鄂尔多斯高原本氏针茅与油蒿群落过渡过程中的植被动态

灌木入侵对草原生态系统结构和功能产生了严重影响,了解其植被动态对草地灌丛化的控制和恢复具有重要意义.在鄂尔多斯高原选取本氏针茅向油蒿群落过渡过程中不同演替阶段的代表性群落类型,采用样方法、刈割法和根钻法,对不同群落的盖度、密度、生物量、凋落物、根系以及物种多样性进行调查和分析.结果表明:从本氏针茅向油蒿群落过渡的过程中,(1)演替阶段经历了本氏针茅群落、本氏针茅+糙隐子草群落、本氏针茅+油蒿群落、油蒿+糙隐子草群落、油蒿+达乌里胡枝子群落、油蒿群落6个群落类型.(2)群落盖度呈现先下降后上升,总密度先下降后升高再下降的趋势,地上、地下生物量及总生物量和凋落物干重在演替过程中总体呈上升趋势.(3)本氏针茅的盖度、密度、生物量和重要值逐渐下降,油蒿则相反.(4)随土层深度的增加,群落内植物根系干重总体上呈下降的趋势.根系干重在0-30 cm土层较为集中,整个演替阶段油蒿群落根系干重分布出现先升高后下降趋势,到第VI阶段根系分布深度可达80-90 cm.(5)物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Winner多样性指数和Pielou均匀度指数均呈现先升高后下降的趋势.因此,鄂尔多斯高原草地灌丛化较为严重,尽管中度灌丛化阶段群落的盖度、生物量和生物多样性较高,但由于灌木入侵后整个演替阶段盖度、密度、物种多样性等明显下降,草原生态系统的可利用性降低,应将灌丛化草地恢复为本氏针茅为主的草地.     

植被根系及其土壤理化特征在高寒小嵩草草甸退化演替过程中的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系。结果表明,不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸群落植被根系和蕴育植被根系的土壤量发生了明显的变化。特别是0~10 cm土层的植被根系在重度退化阶段显著高于其它退化演替阶段（P〈0.05）,而蕴育植被根系的＂载体＂量在重度退化阶段显著低于其它退化演替阶段（P〈0.05）,根土比（根和土的重量比）明显高于其它退化演替阶段（P〈0.05）;随着退化演替阶段的进行,高寒小嵩草草甸群落物种数、地上部分、植被根系锐减,群落结构和功能明显发生变化;不同退化演替阶段,植被根系（0~40 cm）的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中N、P含量存在一定的相关性;不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸土壤理化特性的变化影响草地群落地上部分和植被根系;土壤的稳定性是草地生产稳定和恢复的重要因素,在评价与改良退化草地时,要充分了解土壤的退化程度。在高寒草甸地下根系取样方法难以统一,而且土壤表层根系和土壤很难难以分离,加之根系采样破坏性大、工作量大,根土比可能是指示高寒草甸退化程度相对可靠的量化指标。     

