长期不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及微生物群落功能多样性的影响

江西红壤生态试验站长期定位试验中不同施肥处理红壤水稻土酶活性及微生物群落功能多样性的研究结果表明,不同施肥条件下土壤酶活性及微生物群落功能多样性差异较大,土壤脲酶和脱氢酶活性可以作为土壤肥力的指标。经过20 a施肥管理及水稻种植,土壤酶活性及生物量有很大提高;但是B IOLOGTM生态测试板测定结果显示,施肥使微生物生物群落物种丰富度有所减少,施P土壤酶活性、微生物群落功能多样性均大于未施P土壤,采用秸秆还田处理的群落物种均一性高于未采用秸秆还田处理。     

威海市区黑松林群落的物种多样性特征

用3个丰富度指数、2个多样性指数和3个均匀度指数对威海市区11个黑松林群落多样性进行研究,并用相关分析研究了这些指数间的关系,结果表明:(1)黑松混交林群落的丰富度和多样性均高于黑松纯林群落,但均匀度却无此规律;(2)生境最优的黑松+刺槐+麻栎林(位于仙姑顶的样地11)在11个样地中的物种多样性表现最好,丰富度、多样性和均匀度都最大.而生境最差的位于火炬大厦的黑松纯林(样地2)群落的丰富度和多样性指数都最小;(3)除样地2外,其余样地群落的草本层丰富度和多样性都最大,灌木层次之,乔木层最小,均匀度无此规律;(4)3个丰富度指数之间、2个多样性指数之间以及两个Pielou均匀度指数之间存在极显著的相关性,但Alatalo均匀度指数和其它7个指数之间相关性都不显著,同时对8个物种多样性指数进行比较后发现丰富度指数中Patrick指数(S)最优,而多样性指数中Shannon-Wiener(H)最优,均匀度指数中以H为基础计算出的Pielou(JH)指数最优.     

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.     

贵州喀斯特山区不同种植年限花椒根际土壤细菌群落结构特征研究

以贵州花江峡谷花椒(Zanthoxylum bungeamun)林为研究对象,采用16S rRNA高通量测序技术,分析种植5、10、20、30 a花椒根际土壤细菌群落结构和多样性特征,探讨不同种植年限花椒土壤理化因子对根际细菌群落分布的影响,为喀斯特石漠化地区花椒农业可持续发展提供有效的理论依据。结果表明,随着花椒种植年限的增加,土壤含水率、pH和有效磷逐渐升高,有机质、铵态氮和硝态氮含量先降低后升高(P<0.05)。根际土壤细菌Shannon、Simpson指数总体呈现上升趋势,OTUs、Chao1指数在10a较低。PCo A分析显示,不同种植年限花椒根际细菌群落组成差异显著,并且随着年限的增加,群落结构趋于相似;差异指示种分析表明,5—30a差异指示种分别为Firmicutes(厚壁菌门)、Cyanobacteria(蓝藻菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)、Entotheonellaeota(肠杆菌门)。RDA分析表明,有机质和含水率与细菌群落分布显著相关(P<0.05)。系统发育多样性分析表明,丰富类群多样性与环境因子存在较多的正相关,稀有类群比丰富类群有更强的发育信号。Bug Base预测分析发现:随着年限增加根际土壤好氧细菌增加,厌氧细菌下降,5、10 a氧化胁迫耐受菌低于20、30 a,致病菌在5、10 a高于20、30 a。综上,种植年限影响了花椒根际土壤细菌群落多样性,不同年限根际土壤肥力不同使得土壤细菌选择性生长,随着一定时间发育花椒抗病能力提高。     

重庆四面山杉木群落物种多样性研究

通过对重庆四面山杉木(Cunninghamia lanceolata)林样地的调查,运用丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数,分析了该地区杉木群落物种多样性特征,将该地区现存杉木群落划分为2个群系组(杉木林和杉木针阔混交林),8个群系,10个群丛。结果表明,杉木群落可分为乔木层、灌木层和草本层。在杉木林群系组中,丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均表现为灌木层>草本层>乔木层。在杉木针阔混交林群系组中,丰富度指数表现为灌木层>乔木层>草本层;多样性指数多数表现为灌木层>乔木层>草本层;均匀度指数变化较为复杂,没有统一规律。杉木群落各层的丰富度指数随海拔高度的升高总体上呈下降趋势。群落各层的多样性指数随海拔高度的升高在特定区间内表现出一定规律性:在海拔1180m以下低海拔区域,随海拔高度的升高呈下降趋势;在海拔1180～1351m范围内,随海拔高度的升高呈波动状态;而在海拔1351m以上高海拔区域,又呈下降趋势。群落各层的均匀度指数随海拔梯度变化较为复杂,未表现出明显规律。     

