半干旱黄土区自然恢复与人工造林恢复植被群落对比研究

为研究半干旱黄土区高效植被恢复途径,选取陕西省吴起县境内的合沟封禁流域和柴沟人工造林流域为研究区,在两流域内,沿顺坡和横坡方向,选择一系列20 m×20 m的样地,各组成2条样带。在每个样地内的对角线交点和对角线四分之一处选取5个样方进行植被调查,草本样方和乔灌样方的尺寸分别为1 m×1 m和5 m×5 m。共获得草本样方185个、乔灌木样方80个,其中,合沟封禁流域105个,均为草本样方,柴沟人工造林流域草本样方与乔灌样方各80个。运用植物生态学和植物群落学方法,调查各样方内的植物种类、株数、株高、盖度、地上生物量以及树木基茎、树高、冠幅等植被群落特征指标,并在此基础上对两流域的植被群落特征进行对比分析。结果表明：（1）两流域的植被种类共61种,其中柴沟人工造林流域46种,合沟封禁流域51种,共存物种36种;（2）经过10年生态恢复,柴沟人工造林流域已形成乔-灌-草群落,合沟封禁流域仍为草本群落,且两流域草本群落均以铁杆蒿（Artemisia sacrorum Ledeb.）和茭蒿（Artemisiagiraldii Pamp.）为主要建群种;（3）柴沟人工造林流域的植被盖度、平均高、生物量均明显高于合沟封禁流域的相应指标。两流域植物群落Simpson指数和Shannon-Weiner指数差异较小,Sorensen指数为0.742,主要草本植物种的指标差异不显著。以上特征反映出,在半干旱黄土区,适宜的人工造林可加速该区植被恢复的进程。     

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。     

秦岭松栎林功能多样性与物种多样性和环境异质性的耦合关系

功能多样性是联结生物多样性和生态系统功能的关键性因素。通过在陕西省秦岭中段设置15块油松-锐齿槲栎混交林样地,分别计算了其乔木层、灌木层的5项功能多样性指数(FRic功能丰富度指数、FEve功能均匀度指数、FDis功能离散度指数、Rao二次熵指数和FDiv功能分离度指数)和4项α-物种多样性指数(Patick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),利用回归拟合、冗余分析等方法探讨了其功能多样性-物种多样性耦合关系,并探究环境因素对功能多样性的影响,旨在为秦岭松栎林生物多样性保育提供依据。结果显示:(1)灌木层的FEve指数、FDis指数和Rao指数均显著高于乔木层,而各层间的FRic指数、FDiv指数无显著性差异;(2)乔木层中,FRic指数与4项α-物种多样性之间均存在显著的负向拟合关系,而FDis指数、Rao指数与Patrick指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数之间均具有显著的正向拟合关系;(3)灌木层中,仅FRic指数Patrick指数与之间、FDiv指数与Shannon-wiener指数之间存在显著的负向拟合关系,而其余的功能多样性指数与物种多样性指数之间均无明显相关性;(4)决定乔木层功能多样性的主导环境因素是坡位和土壤全氮含量,而决定灌木层功能多样性的主导环境因素是海拔和土壤pH值。该研究表明,秦岭松栎林群落不同层次功能多样性-物种多样性耦合关系及其功能多样性对山地异质性生境的响应均存在较大差异,这可能共同决定了该群落的生态系统功能。     

蒙古栎林生态系统的水分循环与养分循环关系

本文从群体水平上研究了蒙古栎林生态系统中的水分循环与养分循环的关系。结果表明,降雨是系统养分的重要输入。降雨对林冠的淋洗淋溶作用有助于养分的归还及缩短养分循环的途径。蒙古栎树干茎流量大,且其中含有的养分元素较多,从而使蒙古栎的根系能获得更多的水分与养分,有助于适应干旱、瘠薄的立地环境。径流是系统的水分输出,也是养分输出。蒙古栎林的下渗流约占整个径流的90％,且养分元素含量较低,从而有助于养分的积累。降雨在蒙古栎林内的分配格局不一,导致系统养分积累的明显差异。本文还探讨了干扰对养分循环与水分循环的影响。结果表明,采伐森林导致水分分配的变化,也使系统的养分发生亏损。只有把养分循环与水分循环结合起来,才能较完整地评价森林的生态功能。     

