藏东地区植物群落分布格局与环境因子的关系

认识山地植物群落分布及其与环境因子的关系,掌握物种多样性随环境因子的变化规律,能够为山地生物多样性保护和生态恢复提供科学依据.以藏东昌都地区植物群落为研究对象,在野外调查的基础上,通过层次聚类分析和冗余分析（RDA）对植物群落进行分类,分析群落分布与环境因子的关系,并通过线性回归分析物种多样性与环境因子的关系.结果显示,层次聚类将105个植物调查样方划分为7个群丛;RDA排序结果较好反映了藏东植物群落分布与环境因子之间的关系,决定区域植物群落分布的主要环境因子为海拔、坡向、坡度、土壤pH值和土壤速效磷含量（P <0.001）;海拔、坡向和坡度对群落物种多样性有显著影响（P <0.01）,而土壤pH值、土壤速效磷含量与植物群落物种多样性无显著相关关系（P> 0.05）.本研究表明藏东地区植物群落分布格局主要受地形和土壤因子的驱动,而影响物种多样性的关键因子是地形因子;上述研究成果有助于提高对区域生物多样性分布规律及驱动机制的认识,对藏东地区不同环境条件下生物多样性保护和受损植被的生态修复具有重要意义.（图4表1参55）     

山西太岳山森林群落分布及其与环境因子的关系

研究太岳山群落分布及其与环境因子之间的关系,旨在为深入研究太岳山群落资源、生境和群落学特征奠定基础,亦为太岳山资源开发利用提供理论依据和实践参考。以山西太岳山森林群落为研究对象,从海拔1 600~2 200 m,海拔每上升100 m设置1个样地,每个样地由8个10 m×10 m的样方组成,并分别在每一个样方内取2个5 m×5 m的灌木样方和4个1m×1 m草本样方,共7个样地,50个样方。根据7个样地50个样方的调查数据,采用多元回归树(MRT)对群落进行分类;采用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)进行排序分析,旨在研究太岳山森林群落的植被分布格局。结果如下,(1)MRT分类将植被划分为6个群落类型。(2)太岳山森林群落样方与环境因子的CCA排序结果显示,12个环境因子对物种分布的解释量为40.78%,Monte Carlo置换检验结果显示,制约森林群落类型分布格局的主要环境因子是海拔、坡度、坡向和土壤p H值。(3)利用偏典范对应分析(PCCA)定量分离地形、土壤及其交互作用对植被格局总体变异的影响,分析表明,土壤因子和地形因子解释了物种格局变化的40.78%,其中地形因子占13.61%,土壤因子占19.53%,地形因子与土壤因子交互作用解释的部分为7.64%。地形因子和p H值对太岳山森林群落的分布影响最大,是决定植物群落空间分布的主导因子。     

地形因子对暖温带森林群落物种丰富度-地上生物量关系的影响

地形因子是森林群落物种丰富度与生产力的重要影响因素,可以修正物种丰富度-生产力两者之间的关系。为了厘清地形因子对物种丰富度-生产力关系的修正效应,以东灵山暖温带天然次生林为研究对象,基于20 hm2样地DEM地图,提取海拔、坡度、坡向、凹凸度等地形因子,用GLM模型探讨了地形因子对群落丰富度与地上生物量的影响。结果表明,群落地上生物量与物种丰富度分别受不同地形因子的影响,群落地上生物量受Ea、El2、El3、Co34个因子的显著影响（P〈0.05）,而物种丰富度则受Sl、El、El2、El34个因子的显著作用（P〈0.05）,两者受海拔相关因子的影响最大,分别解释了两者3.99%和11.09%的变异。地形因子修正了物种丰富度-地上生物量之间的单峰曲线关系,使其朝着单调与直线化趋势变化。以后在探讨森林群落物种丰富度-生产力关系时,地形因子的修正作用应该受到重视。     

