5种分布格局及可能机制,土壤动物多样性沿海拔梯度的3种分布格局及可能机制,同时揭示土壤微生物在海拔分布格局虽然有物种模式,但是机制不是很明确;最后对植物、土壤动物、土壤微生物生物多样性耦合关系的认识作了阐述。并在此基础上,认为生物多样性的分布格局与尺度密切相关,因此开展不同尺度的生物多样性的研究以及它们对全球气候变化的响应是未来研究的重要方向;土壤动物群落的多样性的变化规律研究,应致力于其生理型、营养型、生态型的多样性的研究;在不同的研究尺度上,驱动微生物群落构建机制的差异导致了群落演变规律的变化,仍需要以地理学和生物学等相关学科理论为支撑,并与微生物群落构建理论相结合,对海拔分布格局下生物多样性的保护和生态系统稳定性研究提供科学依据。     

外来入侵植物紫茎泽兰对土壤养分的影响

选取云南、四川省3个不同生境作为样地,研究紫茎泽兰入侵对不同生态系统土壤中碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响.结果表明,紫茎泽兰入侵造成样地a土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量分别显著下降33.9%、44.2%和32.2%;样地b仅土壤速效磷显著下降31.0%;样地c土壤各营养元素未见显著变化.在不同时间,样地a处理组各营养元素含量基本低于对照组,以2005年7月至10月的差异最显著.这说明紫茎泽兰入侵对土壤养分的影响因生境不同而异,且与紫茎泽兰的生长节律有关.     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程.生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因此导致生态系统功能衰退.植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响.土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升.其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加,也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的.由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响微生物生物量将可能减少,因为在大多数陆地生态系统中,有机碳源限制着土壤微生物的活性.     

不同林龄木麻黄人工林生物多样性与土壤养分状况研究

木麻黄（Casuarina equisetifolia）是我国东南沿海海岸防护林骨干树种。本文对广东省茂名市木麻黄防护林开展了不同林龄的种群结构、植物多样性、以及土壤养分特征的研究。结果表明,滨海沙地木麻黄群落在生长过程中有明显的自疏现象,18年林个体数（975株·hm-2）不足3年林个体数一半（2350株·hm-2）,3年至6年龄木麻黄生长最快。调查林地内共有植物27种,其中灌木8种,草本植物18种。随林龄的增长,林下植物种数显著增加,多样性指数、均匀度指数逐步增加,优势度指数下降。林地土壤有机碳、全氮与速效氮供应水平极低;土壤磷供应相对较好,表层有效磷一般高于3.5mg·kg-1。土壤有效养分与植物多样性显著相关,显示养分是植物定居的主要限制因素。结果表明,木麻黄林结构简单,生物多样性低,土壤养分贫乏。     

Indices of Grassland Biodiversity in the Chihuahuan Desert Ecoregion Derived from Remote Sensing

Abstract: We used a relatively simple and direct remote-sensing approach to determine biodiversity values in arid ecosystems and thus identify potential conservation sites. We developed indices based on regression models between grass, shrub, litter, exposed-soil groundcover components, and Landsat thematic mapper satellite imagery reflectance values over a reference site in the northern Chihuahuan Desert in New Mexico. This site supports low-disturbance desert grasslands that have been excluded from livestock grazing for 55 years and moderate-disturbance grasslands that have been under a continuous grazing regime for over 100 years. Greater richness and abundance of noninvasive and nonruderal plant species were associated with the low-disturbance grasslands that had lower shrub abundance, increased litter and grass cover, and lower exposed soil. Using the thematic mapper indices, we computed an additive grassland biodiversity index such that, as exposed soil and shrub values go down, litter and grass values go up, as does the biodiversity index. When the biodiversity index was applied to the reference-site landscape, grasslands previously identified for their high conservation value were detected. As a further test, we applied the indices to a site in Chihuahua, Mexico, that supports similar grasslands but for which there are few other data on condition and conservation values. The soil, grass, and shrub indices were moderately effective in describing the range of variation at the Mexico site, but the litter equation was not. Still, higher biodiversity value in terms of nonruderal plant diversity tended to correspond to higher grass cover and lower soil exposure and a higher overall biodiversity index. Some localized calibration with geologic substrate may be required along with an assessment of the temporal constraints, but generally the index shows promise for quickly and efficiently detecting desert grasslands of high biodiversity conservation value.     

黑麦草与入侵杂草紫茎泽兰苗期的相对竞争力

为研究利用黑麦草(Lolium perenne)替代种植治理外来入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)再入侵或新入侵丢荒地,采取复合deWit取代试验设计方法用盆栽植物研究了黑麦草和紫茎泽兰在苗期的相对竞争力,观察在若干密度梯度每密度下不同比例条件下两种植物的相对产量、相对产量总和以及竞争攻击力等参数,并比较其表型特征在不同竞争格局下的异同.黑麦草与紫茎泽兰在所有密度及其比例下的相对产量总和(RYT)均近似于1.0,说明这两种植物面临着对相同资源的直接竞争.竞争的结果是,在所有密度及其比例下,紫茎泽兰混种时的生物量均显著小于单种时的生物量(即相对产量RY小于1.0);而黑麦草的相对产量(RY)变化则恰恰相反.黑麦草的株高和地上生物量并不受混种竞争的显著影响(与单种无显著差异),分蘖数反而高于单种,表现出很强的竞争性;而紫茎泽兰在混种竞争下的株高、分株数和地上生物量均显著低于单种(无竞争),表现出较弱的竞争性.对利用黑麦草替代种植治理紫茎泽兰在机械防治后再入侵以及对丢荒地新入侵问题的可行性进行了讨论.图1表3参18