高寒草甸不同演替阶段优势种叶片光合性状研究

围封年限不同导致形成以不同优势种植物建立的群落样带。按照植被的演替序列(围封1、3、5、15、30 a),在甘南高寒草甸选择不同演替阶段的优势植物:刺儿菜(Cirsium setosum)、披碱草(Elymus nutans)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、沙蒿(Artemisia desertorum)和金露梅(Potentilla fruticosa),对其叶片光合性状进行了测定,探究植物叶片光合性状与环境因子之间的关系,旨在确定演替过程中控制植物光合性状变化的主要环境因子,为进一步促进高寒草甸草地恢复年限的设定及草地资源的可持续利用提供科学依据。结果表明,随着植被演替的进行,群落形成了以草本→半灌木→灌木为主的演替序列。表层(0～20 cm)土壤含水量(SWC)随演替进行呈增大趋势,变化范围为0.323～0.390 g·g~(-1);土壤温度(t_s)和光照强度(I_l)在前期最大(23.974℃;90.382 lx),后期最小(20.310℃;65.220 lx)。各演替阶段优势种光合特征值在时间尺度上除相对叶绿素外均存在明显差异,草本群落优势种(刺儿菜、披碱草、紫花苜蓿)净光合速率(Pn)高于灌丛群落优势种(金露梅),瞬时水分利用效率(WUEi)与Pn变化规律相似。蒸腾速率(T_r)与稳定碳同位素(δ13C)呈缓慢降低趋势,分别降低2.128 mmol·m~(-2)·s~(-1)、4.359‰。各演替群落优势种叶片气孔导度(Gs)随演替的进行逐步升高,最大值为0.155mol·m~(-2)·s~(-1);叶片含水量呈先升高后降低趋势,演替15年最大(5.207g·g~(-1));而相对叶绿素(SPAD)呈先降低后稳定趋势。在植被演替进程中,LWC、G_s与SWC呈正相关,δ~(13)C、T_r、P_n、WUE_i、SPAD与SWC呈负相关,t_s、I_l与SPAD、T_r、P_n、WUE_i、δ~(13)C呈正相关,与LWC、G_s呈负相关。环境因子对植物叶光合性状的影响大小为I_lSWCt_s,这表明光照度是该区演替发生及影响光合性状的主要因子。综合分析表明,群落演替是物种扩散和环境综合作用的过程,该围封地由物质获得能力强的群落向物质保持能力强的群落过渡,围封5～15 a群落环境最优。     

围栏禁牧对毛乌素沙地植物群落特征的影响

围栏禁牧是一种使退化草地获得自然恢复的低投入措施。通过对毛乌素沙地3种放牧管理类型（持续放牧、围栏禁牧5 a和围栏禁牧16 a）的物种组成、盖度、丰富度、多样性、相似性进行比较研究,目的是阐明退化毛乌素沙地植被在禁牧条件下自然恢复的可能性和其恢复演替的趋势。研究发现,围栏禁牧5 a左右群落物种组成就会有较大的恢复,但是物种多度增加程度却不大,即去除放牧干扰后群落物种丰富度的恢复要比物种多度的恢复更容易;禁牧后恢复的种类主要是一些不耐牧但适口性好的物种;围栏禁牧16 a后草本盖度大大增加而半灌木盖度却减少了,且出现了半干旱草原的重要典型种——本氏针茅Stipa bungeana Trin.,这标志着以油蒿Artemisia ordosica Krasch.为主的退化灌丛沙地开始向以禾本科草为主的半干旱沙质草原方向恢复;但要实现毛乌素沙地更大尺度上物种丰富度的恢复,围栏恢复的时间还需要更长。     

围封和放牧对科尔沁沙质草地植被和土壤的影响

选择科尔沁沙地自由放牧和围封10年的沙质草地为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合,分析了围封和放牧对沙质草地群落土壤和植被的影响,旨在为退化沙地恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)围封和放牧草地盖度、密度、地上生物量、高度存在显著差异(P0.01),围封使群落盖度、密度、地上生物量和高度分别增加了67%、79%、71%和44%。(2)放牧草地物种数为15种,围封草地为21种,放牧草地物种数增加了40%,大果虫实、狗尾草、差巴嘎蒿是放牧草地群落的优势物种,其重要值占71%;达乌里胡枝子、狗尾草、画眉草、猪毛菜和虎尾草是围封草地群落的优势物种,其重要值占60%。放牧草地处于一年生杂类草+差巴嘎蒿的沙地退化演替阶段,围封草地处于达乌里胡枝子+一年生禾草+一年生杂类草的沙地恢复演替阶段。(3)围封草地的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielow均匀度指数均大于放牧草地,说明围封提高了群落的物种多样性。(4)围封和放牧草地群落0~20 cm和20~40 cm的土壤水分、土壤机械存在极显著差异(P0.01),围封使沙质草地群落土壤水分、土壤黏粉粒和细砂粒增加。除速效氮外,围封和放牧草地群落土壤的化学性质差异显著(P0.001)。围封与放牧草地相比,总磷、总氮、速效磷和有机质均呈上升趋势,增幅分别为72%、152%、15%和272%。(5)0~20 cm的土壤理化因子:土壤水分、粗砂粒、细砂粒、粉黏粒、有机质、全氮与植被特征因子显著相关(P0.01),表明群落植被与土壤之间相互影响较强。     