坡面尺度上地貌对α生物多样性的影响

为了解地貌在坡面尺度上对α生物多样性的影响,采用主观采样法在陕北吴起县合家沟流域不同地貌部位进行了样地调查.利用SPSS16.0统计软件先后对各地貌部位物种组成及各物种的重要值、地形因子要素间、地形因子和群落α多样性之间分别做了聚类分析、相关分析和多元回归分析.结果表明:(1)地貌部位相似的群落聚类在一起,说明地形因子是影响物种组成、群落结构、生态系统等的重要因素.(2)海拔和坡位,坡向和坡度,地形指数和海拔、坡位、坡形之间的Pearson 相关系数均大于0.8,双尾显著性检验概率小于0.05.(3)影响α生物多样性指标香农-维纳指数的地形因子按重要性从大到小依次是:坡位、坡向、海拔、坡形、坡度、地形指数,进一步分析得出在黄土高原丘陵沟壑区,沟沿线、光照、土壤水分和养分在影响α生物多样性指标上依次递减.(4)通过多元线形回归检验,得出坡位、坡向、坡形、海拔这四个地形因子与群落α生物多样性关系密切,建立的回归模型显著性检验可信度大,与样本数据的拟合度高.各地形因子数据归一处理后的回归方程为:香农-维纳指数=2.417-0.581×坡形-1.333×坡位+1.449×海拔+0.631×坡向.地形地貌特征在黄土丘陵区表现明显,研究它对生物多样性的影响可为该区植被恢复提供参考,但由于调查样地尺度较小,在应用推广上尚待进一步研究.     

伊犁河谷北坡野果林群落结构及其与环境的关系

结合野外植被调查,在获取较为详细的生境数据基础上,探讨伊犁河谷北坡野果林群落与环境因子之间的定量关系.TWINSPAN和去趋势典范对应分析(DCCA)的结果表明:1)在伊犁河谷北坡野果林群落分布地段,地形因子、养分和水分条件是群落生境的基本因子;2)海拔因子指示出研究区野果林群落最基本的分化,说明海拔条件是制约研究区植物群落分布的最重要的因子;3)土壤表层水分状况与海拔关系较密切,反映了草本层群落所受到的水分条件影响;4)养分状况的差异,除了说明生境条件本身的差异外,也在一定程度上指示了群落现在生境的养分状况,受人为的影响较大.总之,在山地复杂的地形条件下,群落生境条件的差异非常显著,海拔、土壤含水率、全氮、坡向和pH值的组合,影响并控制着研究区各群落分布格局的形成.     

环境因子和火干扰因子对喀纳斯泰加林柳兰分布的影响

喀纳斯泰加林植被的生长和分布受火干扰和环境因子的共同作用,为了解喀纳斯泰加林林下柳兰分布与生态因子的关系,促进种群扩繁,共设置了35个样地进行调查和分析。建立柳兰重要值与生态因子矩阵,利用CCA分析法对不同火烧林分中柳兰的生长分布状况与林火烈度、火后时间、海拔、坡度、坡向、郁闭度、土壤pH值、速效钾、土壤有机质、灌木层盖度、草本层盖度和草本层物种多样性指数等20个生态因子的关系进行了分析。结果显示,第一轴主要反映林火烈度、海拔、坡向,灌木层盖度、pH值、有机质、全钾和速效钾的变化;第二轴主要反映林火烈度、火后时间、草本层盖度、坡向、坡位、土壤容重、电导率、有机质、有效磷和全氮的变化。对柳兰分布有显著影响的生态因子是林火烈度、有机质、海拔、坡向、灌木层盖度、土壤容重、全钾和速效钾,前两轴的累计贡献率为72.48%。柳兰适合在土壤呈弱酸性、海拔低、阳坡、土壤容重小、土壤有机质、全钾和速效钾含量高的环境中生长。柳兰是阳性植物,是火烧后的先锋植物。对影响柳兰分布的生态因子进行定量分离,结果发现环境因子和火干扰因子对柳兰样地物种分布的解释能力为88.2%,显示出较好的排序效果。喀纳斯泰加林受人为干扰较少,柳兰所在植物群落与环境保持了良好的对应关系,生态因子与物种分布呈显著相关(P=0.003),表明CCA排序结果可以解释生态因子对物种分布的影响程度。     