养分管理与农田杂草生物多样性和遗传进化的关系研究进展

施肥被看作是一项潜在降低农田杂草对作物干扰的有效农作管理措施。不同施肥处理可形成具有不同养分状况的土壤条件,而土壤条件的差异是导致杂草生物多样性的重要因素。论证养分管理可显著改变农田杂草发生状况和杂草生物多样性,强调了深入开展不同养分管理模式对农田杂草生物多样性和遗传进化影响研究的重要性,提出了如何利用养分管理措施调节农田杂草,在控制杂草对农业危害的同时,保持一定农田可控杂草生物多样性的科学问题。长期N、P和K平衡配施,可维持杂草群落和杂草种子库的生物多样性与稳定性,兼顾杂草控制和杂草多样性保护,实现平衡施肥的经济效应与生态效应的统一。同时,农业生态系统中不同养分管理措施条件下的地表光辐射变化特征、不同光辐射变化对杂草种群种子萌发及植株建立的影响、优势杂草种群的确定及其生理生态和遗传进化规律是今后研究的重点和难点。     

川西亚高山彩叶林群落数量分类、排序与物种多样性

植物群落是森林美学景观形成的物质基础.彩叶林是川西亚高山地区重要的森林景观美学资源,分析彩叶林群落的分类、排序和物种多样性,可以为了解彩叶林群落景观形成和维持机制提供基础数据.基于34个彩叶林群落调查数据,选用双向指示种法分析(two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和W...     

岷江流域不同土地利用类型土壤养分及微生物群落多样性研究

以四川省岷江流域不同土地利用类型(次生林、人工林、灌草丛和坡耕地)土壤为研究对象,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯(FAMEs)法系统研究微生物群落多样性特征以及在不同土地利用类型的分布规律。结果表明:各土地利用类型土壤均略显酸性,pH值高低依次为坡耕地、灌草丛、人工林和次生林,土壤电导率、容重和孔隙度有所波动;土壤养分含量和有效养分含量高低大致依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。不同土地利用类型土壤微生物群落代谢平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,土壤微生物群落代谢活性大小依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,羧酸类和碳水化合物类碳源是不同土地利用类型土壤微生物的主要碳源,其后依次为酚酸类、氨基酸类和聚合物类,而土壤微生物对胺类碳源的利用率最小。土壤微生物群落丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(DS)和碳源利用丰富度指数(S)总体表现为次生林最高,人工林和灌草丛次之,坡耕地最低,不同土地利用类型间DS差异未达显著水平(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和2分别能够解释变量方差的63.89%和18.55%,在主成分中贡献最大的是羧酸类和碳水化合物类碳源;土壤微生物多样性指数与土壤有机质含量和全氮含量之间均达显著或极显著正相关,与pH值呈负相关,即土壤有机质含量和全氮含量对土壤微生物多样性影响较大。上述研究结果表明次生林土壤养分含量更高,更适合土壤微生物生存,这对于维持该区域生态系统功能稳定性具有重要意义。     

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.     

半干旱矿区地裂缝对土壤水分和地表剪切强度的影响

为研究矿区地裂缝对土壤水分及地表剪切强度的影响规律,针对井工煤矿采煤产生的沉陷裂缝,通过野外现场试验,对垂直裂缝方向上的土壤含水率和地表剪切强度进行测定并进行相关性分析。结果表明,在沿垂直裂缝的方向上土壤含水率与测点距裂缝的距离之间呈一定的正相关关系,相关性未达显著水平(P0.05),初步得到土壤平均含水率随距地裂缝距离的增加而增大,地裂缝的出现一定程度上降低了裂缝及其周边土体含水率;地表剪切强度与距地裂缝距离之间呈一定的正相关关系,相关性未达显著水平(P0.05),初步得到地裂缝对周围土体结构产生一定影响,即距地裂缝越近,剪切强度越低,地裂缝的出现降低了地裂缝及其周边土体的剪切强度。     