高寒草甸不同类型草地群落特征及优势种植物生态位差异

为了解高寒草甸不同种群利用资源和占据生态空间的能力,结合野外试验和室内分析等手段对青藏高原杂类草草甸、矮嵩草(Kobresia humilis)草甸、小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸和藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸的群落数量特征及主要优势种植物的生态位进行研究.结果表明,不同群落类型高寒草甸物种组成、Shannon-Wiener和Simpson多样性指数均表现出杂类草草甸矮嵩草草甸小嵩草草甸藏嵩草沼泽化草甸;地上生物量为藏嵩草沼泽化草甸矮嵩草草甸杂类草草甸小嵩草草甸;不同群落类型优势种群所占的比例存在差异性.生态位宽度以及主要优势种植物生态位重叠值在不同植被类型差异明显,垂穗披碱草(Elymus nutans)在杂类草和矮嵩草草甸的生态位宽度最大,小嵩草和藏嵩草分别在小嵩草草甸和藏嵩草沼泽化草甸中最大,且生态位越大与其他植物的生态位重叠程度较高.但同一物种在不同群落类型所占的生态位宽度和生态位重叠值也不同,生态位宽度大的物种间生态位重叠值也越大.说明高寒草甸优势种群在资源利用能力或环境的生态适应能力方面有较大的差异性,环境资源的异质性是导致群落组成不同的关键因子.     

科尔沁沙地5种典型沙生植被高光谱特性分析与遥感解译参数提取

采用Field Spec 4便携式光谱仪对科尔沁5种典型沙生植被进行光谱测量,并对其特征进行提取分析,结果表明:(1)黄柳(Salix flavida)、冷蒿(Artemisia frigida)、麻黄(Herbal ephedrae)、差巴嘎蒿(Artemisia halodeudrou)和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)5种典型沙生植被的光谱形态大致相同,但又略有差异。在600~690和750~900 nm波段处差异较大,根据光谱差异波段和导数光谱参数可以区分冷蒿、麻黄和差巴嘎蒿,但不能区分黄柳和小叶锦鸡儿。(2)随着植被生长期的推移,"绿峰"位置先向蓝光方向偏移再向红光方向偏移,黄柳、冷蒿、麻黄和小叶锦鸡儿4种沙生植被光谱对应的"红边"均具有明显的"双峰",而差巴嘎蒿光谱"红边"区的"双峰"现象不甚明显;黄柳、麻黄和小叶锦鸡儿光谱的"红边"区出现明显的"红移"现象,黄柳和冷蒿的"红边"区在9月末出现"蓝移"现象,而冷蒿和差巴嘎蒿的"红边"位置呈微弱向蓝光方向偏移态势,"红移"现象并未出现。5种典型沙生植被在8、9月均具有"红边平台",其中,差巴嘎蒿和小叶锦鸡儿在日期09-27均持续处于"红边平台"位置。(3)5种典型沙生植被在红光波段处的吸收明显比蓝光波段处强烈,吸收深度也比蓝光波段处深。随着植被的生长,5种沙生植被的吸收深度和吸收峰面积变化趋势相同。在夏季,麻黄变化比其他4种植被更明显。同时,对不同生长时期5种沙生植被归一化植被指数(NDVI)进行分析可知,NDVI的变化趋势与吸收深度大体相同,与吸收峰面积的变化趋势相反。(4)不同生长时期的"红边"参数、"吸收"参数和时序NDVI数据识别植被的效果明显好于其他参数。在对研究区植被进行分类时,应选择春季(植被生长初期)和秋季中晚期(植被生长衰退期)的多时相遥感影像进行联合解译会取得更好的效果。     