不同营林措施对林下层多样性和群落结构的影响

在人为活动干扰较为强烈的农林复合生态系统中,开展不同营林措施对林下层植物多样性和群落结构的影响研究,对于解决大尺度林下生境保护与小面积森林经营的矛盾问题具有重要的参考意义,也符合林区的现实需求。本研究针对东北国有林区的典型性和特殊性,于2013—2015年夏季调查了小兴安岭3种主要营林措施(割灌抚育、采伐和林下种植)对森林下层植物群落物种组成、结构特征、物种多样性及林下层生物量的影响。结果表明:草本层物种更容易受到人类管理活动的影响,其物种组成的变化大于灌木层的变化;3种经营措施都会降低灌草层盖度,种植样地灌草层高度和盖度下降最显著,相比对照组,其灌木和草本层盖度分别降了40%和54%;割灌时间越久,灌木层高度越高;3种经营措施均降低了物种多样性,其中种植作业的干扰最强烈,种植措施对灌木层的破坏高于草本层;生物量从高到低排序依次为2010年割灌样地、对照样地、采伐样地和种植样地,其值分别为2.1、2、1和0.4 kg?m~(-2)。本研究发现割灌抚育、采伐、林下种植等措施对森林下层植物组成、群落结构特征、物种多样性等方面均有不同程度的影响,整体而言,种植方式的干扰最为强烈。     

基于宏基因组(metabarcoding)技术的橡胶种植对林下节肢动物多样性的影响

地处热带边缘的西双版纳地区近几十年来土地利用方式发生巨变,热带森林逐渐被单一种植橡胶林所替代。探讨森林-橡胶林镶嵌格局对节肢动物群落组成和多样性的影响,分析节肢动物群落分布格局的驱动因素,以期为残存森林的保护提供相关科学数据。以西双版纳纳板河流域不同景观梯度下的片段森林和橡胶林为研究样地,采用马氏网诱集法,结合宏基因组(metabarcoding)技术调查林下节肢动物多样性和群落组成。结果表明:(1)基于metabarcoding技术,从橡胶林和片段森林林下马氏网中共得到397个可操纵的分类单元(OTUs),其中,片段森林中共收集到节肢动物18目347个OTUs;橡胶林收集到节肢动物14目136个OTUs。(2)片段森林中节肢动物物种多样性显著高于橡胶林;非度量多维尺度分析(NMDS)结果显示,橡胶林和片段森林中节肢动物群落组成具有显著差异,片段森林节肢动物群落beta多样性大于橡胶林。(3)在景观尺度上,影响节肢动物物种多样性和群落分布的主要因素为森林覆盖率;在样方尺度上,影响橡胶林节肢动物物种多样性的主要因素为胶树年龄和到森林边缘距离;影响森林节肢动物物种多样性的主要因素为片段森林面积、树种多样性、到森林边缘距离、坡向和海拔。森林覆盖率、树种多样性、橡胶林到森林边缘距离和胶树年龄等因素都与节肢动物多样性呈显著相关性,因此,在选择橡胶林种植区时需考虑森林覆盖率、树种多样性及橡胶林到森林边缘距离等因素,且森林覆盖率达50%以上显著有利于生物多样性保护。该研究结果可为森林和橡胶林的管理提供数据资料和科学依据。     

山西关帝山神尾沟植物群落物种多样性与环境关系的研究I．丰富度、均匀度和物种多样性指数

以89个植物群落调查样地数据为基础，运用8个多样性指数对山西关帝山神尾沟物种多样性与环境之间的关系进行了分析.（1）群落总的表现为多样性和均匀度随海拔升高而下降，丰富度从1700m下降到2400m后开始升高；（2）群落不同层次表现为乔木层和灌木层多样性、丰富度和均匀度随海拔升高而下降，草本多样性和均匀度表现为上升趋势，丰富度下降到1900m后开始上升；（3）乔灌草三者多样性和丰富度指数值以及变化幅度都表现为草本层>灌木层>乔木层，三者均匀度相差不大；（4）群落不同坡向表现为阳坡多样性和丰富度都大于阴坡，均匀度相差不大.图6参7     

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.     

林窗大小对川西马尾松人工林林下物种多样性和生物量的影响

林窗是植被演替和森林循环的重要驱动力,研究林窗大小对物种多样性和生物量的影响有利于揭示林窗干扰在生态系统恢复中的作用.以川西莲花山马尾松人工林为研究对象,划分出5种不同面积(81-625 m~2)的林窗共计15个和3个非林窗(林下)作对照(CK),对其群落物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Simpson优势度指数H’、Shannon-Wiener指数H、Pielou均匀度指数J_(sw))和林下生物量(灌木层生物量、草本层生物量)进行调查研究.结果表明:(1)在总面积为5 493 m~2的样地中,共记录到维管植物99种,隶属56科84属;草本层和灌木层物种数随林窗面积增加均呈单峰格局,前者的物种数变化较后者明显.(2)总的来看,林窗下的D、H、J_(sw)值较林下大,H’值较林下小,且400-450 m~2面积的林窗下灌木、草本各物种多样性指数值达到一个较高水平.(3)林窗内的生物量显著大于林下生物量,200-250 m~2林窗下的生物量最大.(4)群落各层次物种多样性指数与对应层次地上、地下、全株生物量的相关性均不显著.因此认为,大面积林窗(400-450 m~2)有利于增加马尾松人工林林下群落物种丰富度,提升林下群落物种多样性水平;而中等面积林窗(200-250 m~2)则有利于增加林下生物量.