暖温带和北亚热带过渡区白云山植物物种多样性与环境因子相关性

植物物种多样性及其环境因子关系研究一直是自然地理学和山地生态学的重要研究内容之一,特别是在不同温度带过渡区。该文以位于中国暖温带和北亚热带过渡地区的伏牛山北坡的白云山国家级自然保护区为研究区,采用实地调查法,对1 650~2 158 m海拔高度范围内15个样地内的乔木、灌木和草本种类数及乔木丰富度指数(Margalef)和多样性指数Shannon-Wiener进行了统计分析和测算;在此基础上,运用主成分分析法对影响植物物种多样性变化的3类20种环境因子进行分选和排序,并进行相关性分析。主成分分析结果显示,影响白云山植物物种多样性空间格局的3类环境要素贡献率大小排列依次为地形要素最大、土壤性状次之、气象因子最小;海拔、土壤厚度、大气湿度等9种环境因子是影响植物物种多样性空间变化的主要因子。相关性分析结果表明:影响乔木物种多样性变化的环境因子最明确,无论乔本层种类数,还是丰富度指数和多样性指数都与海拔、土壤厚度极显著相关(P0.01),与坡向和速效磷含量显著相关(P0.05);草本种类数与大气温度、土壤有机质和土壤碱解氮等微域气象或土壤性状关系密切;而影响灌木物种多样性变化的主要环境因子还尚不清晰,仅有坡向与之有统计上的显著相关性。研究结论丰富了秦岭-伏牛山作为中国主要气候区和生态区分界线的理论依据,同时也丰富了山地生态学理论。     

基于同位素证据的夏季风水汽影响区域分界

以影响我国大陆干湿状况的孟加拉湾和南海两股水汽的疑似交界影响区域之一的云南省、广西壮族自治区为研究区,借助稳定性同位素质谱仪MAT253测定2014年16个点、239个有效样本的雨季大气降水的氢氧稳定同位素组成,完成了基于GIS平台的δD、δ18O空间格局分析,实现了中国夏季风西南水汽和东南水汽的交互区域界定。主要研究结果有三点:(1)2014年雨季及6月中下旬一次降水过程δD和δ18O空间变化格局基本一致,因为夏季风大气降水δD和δ18O均沿水汽输送路径不断衰减;(2)大气降水氢氧稳定同位素空间分布主要受降雨量效应和大陆效应的影响,哀牢山高大地形阻隔及云南高原正地形水汽截留作用可能是其数值发生突变的主要原因;(3)2014年夏季的西南水汽在越过哀牢山后与东南水汽在红河、个旧、蒙自附近交互影响使δD和δ18O发生显著变化,6月中下旬一次降水过程中的氢氧同位素数值在红河、个旧附近达到最低,两者互为验证红河、个旧应该是西南水汽和东南水汽影响区域分界。     

干旱区高强度开采地表裂缝对土壤微生物学特性和植物群落的影响

为了研究高强度开采地表裂缝对土壤微生物特性和植物群落的影响,以鄂尔多斯盆地腹地的神府-东胜矿区上湾煤矿开采沉陷区为研究对象,通过野外调查和试验分析裂缝两侧土壤和植物特征.结果表明:裂缝导致其两侧0～120 cm范围内土壤水分和养分流失,距裂缝越近,土壤含水量和w(碱解氮)越低.与距裂缝200 cm处相比,裂缝上0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低16.8%和29.9%;裂缝下0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低27.8%和42.2%.地表裂缝显著减少了其两侧0～80 cm范围内土壤中微生物数量,但超过80 cm时则影响不显著.在地表裂缝两侧0～120 cm范围内土壤脲酶和蔗糖酶活性被显著抑制,但当距离裂缝超过120 cm时,裂缝则对两种土壤酶的活性没有显著影响.地表裂缝还会影响植物含水量,距裂缝越近植物含水量越低.与距裂缝200 cm处的植物含水量相比,在裂缝上、下0～40 cm范围内植物含水量分别降低8.4%、4.5%.地表裂缝通过干扰土壤理化性质和植物对水分的吸收,进而影响其生长,距裂缝两侧0～80 cm范围内草本植物的生物量和盖度显著减少,但超过120 cm时裂缝对植物生物量和盖度的影响不显著.