成兰铁路干旱河谷段边坡创面不同恢复阶段的植物多样性

成兰铁路工程岷江上游干旱河谷地带是生态环境最为脆弱、植被恢复最为困难的特殊地域单元.以成兰铁路岷江上游干旱河谷区一个典型的边坡创面恢复样地（约2.5年）为对象,对其不同恢复阶段植物群落的物种组成及多样性进行研究,以期为未来干旱河谷地区工程建设的边坡创面植被恢复提供理论依据和借鉴.结果显示：（1）各恢复阶段草本植物物种数差异不大,但灌木植物（2—8—12）和草灌（18—22—29）总的物种数表现出明显的依次增多,物种主要以菊科、唇形科、蔷薇科和豆科植物为主;（2）人工播撒的豆科草本物种在恢复后期重要值和优势比大大降低（紫苜蓿）或者消失（大花野豌豆和地角儿苗）;（3）各恢复阶段草本植物的多样性指数已没有显著性的差异,恢复后期的灌木和草灌总平均物种数还显著地低于原始植被群落阶段,但Pielou均匀度指数显著高于原始植被群落阶段.本研究表明人工播撒一些广用性豆科草本以及胡枝子（Lespedeza bicolor）（豆科）、苦蒿（Eschenbachia blinii）、香青（Anaphalis sinica）等本地物种种子可促进岷江上游干旱河谷区工程建设中边坡创面植被群落的恢复进程,但要完全恢...     

密云水库不同封育年限灌丛群落结构及演替规律

灌丛群落为华北土石山区常见的次生植被类型,揭示其演替规律对明确北京区域森林动态及经营管理具有重要意义.采用样线调查方法,选择封育5、7、10和15 a的4个地段,进行10 m×10 m样地调查.运用空间代替时间数据处理方法,分析了灌丛群落的物种重要值、生物多样性指数、群落均匀度指数、生态优势度指数以及单位面积生物量变化情况.结果表明:随着封育年限的递增,灌丛先锋阳生性优势种重要值下降,阴生性和乔木树种重要值上升;封育到第7年时,乔木加入演替序列,到第15年时开始构建乔木层片;群落生态优势度指数降低,均匀度指数上升,灌丛植被向生物多样化和生态稳定的方向演替;研究区内植被潜在演替序列为:荆条Vitex negundo var.heterophyllax酸枣Ziziphus jujuba var.spinosa灌丛→三裂绣线菊Spiraea trilobata灌丛→山杨Populus davidiana×椴树混交林→蒙古栎Quercus mongolica林.     

冀东铁矿2种恢复模式植被演替过程中群落结构及生物多样性比较研究

油松（Pinus tabulaeformis）耐低温、干旱和贫瘠,是我国北方温性针叶林中分布最广的森林群落,也是我国北方广大地区最主要的本土造林树种之一,火炬（Rhus typhina Linn.）根萌蘖力强,耐寒、耐旱、耐盐碱,是一种适应周围环境能力极强的外来引入种树种。采用空间代替时间的方法,以冀东铁矿不同年份种植的人工火炬林和人工油松林群落为研究对象,采用样方法进行调查取样,分析了2种恢复模式不同演替阶段群落结构的变化,群落动态,同时采用Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数分析了物种多样性在群落演替过程中的动态变化,在此基础上,对比分析了2种恢复模式在生态效益方面的优劣。主要结果如下：1）短期来看,火炬可以迅速提高植被盖度,增加生物量,但是,长期来看,随着火炬的快速萌集繁殖和林分的郁闭,林下草本急剧减少,形成火炬单优群落,而不能形成稳定的顶级群落。2）短期来看,油松生长缓慢,其生态效益远小于火炬群落,但是油松群落经过11年的演替形成了乔-灌-草3层结构,群落结构逐渐完善。3）演替初期火炬群落优势种以猪毛蒿（Artemisia scoparia）、狗尾草（Setaria viridis）等耐干旱的植物为主,演替后期林下物种迅速减少以至大量消失;油松群落经过11年的恢复,群落草本层植物种数逐渐增大,从一年生先锋植物占优势过渡到以白羊草（Bothriochloa ischaemun）和硬质早熟禾（Poa sphondylodes）为建群种,并出现了黄刺玫（Rosa xanthina）和胡枝子（Lespedeza bicolor）等多年生灌木。4）演替初期Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener指数表现为：火炬群落﹥油松群落,演替后期则相反,这主要是由群落内种间竞争关系和水热环境的差异造成。4）综合植物群落盖度、物种多样性和群落未来的演替趋势,火炬长期的生态效益远不及油松树种。     