林窗对凋落物分解过程中细菌群落结构和多样性的影响

基于细菌16S r DNA的PCR-DGGE方法,以林下(US)为对照,研究了长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松(Pinus massoniana)人工林7种不同大小林窗(G1:100 m2、G2:225 m2、G3:400 m2、G4:625 m2、G5:900 m2、G6:1 225 m2、G7:1 600 m2)在冬夏两季对凋落物分解过程中细菌群落结构和多样性的影响。结果表明,凋落物中的细菌群落结构和多样性受到林窗大小的显著影响,这种差异性受到季节的影响。有些菌纲只出现在特定大小的林窗,例如,绿弯菌纲(Chloroflexi)和放线菌纲(Actinobacteria)都只出现在US和G1林窗,芽孢杆菌纲(Bacilli)只出现在大中型(G4~G7)林窗,黄杆菌纲(Flavobacteria)只出现在中型(G4和G5)林窗,浮霉菌纲(Planctomycetacia)只存在于G5、G7和US。冬夏两季细菌群落结构差异较大,冬季的细菌类群高于夏季。在冬季,细菌群落的多样性与林窗大小、凋落物含水率、日平均温度、凋落物的全碳、可溶性有机碳和全氮含量显著相关;在夏季,细菌群落的多样性仅与日平均温度和全碳含量显著相关。总体来看,变形菌门是凋落物分解过程中的优势类群,有利于凋落物分解过程中的碳氮循环。林窗的形成改变了凋落物中的细菌群落结构和组成,减小了凋落物分解过程中细菌群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,但增大了优势度指数。冬季的细菌群落的丰富度、多样性和均匀度高于夏季,优势度则低于夏季。     

冀北山区森林群落草本多样性及其与地形关系研究

通过野外调查取样,应用Menhinick丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数研究了冀北山区12种典型森林群落内的草本植物多样性规律,并采用典范对应分析（CCA）方法研究其分布与地形的关系。结果表明：不同的群落类型草本植物的组成和多样性指数不同,山杨（Populus davidiana）纯林的种数最多为34种,黑桦（Betula dahurica Pall）纯林的种数最少为19种,其Simpson指数、Shannon-Wiener指数最高,分别为0.927 3和2.879 6;在1 200～1 700 m之间,随海拔升高物种多样性指数、均匀度指数和丰富度指数呈正相关性,但没有线性上升的趋势关系;选取的地形因子对样点草本的影响程度大小为：坡向〉海拔〉坡度〉坡位〉坡形,坡向是样点草本植物空间差异的最主要地形制约因子,环境解释率为98.7%,证明排序可信。     

唐家河国家级自然保护区鸟类群落结构与多样性

了解鸟类资源状况、群落结构和空间分布特征是后续开展长期鸟类监测的工作基础.通过样线和网捕环志调查并综合之前的访问调查记录,在唐家河国家级自然保护区共发现鸟类313种,分属于16目57科.从居留型看,留鸟182种,候鸟109种(其中夏候鸟90种、冬候鸟19种),旅鸟及迷鸟22种.国家一级保护鸟类6种,二级保护鸟类42种.鸟类分布型共有13种,以东洋型(76种鸟)和喜马拉雅—横断山区型(68种鸟)为主.各类生境中的鸟类多样性由高到低依次为常绿阔叶林,常绿与落叶阔叶混交林,针阔混交林,农田,亚高山针叶林,高山灌丛与高山草甸.总体上,唐家河保护区鸟类特有种和受保护物种较多,群落结构与生境关系密切,生物多样性随着海拔的上升而缓慢下降.     