喀纳斯泰加林火成演替群落数量分类与排序

划分泰加林火成演替群落类型,定量分析其分布与环境因子和火干扰因子之间的关系,为喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营提供科学依据。以新疆喀纳斯国家自然保护区科学实验区泰加林火成演替群落为研究对象,基于369个森林群落样方及其历史火干扰发生时间和火烈度的调查,采用双向指示种分析(Two-wayindicatorspeciesanalysis,TWINSPAN)方法对科学实验区处于不同火成演替阶段的森林群落进行类型划分,并采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)方法通过对其森林群落和主要物种进行排序,分析群落和物种分布与环境因子和火干扰因子的关系,定量分离环境因子、火干扰因子及其二者的交互作用对森林群落分布的影响。结果表明,(1)TWINSPAN将369个森林群落调查样方划分为8种群落类型。(2)RDA较好地反映了喀纳斯泰加林火成演替群落分布与环境因子和火干扰因子之间的关系,环境因子中的海拔对火成演替群落的分布起较大的作用,其中:海拔、土壤体积含水量、土壤pH值和土壤全钾(K)、镁(Mg)含量与RDA第一排序轴存在极显著相关性(P0.01),土壤电导率、土壤有机质和土壤铁(Fe)、铜(Cu)含量与RDA第一排序轴存在显著相关性(P0.05),火干扰因子中的火后时间对森林群落分布也起较大的作用,火后时间与RDA第一排序轴存在显著相关性(P0.05);坡度与RDA第二排序轴存在极显著相关性(P0.01),坡位、土壤钙(Ca)、锰(Mn)含量与RDA第二排序轴存在显著相关性(P0.05)。(3)因子分离显示,在影响喀纳斯泰加林火成演替群落分布的因素中,环境因子解释的部分占41.5%,火干扰因子解释的部分占3.4%,二者交互作用解释的部分占42.6%,未能解释的部分占12.5%。喀纳斯国家自然保护区科学实验区有8种火成演替森林群落类型,其分布受环境因子和火干扰因子的双重控制,并且二者的交互作用尤为突出。火干扰是新疆喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营不可或缺的重要因素。     

黄河三角洲潮沟湿地植被空间分布对土壤环境的响应

潮沟在黄河三角洲广泛存在,且分布有多种独特的湿地植被类型。通过设置有代表性的28个样地,获取了植被种类、多度和土壤环境因子数据;并运用双指示物种（TWINSPAN）,对黄河三角洲潮沟分布区植被进行了群落类型划分,得出研究区共有7种类型植物群落;同时利用典范对应分析（CCA）阐明了这些植被群落空间分布与土壤环境因子之间的关系,其分析结果显示构成黄河三角洲土壤盐分的主要是Cl-和Na＋,距离海洋的远近和土壤含水量共同影响土壤含盐量,盐地碱蓬和中华柽柳分布主要取决于土壤含盐量、Na＋含量及距离海洋距离,而各种植被类型的分布与土壤全磷（TP）、全氮（TN）、有机质、Ca2＋及Mg2＋含量存在一定的关系。     

蒋家沟流域植物群落灌草层数量分类、排序及其生境解释

为探讨蒋家沟流域植物群落灌草层分布格局与环境因子间的相互关系,在流域内不同海拔梯度选取24个样地进行植被调查,采用9个环境指标刻画植物群落的地形、空间位置和土壤养分特征;利用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,分析蒋家沟流域主要植物群落灌草层类型及影响植被类型变化和分布的主要环境因子.结果表明:(1)TWINSPAN数量分类将蒋家沟流域植物群落灌草层划分为7种类型.(2)样点DCA排序第1轴基本反映了海拔梯度的变化,第2轴基本反映了土壤全氮含量的变化,DCA排序图可很好地反映TWINSPAN分类产生的7个主要群丛.(3)CCA排序表明,影响蒋家沟流域植被分布的主要环境因子是海拔高度、土壤含水量和放牧与否.可见,蒋家沟流域灌草层植被整体上呈现出明显的垂直地带性分布格局,且植物群落中物种的分布一定程度上决定了植物群落类型的分布,该结果可为干热河谷的植被保护和生态恢复提供相应的理论依据.(图5表4参50)     

念青唐古拉山东南坡植被群落数量生态分析及群落多样性

研究沿海拔梯度对植被群落的影响,有助于人们进一步理解未来气候变化背景下,高寒生态系统结构和功能的响应模式。选择念青唐古拉山东南坡的典型生境,包括从海拔4 775 m到5 305 m全部范围内的植物群落。沿着海拔梯度每隔约30m设置1个样带,并在各个样带上随机设置样方,调查样方内物种数、物种高度、物种盖度、物种频度。采用群落多样性指数、应用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)等方法,对西藏念青唐古拉山东南坡高山草甸植物群落进行了分析。TWINSPAN将所有植物群落划分为5种类型,分别为:香柏(Sabina pingii var.wilsonii)+高山嵩草(Kobresia pygmaea)灌丛草甸群落;高山嵩草+圆穗蓼(Polygonum macrophyllum)草甸群落;高山嵩草+矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸群落;高山嵩草草甸群落;流石滩冰缘植被群落。这些群落分别位于不同的海拔高度。分类结果很好地反映了植物群落类型分布与地形、海拔的关系,并在DCA二维排序图上得到了较好的验证。念青唐古拉山东南坡草地植物群落多样性在高海拔、低海拔地区较低,中间海拔高度地区较高。植物群落多样性指数呈现出草本层灌丛层流石滩冰缘的特征。多样性指数与海拔高度之间的趋势模拟均呈负二次函数关系,单峰式函数关系能较好地表达不同海拔梯度植物群落多样性和均匀度与海拔之间的分布格局。     