喀斯特石漠化区植被恢复不同阶段土壤真菌群落组成分析

为阐明西南喀斯特石漠化区植被恢复过程土壤真菌群落组成及优势关键类群,采集乔林、灌木林、灌草和草本群落4种不同植被恢复阶段不同小生境中(石面、石沟、石缝)的表层土壤,提取其DNA,利用IlluminaHiSeq平台对真菌ITS区扩增进行高通量测序后注释鉴定,开展植被恢复不同阶段真菌群落组成结构分析。结果表明,36个土壤样品中共获得2 437 541条有效序列,每个样品获得35 911条有效序列,OTU数目为5 437,包含5个门、626个属。乔林、灌木林阶段土壤真菌群落组成相近,由未分类真菌、Geminibasidium、被孢霉属Mortierella、蜡壳耳属Sebacina、青霉属Penicillium、子囊菌门Ascomycota未定属等组成,其中木霉属Trichoderma(LDA=4.11)、青霉属(LDA=4.35)、小蔓毛壳科Herpotrichiellaceae(LDA=4.00)、革菌科Thelephoraceae(LDA=4.10)、未分类真菌(LDA=4.86)为该类型的关键优势真菌类群。灌草过渡阶段与草本群落阶段各成一种类型,灌草过渡阶段包括蜡壳耳属、Geminibasidium、被孢霉属等,其中,蜡壳耳属(LDA=5.30)、Geminibasidium(LDA=4.77)、煤炱目Capnodiales(LDA=4.15)、格孢菌目Pleosporales未定属(LDA=4.28)为该类型的关键优势真菌类群。草本群落阶段由未分类真菌、镰刀菌属Fusarium、子囊菌门、被孢霉属、Archaeorhizomyces等组成,镰刀菌属(LDA=4.78)、Archeaorhizomyces(LDA=4.48)、支顶孢属(LDA=4.22)、肉座菌科(LDA=4.54)、子囊菌门未定属(LDA=4.63)为该类型的关键优势真菌类群。     

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。     

高寒草甸退化对甘肃马先蒿生长状况与花期资源分配的影响

甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）作为高寒草甸退化进程中的一种入侵毒杂草,其生长状况和繁殖特征为草地退化状况的重要指标,也是衡量高寒草甸演替进程的重要指示植物。通过比较重度退化和未退化高寒草甸的群落特征,甘肃马先蒿的生长状况与花期资源分配,结果表明：退化的高寒草甸土壤-植被系统变化明显,高寒草甸退化显著影响了甘肃马先蒿的生长状况和资源分配特征。在重度退化的黑土滩样地中,甘肃马先蒿个体形态特征如株高、根长、分叉数、叶片数、花数、总生物量都显著高于未退化高寒矮嵩草草甸样地;重度退化草甸中甘肃马先蒿花期各器官的资源投资状况,如根系投资、茎叶投资、繁殖投资分别为7.46%、48.76%、43.78%,未退化样地中甘肃马先蒿的根系投资、茎叶投资、繁殖投资分别为10.12%、54.34%、35.54%。在重度退化高寒草甸中甘肃马先蒿占据较大的生态位,长势良好,且将资源更多地用于繁殖投入。而未退化草甸中甘肃马先蒿优势度不大,更多的是将资源分配到根系和茎叶等营养器官,以期获得较多的水分、无机盐、光照等资源,增强个体竞争力。甘肃马先蒿在不同生境下资源分配的显著差异实质反映了草地退化的影响,亦是植物对外部环境改变的一种适应机制,同时也是植物可塑性的重要表现形式。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被配置模式的生态恢复