重庆缙云山常绿阔叶林群落物种多样性与土壤因子的关系

探讨了缙云山常绿阔叶林物种多样性的变化特征，并运用去势典范对应分析(DCCA)方法，分析了不同样方中土壤因子与群落多样性指数之间的关系．结果表明：(1)17个样方中物种丰富度指数是草本层最高，均匀度指数是乔木层最高．(2)土壤含水量和水解氮与乔木层物种丰富度和均匀度相关性明显，有效磷和乔木层均匀度有明显相关；全氮含量和有机质含量与草本层物种的均匀度有明显相关．(3)多酚氧化酶活性和乔木层物种的均匀度有明显相关，转化酶活性与乔木层物种丰富度和均匀度均有一定相关，多酚氧化酶活性和酸性磷酸酶活性与草本层的物种均匀度和丰富度有明显相关．图2表3参20     

微生物群落结构和多样性解析技术研究进展

微生物群落结构和多样性是微生物生态学和环境科学研究的热点内容，对于开发微生物资源，阐明微生物群落与其生境的关系，揭示群落结构与功能的联系，从而指导微生物群落功能的定向调控具有重要意义。基本按照年代顺序概述了常用的微生物群落结构及多样性解析技术，同时也体现了解析技术由片面向全面、由低分辨水平向高分辨水平的发展过程。20世纪70年代以前，对环境微生物群落结构及多样性的认识依赖传统的培养分离方法，方法的分辨水平低，认识是不全面的和有选择性的；20世纪70年代和80年代，在微生物化学成分分析的基础上建立了生物标记物方法(醌指纹法、磷脂脂肪酸法等)，对微生物群落结构和多样性的认识进入到较客观的层次上；在80和90年代，以DNA为目标物的现代分子生物学技术(rRNA基因测序技术、基因指纹图谱等)比较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性，并给出了关于群落结构的直观信息。指出了每种解析技术的功能特点和局限性，并展望了解析技术的发展趋势是原位、快速、灵敏、高通量和准确定量。     

九寨沟自然保护区鸟类群落结构与多样性

2002年4月～2003年6月,利用样线法对九寨沟自然保护区的鸟类物种多样性进行了调查,并分析了群落结构.调查记录到鸟类172种,结合历史文献可知,保护区内有鸟类14目43科223种,其中国家Ⅰ级重点保护鸟类4种,国家Ⅱ级重点保护鸟类23种,中国特有种17种.居留型组成为夏候鸟63种、冬候鸟14种、留鸟128种和旅鸟18种.鸟类群落多样性指数以针阔叶混交林最高(3.99),落叶阔叶林的最低(1.79);均匀度指数以水域生境的最高(0.87),村落生境的最低(0.61).各生境鸟类群落结构的相似性都很低(＜60%),具有明显的差异.表2参16     

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。     

季风常绿阔叶林演替系列菌根资源及其与群落多样性的关系

随着森林生态系统的正向演替,植物物种多样性、群落结构、生产力以及土壤条件均会发生显著的变化,这些变化对菌根类型和多样性会产生不同程度的影响。为了探讨群落结构和功能的变化对菌根资源可能产生的影响,选择季风常绿阔叶林及其演替系列上的代表性森林生态系统为对象,对菌根化根系、菌根类型和菌根真菌孢子密度进行调查,并结合已有的群落信息和土壤养分状况,分析在森林演替过程中菌根资源的变化情况和可能的影响因素。结果表明:季风常绿阔叶林各演替阶段的森林生态系统中菌根化比例接近70%,但不同演替阶段森林的优势菌根类型存在明显的差异。处于演替初期的马尾松(Pinus massoniana)林以丛枝菌根为主,占菌根总数的78%;演替中期的针阔叶混交林中的外生菌根占有绝对优势,占75%,是丛枝菌根的3倍;演替顶级的季风常绿阔叶林中的外生菌根和丛枝菌根的比例相当。马尾松林的菌根真菌孢子密度最高,每20 g风干土壤中的孢子数量高达2 925个,是针阔叶混交林的2.5倍,季风常绿阔叶林的2倍。演替系列上的森林生态系统的菌根类型的差异与植物物种多样性和群落结构,尤其是林下的灌木、草本层密度存在一定的相关性,同时也受土壤养分状况的影响。马尾松林具有较丰富的草本植物和较高的草本层密度,并且该森林的土壤相对贫瘠,这些条件都有利于丛枝菌根真菌侵染草本植物的根系形成丛枝菌根并产生大量孢子。针阔叶混交林中外生菌根的优势主要受该森林中外生菌根植物在群落组成上的绝对优势影响。季风常绿阔叶林的物种丰富,群落结构复杂,因此该森林呈现了两种类型菌根优势相当的现象。该文的结果表明,随着季风常绿阔叶林演替的进行,菌根资源在类型上会出现较大的分异,而这种变化受植物物种数量、群落结构的影响,与土壤养分状况存在一定的关系,并且不同演替阶段森林生态系统影响菌根组成的因素存在差异。     