若尔盖高寒沼泽植物群落与环境因子的关系

了解高寒沼泽植物群落与环境因子之间的关系,对揭示物种对生态环境的需求以及高寒沼泽的保护管理有重要意义,然而目前尚不清楚影响若尔盖高寒沼泽植物分布的主要环境因素。作者于2011—2012年间在若尔盖高寒沼泽随机调查32个样地,收集了植被样方数据、土壤理化性质数据、地表水位等实测数据,借助方差分析、CCA分析和相关分析等经典的统计方法,研究高寒沼泽植物群落物种组成和不同地表积水状况下多样性的差异,以及高寒沼泽植物群落与环境因子的关系。结果显示：若尔盖高寒沼泽植物共有151个种,隶属于39科98属;多样性指数随地表积水的减少呈现出增加的趋势。典范对应分析（CCA）结果表明,第一轴与水位、土壤水分含量、土壤有机碳、土壤总氮显著负相关,与土壤容重显著正相关,第二轴与裸斑率和鼠洞数显著相关。前2个轴一共解释了79．8％的物种与环境因子的关系,与环境因子的相关系数均在0．87以上;其中,水分和土壤养分条件是影响物种分布的主导因子,其次是裸斑面及啮齿动物活动。植物多样性指数与土壤水分负相关,与土壤有机碳和土壤全氮显著负相关,与土壤容重显著正相关。若尔盖沼泽植物群落物种多样性除了受土壤水分和养分条件的影响以外,啮齿动物的活动可能是影响若尔盖沼泽物种分布以及促进群落进一步演替的主要因素之一。     

露天矿排土场边坡自然恢复规律及其环境解释

露天矿排土场边坡水土流失严重,易发生地质灾害,急需开展生态恢复和土地复垦研究。为了解排土场边坡植物群落演替规律以及植物对生境因子的响应关系,本研究以阜新露天矿不同恢复年限排土场边坡为对象,调查不同坡向和坡位的植物组成、数量、高度和盖度,采用双向指示种法（TWINSPAN）对植物群落进行分类;同时分析边坡土壤物理、化学和生物学性质,采用去趋势典范对应分析（DCCA）方法研究群落分布格局与环境因子的关系。结果表明,排土场边坡共出现27种植物,物种数量小于平台。植物群落在阴坡和阳坡呈现出不同的演替格局,阴坡演替顺序为狗尾草（Setaira viridis）＋茵陈蒿（Artemisia capillaries）＋铁杆蒿（Artemisia sacrorum）→狗尾草＋铁杆蒿＋白蒿（Artemisia anethoides）→铁杆蒿＋狗尾草;恢复10 a后,铁杆蒿在中上坡位占据优势地位,植物种类和数量下降,植物群落呈逆向演替。阳坡演替顺序为蒺藜（Tribulus terrestris）＋旱稗（Echinochloa hispidula）＋狗尾草→狗尾草＋蒺藜＋白蒿→狗尾草＋页蒿（Carum carvi）＋白蒿,植被演替进程缓慢。DCCA排序表明,第一轴主要反映植物群落随坡位、土壤水分、氮元素有效性和周转的变化规律,其与土壤pH值和脲酶紧密相关;第二轴主要反映植物群落随着恢复年限和土壤磷素有效性的梯度变化,其与土壤容重、速效磷、蔗糖酶和碱性磷酸酶紧密相关。排土场边坡必须采取人工恢复措施,土壤酶活性对植物群落分布影响较大。     

元江流域干热河谷草地植物群落结构特征与相似性分析

选择元江干热河谷典型草地群落,采用标准样地调查法,对流域上、中、下游干热河谷草地植物群落的分布特征、群落结构、种群习性等特征开展研究,结果表明：（1）元江流域上游祥云和中下游红河干热河谷草地群落中出现的植物种类最多,元江流域干热河谷草地植物群落是以灌木为主、多年生草本为辅的结构类型。（2）元江流域干热河谷草地群落中,扭黄茅（Heteropogon contortus）为优势种群,次优种群随流域环境的改变而不同。（3）元江流域干热河谷草地植物群落之间的相似性系数均在0.00～0.25之间,处于极不相似水平,种群的扩散受流域河谷通道作用影响较小。（4）种群的扩散和定居受海拔高度的影响,随着海拔高度的变化,植物群落的组成也发生变化,形成不同的群落结构。     