以典型衡阳紫色土丘陵坡地草本、灌草、灌丛、乔灌4种植被配置模式以及未采取植被恢复措施的裸荒地为研究对象,同时为研究植被恢复程度,选裸荒地作为对照,通过调查取样和实验分析,对各配置模式人工、半人工植物群落的组成、结构、物种多样性及土壤主要养分进行研究.结果表明,裸荒地以一年生草本植物为主,种类单一,共8种植物,草本层低矮;草本、灌草、灌丛与乔灌4种植被配置模式植物种类明显增加,共出现35种植物,分属22科.人工植被恢复约15 a后,植物群落主要以人工种植的植物为主,伴生种多为狗牙根(Cynodon dactylon),马兰(Kalimeris indica),鬼针草(Bidens pilosa),狗肝菜(Dicliptera chinensis),铁苋菜(Acalypha australis)以及酢浆草(Oxalis corniculata)等.灌草模式Shannon多样性指数最高,Pielou均匀度指数最大,土壤全氮、有机质含量较高,说明紫色土丘陵坡地采取紫穗(Amorpha fruticosa)+白花草木樨(Melilotus albus)的灌草模式生态恢复效果较好,研究结果可为衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复提供参考依据.     

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。     

喀斯特石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量特性研究——以广西都安县澄江小流域为例

采用空间序列代替时间序列的方法,以广西都安县澄江小流域为例,研究广西喀斯特山区石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的变化特征.在研究区内选择石漠化恢复演替的8个阶段,即石漠化土地、坡耕地、矮草丛、高草丛、灌草丛、灌丛、人工恢复乔木林、自然恢复乔木林的典型样地,对土壤化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的修复状况.结果表明:不同的演替阶段导致了土壤化学和生物学性质的显著差异,而且在植被向更高一级阶段发展过程中土壤各项指标都得到提高,土壤质量总体呈现改良的态势.随着植被演替的正向进行,土壤质量指数呈增长趋势,不同演替阶段土壤质量综合指数分别为:石漠化土地,134.78;坡耕地,192.24;矮草丛,235.18;高草丛,260.67;灌草丛,317.89;灌丛,359.80;人工恢复乔木林,363.39;自然恢复乔木林,460.77.自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径,恰与石漠化过程相反.     

Characteristics of bacterial community in Poyang Lake sandy land under different vegetation restoration conditions北大核心CSCD

为掌握不同植被恢复措施下鄱阳湖沙地土壤细菌群落变化特征,以湿地松、香根草、单叶蔓荆、狗牙根等植物恢复措施的沙地土壤为研究对象,采用高通量测序技术,分析植物恢复前后细菌群落变化.结果显示,相较对照组,土壤细菌多样性均有提升,在门水平上,绿弯菌门丰度大幅降低,而变形菌门、放线菌门和厚壁菌门丰度增加.在属水平上,副伯克霍尔德氏菌属、慢生根瘤菌属、芽孢杆菌属、分枝杆菌属等丰度提升,而假单胞菌属丰度大幅下降.植被恢复后,不同植被固氮功能细菌丰度提升,而香根草、狗牙根土壤磷细菌丰度下降,湿地松土壤固氮、解磷功能优势细菌提升幅度为76.11%、51.12%,单叶蔓荆为65.04%、23.17%.土壤容重、有机质、全磷、有效氮是影响功能细菌变化的重要因素,其中有效氮与芽孢杆菌属、分枝杆菌属呈显著水平以上相关性.本研究表明鄱阳湖沙地植被恢复措施提升了固氮细菌的丰富度,但不同植被土壤解磷细菌群落变化差异大;研究结果可为沙地治理提供科学依据.(图6表3参34)     