不同造林模式林下草本植物群落和土壤养分特征

以典型黄土丘陵沟壑区樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、油松(Pinus tabulaeformis)、山杏(Armeniaca sibirica)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)等乔、灌木配置而成的不同造林模式所营造的2 585hm~2人工林生态系统为研究对象,采用经典统计和冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)方法对7种造林模式林下草本植物群落和土壤养分特征进行了研究,包括油松纯林-YS、大樟子松纯林(造林苗木规格1.5 m)-DZ、小樟子松纯林(造林苗木规格0.5 m)-XZ、柠条锦鸡儿纯林-NT、柠条锦鸡儿与大樟子松混交林-ND、柠条锦鸡儿与小樟子松混交林-NX、山杏与樟子松混交林-SZ,并以天然保护性草坡(CK)为对照,了解林下草本植物群落与土壤养分之间的关系,为黄土丘陵沟壑区人工林抚育管理提供科学依据。结果表明,(1)NT的草本植物群落3种多样性指数(Shannon-Wiener、Simpson和Pielou均匀度指数分别为43.9%、49.6%和45.3%)低于其他造林模式,混交林造林模式的林下草本植物多样性高于纯林。(2)NX和XZ林地土壤有效钾、有效磷含量相比其他造林模式处于较高水平,不同造林模式下土壤有机质均高于CK,除NT和NX外,其他5种造林模式土壤有机质含量显著高于CK,且存在极显著差异(P0.01)。(3)冗余分析(RDA)结果表明,RDA1轴和RDA2轴共同解释了全部方差的77.68%。综上,7种造林模式林下草本植物多样性及土壤有机质均高于天然保护性草坡,且土壤养分含量差异性主要表现在全氮、有效钾和有机质上。可见,不同造林模式可以提高生态系统植物多样性和土壤养分,但今后的造林工程需要重视不同树种间的合理搭配,以促进区域生态的可持续发展。     

甘肃碌曲夏季鸟类群落结构与多样性

2016—2019年对甘肃省碌曲县夏季鸟类多样性进行调查,共记录到鸟类15目38科125种。其中,国家Ⅰ级重点保护鸟类3种,国家Ⅱ级重点保护鸟类6种。有4种调查鸟类被《中国脊椎动物红色名录》列为易危(VU)等级,6种被列为近危(NT)等级。依据居留型可将调查鸟类划分为留鸟(56种)、夏候鸟(51种)、旅鸟(14种)和冬候鸟(4种)。根据《中国动物地理》,繁殖鸟类中以古北界鸟类为主,兼有东洋界鸟类,种数居于前列的几种类型分别为古北型(23种)、喜马拉雅-横断山区型(18种)、不易归类的分布型(13种)、全北型(17种)、高地型(12种)和东洋型(10种)。该结果与碌曲处于东洋界和古北界过渡地带有关,充分体现了碌曲动物区系属古北界青藏高原区青海藏南亚区的基本特征。不同生境群落结构中,草原生境鸟类物种数最多,为71种,其次为乔木林生境,为61种,物种数最少的是河流生境,为39种。Shannon-Wiener多样性最高的生境是乔木林生境,其次是湖泊生境,灌丛生境最低。Simpson多样性最高的生境是湖泊生境,其次是乔木林生境,灌丛生境最低。G-F指数表明2016—2019年,整个调查区鸟类在科、属水平上的多样性较高。今后应加强对尕海湿地生态系统和则岔森林生态系统的保护以维护碌曲鸟类物种多样性。