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。     

环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳和全氮含量影响的通径分析

土壤是全球重要的碳库和氮库,在全球碳氮循环中具有重要地位。密云水库是华北地区最大的水库和北京市最重要的地表水水源地,其上游流域山地广布,地形复杂,气候变化明显,土壤类型和植被类型多样,影响土壤碳氮库的环境因素具有较强的变异性。为揭示环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）和全氮（total nitrogen,TN）含量的作用效应,采用野外采样、实验室分析与逐步回归分析和通径分析相结合的方法,研究了气候（温度和降水）、地形（海拔和坡度）、土壤理化性质（土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量）等环境因素对流域SOC和TN含量的影响。结果表明：温度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量对SOC含量的影响显著（P＆lt;0.001）,其中各因子的直接通径系数依次为：土壤含水量（0.439）＞土壤容重（-0.324）＞pH值（-0.238）＞温度（-0.209）＞土壤粘粒含量（0.092）,间接通径系数依次为：土壤容重（-0.425）＞土壤粘粒含量（0.305）＞土壤含水量（0.287）＞pH值（-0.179）＞温度（-0.043）,因此,土壤含水量、pH值和温度主要通过直接作用影响SOC含量,而土壤容重和粘粒含量则主要通过其它因子的作用间接影响SOC含量。海拔、土壤容重、含水量、pH 值和粘粒含量对 TN 含量的影响显著（P＆lt;0.001）,其中各因子的直接通径系数依次为：土壤含水量（0.456）＞海拔（0.234）＞土壤容重（-0.228）＞pH 值（-0.190）＞土壤粘粒含量（0.094）,间接通径系数依次为：土壤容重（-0.484）＞土壤粘粒含量（0.301）＞海拔（0.247）＞土壤含水量（0.257）＞pH 值（-0.202）,因此,土壤含水量主要通过直接作用影响TN含量,而土壤容重和粘粒含量主要通过土壤含水量的作用间接影响TN含量,海拔和土壤pH值的直接作用与间接作用     

基于地理探测器的土壤重金属影响因子分析及其污染风险评价

地理探测器能快速定量化揭示驱动重金属含量影响因素的强度,这对于重金属空间预测模型构建变量的确定和土壤污染修复措施的精准实施具有重要意义。利用地理探测器模型,对5种土壤重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的空间分布和11种环境因子的交互作用进行定量评估,通过单因子指数法进行重庆市土壤重金属污染风险评价。结果表明:研究区内土壤Cu、Zn、Cr和Pb的平均含量是重庆市土壤背景值的1.3—1.4倍,Ni含量低于背景值;其中Cu、Pb达到重度污染水平,其余3种重金属为中度或轻度污染水平。5种重金属元素中Cu和Pb为高度变异(变异系数为0.57、0.4),Zn、Cr和Ni为中等变异(变异系数为0.22—0.29),且各重金属元素之间呈显著正相关性,表明研究区重金属富集受人为干扰影响较大,且污染具有复合性或同源性。地理探测器的因子探测发现高程、坡度和土壤类型对5种土壤重金属含量的解释力最显著,说明地势和土壤类型是土壤重金属含量分布差异的最主要影响因素。交互作用探测发现,高程与其他因子交互作用是重金属空间分异的主导因素,气候条件和土壤类型也是重要影响因子。土壤重金属空间分布是多种因素共同作用的结果,而高程、坡度和土壤类型具有较强的解释力,这些因子可作为土壤重金属含量空间预测模型的辅助变量,也可促进重金属污染治理措施的靶向实施。     

Species richness in a riparian plant community along the banks of the Xiangxi River,the Three Gorges region

The distribution of vascular plant species richness along an altitudinal gradient and their relationships with environmental variables, including slope, aspect, bank (flooding) height, and river width of the Xiangxi River, Hubei Province, were examined. Total vascular plant species richness changed with elevation: it increased at lower elevations, reached a maximum in the midreaches and decreased thereafter. In particular, tree and herbaceous species richness were related to altitude. Correlation analysis (Kendall's τ) between species richness and environmental variables indicated that the change in species richness in the riparian zone was determined by riparian environmental factors and characteristics of regional vegetation distribution along the altitudinal gradient. The low species richness at lower elevations resulted from seasonal flooding and human activities – agriculture and fuel collection – and the higher species richness in the midreaches reflected transitional zones in natural vegetation types that had had little disturbance. These results on species distribution in the riparian community could be utilized as a reference for restoration efforts to improve water quality of the emerging reservoir resulting from the Three Gorges Hydroelectric Dam project.