河南省淮河流域伏牛山区主要生态恢复演替序列构建

为构建河南省淮河流域内伏牛山区的主要植被类型在生态恢复过程中的演替序列,选取了登封市、鲁山县、确山县和泌阳市4个典型地点,利用空间代替时间方法调查了不同演替系列的主要群落类型,采用排序并结合演替度、分层频度等分析方法构建了该区域的演替序列。结果表明：河南省淮河流域伏牛山区生态恢复过程中的植被群落可分为5种类型,即生态林封禁抚育群落、灌草坡封禁保护群落、梯田耕作经济林群落、梯田经济林弃耕群落、禁牧禁樵生态林群落;群落稳定性大小依次为栎类林、经济林与人工针叶林;植被演替可构建为自然恢复、人工种植后的自然恢复、人工经济林、进展与逆行等4个演替序列;其基本序列可识别为草丛、灌丛、人工林、经济林弃耕恢复林、栎类幼龄林、栎类中龄林等,演替度平均值分别为1.06、5.33、6.19、11.09、12.86、12.26;阔叶树种通常具有较大的分层频度,表明其良好的进展性与稳定性,以其为主要种类所构成的群落类型基本上均处于演替序列中的后期阶段;因此,可以将阔叶林以及特殊条件下的人工林设定为该区域生态恢复的目标植被类型。将几种演替分析方法综合运用,可以较全面地从区域微观尺度上揭示植被的演替过程,能较好地阐明植被演替过程;研究结果可以为生态恢复过程中植被动态与水文生态功能动态相关性、流域生态功能区划、生态恢复目标的制定与过程设计、以及流域生态保护策略制定等提供依据。     

三江源区不同建植年代人工草地群落演替与土壤养分变化

研究了了三源区不同建植期人工修复草地在不同演替阶段毒杂草[主要是甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)]的入侵规律、数量特征,植物群落物种组成、生物苗和草地质最以及土壤养分、微生物活性的变化规律.结果表明,不同建植期人工修复草地植物群落的种类组成、植物功能群组成和群落数量特征存在显著差异.随着演替时间的推移,人工草地群落盖度、高度、物种数、生物最和多样性指数均表现出"V"字型变化规律,杂类草--甘肃马先蒿的数量特征变化尤为明显,在4 a的人工草地群落中开始局部入侵,在5～6 a的人工草地群落中大面积入侵,其入侵速度、入侵面积达到高峰期.土壤的含水量、容重、土壤中有机质、氮素和磷素在演替过程(7 a、9 a草地)中逐渐降低,到一定时期又逐步增加;随着演替的进行,不同建植期人工草地的土壤微牛物生物量碳和酶活性均呈"V"字型,变化.对于退化生态系统的恢复首先是植被恢复,其次是土壤肥力的恢复.土壤有机质等养分的积累、微生物活性的改善不仅能使土壤-植物复合系统的功能得以恢复,同时也能促进物种多样性的形成,有利于人工草地群落稳定性的提高.在试验区尽管植被恢复演替进行得比较缓慢,但从土壤发展的角度看,仍属进展演替.所以,在退化高寒草甸的恢复过程中,若降低和有效控制外界的干扰(如围栏封育),可为退化草地恢复提供繁殖体与土壤环境,实现人工草地逐步向恢复(正向)演替进行.图3表6参34     

青藏高原东部高寒杜鹃灌丛群落生物量分配及其与气候因素的关系

生物量在地上与地下的分配是植物生长策略的反映,对于研究生态系统碳储量和碳循环有着重要的意义.在青藏高原东部地区布设了83个样点,包括15种高寒杜鹃群落,采用收获法对灌木层和草本层2个不同层片地上和地下生物量进行测定,并分析温度和降雨量等气候因素对灌丛群落地上和地下生物量及构成的影响.结果表明：(1)该地区高寒杜鹃灌丛灌木层平均生物量为21.16 t/hm²,地上、地下分别为14.90、6.26 t/hm²,草本层平均生物量为9.79 t/hm²,地上、地下分别为2.40、7.39 t/hm²;灌木层、草本层根冠比分别为0.6、7.89,表明该地区内灌木层植物将更多的生物量分配到地上部分的光合器官,草本层植物将更多的生物量分配到地下吸收养分和水分的根系.(2)比较5种主要高寒杜鹃灌丛后发现,不同灌丛间灌木层地上、地下生物量存在显著性差异,地上生物量大小依次是腺房杜鹃灌丛>腋花杜鹃灌丛>头花杜鹃+千里香杜鹃灌丛>草原杜鹃灌丛>雪层杜鹃灌丛,地下生物量大小依次是腋花杜鹃灌丛>...