全尺度人工湿地中植物多样性对生产力与多样性效应的影响

在中国东南部的全尺度复合垂直流人工湿地中开展2年的植物多样性实验,以研究植物多样性（包括植物物种丰富度和植物组成）对群落生产力与多样性效应（即互补效应、选择效应和净多样性效应）的影响及其产生机制。结果表明,2007年物种丰富度与群落生产力呈线形正相关,而2008年显著的单峰格局,其关系式为：y=-0.213x2＋3.455x＋15.192（R=0.215）。2008年物种丰富度与互补效应呈显著地线形负相关,而2007年呈单峰格局,其关系式为：y=-0.389x2＋6.974x-10.707（R=0.247）,而且2007年与2008年的互补效应与生产力都呈显著的正相关,表明互补效应对生产力的提高有重要作用。然而,2007年与2008年物种丰富度与选择效应之间均没有显著相关性,且选择效应与群落生产力之间也没有显著相关性,表明选择效应对生产力的提高作用不显著。2007年与2008年中物种组成对生产力、互补效应、选择效应与净多样性效应均有显著影响,说明人工湿地的植物配置对其生态系统功能的维持尤为重要。2008年物种丰富度与净多样性效应呈极显著地线形负相关,而2007年呈显著单峰格局,其关系式为：y=-0.329 x2＋5.968 x-12.659（R=0.234）,这种趋势主要是由于植物多样性-生态系统功能关系的影响因素（如物种的竞争力和生态位）在2年中有所变化。同时,2007年与2008年的多样性净效应与生产力都呈显著正相关关系,表明生产力与多样性净效应的变化趋势是同步的。与抽样效应假说不同的是,本实验中单种最高产物种（芦竹）在混种时没有表现出高产,主要是由于生长的分配、资源的竞争力与环境的变化等。     

滨海盐沼及其植物群落的分布与多样性

滨海盐沼是广泛存在于世界中、高纬度地区的一种湿地生态系统,具有抵御风暴潮灾害、净化污染物和为珍稀濒危生物提供适宜生境等重要的生态和经济价值。滨海盐沼因随高程变化而急剧变化的环境梯度和植物带状分布现象而为生态学者阐释自然界物种的分布机制提供了理想系统。主要概述了滨海盐沼的定义、特点、类型、全球分布以及潮汐作用、土壤盐度等环境因子特征;阐述了不同尺度下滨海盐沼的植物群落分布和多样性特征。在滨海盐沼植物群落的分布特征上,重点阐述了中尺度下的植物带状分布,即植物群落往往在白海向陆渐高的不同高程梯度上表现出显著的分带分布,不同植物各自占据该梯度上的一定区域。通常认为,带状分布是植物竞争和物理性胁迫共同调控的结果,但其在不同地理区域的普适性仍存争议。滨海植物群落多样性往往较低,在中、小尺度上盐沼植物多样性受控于盐度、潮汐等物理性胁迫、植物间相互作用等因子的作用;在大尺度上盐沼植物多样性可能随纬度增大而增加。系统深入地认识滨海盐沼植物群落生态格局和过程,将为气候变化、生物入侵等人类影响下的滨海盐沼生态系统的管理和恢复提供有益经验。     

增温对荒漠草原植物群落组成及物种多样性的影响

以短花针茅荒漠草原为研究对象,通过采用远红外线辐射器模拟增温的方法,探讨了增温对荒漠草原植物群落结构及生物量和物种多样性的影响。结果表明：由于远红外线辐射器的增温作用,在2012年整个生长季内,增温样地10、20、30 cm土壤平均温度与对照样地相比,平均增加了0.39、0.38、0.31℃;各土层土壤含水量较对照平均减少0.76%、0.73%、0.60%。受温度升高及土壤含水量减少的影响,模拟增温6个生长季后,与对照样地相比,群落的高度整体增加,密度、盖度、频度表现为部分物种增加和部分物种减少的趋势,冷蒿（Artemisia frigida）等物种的重要值下降,阿氏旋花（Convolvulus ammanii）等物种的重要值上升,但是增温没有明显改变植物群落的组成。同时,增温处理使荒漠草原禾草的盖度减少,杂类草的盖度增加,半灌木和一两年生植物分盖度未发生明显变化;增温使地上地下生物量出现了不同程度的减少,在0~30 cm土壤深度地下生物量分配中,增温样地0~10 cm分配比例（81.23%）小于对照（86.07%）,10~20 cm分配比例（11.55%）大于对照（9.16%）;20~30 cm 分配比例（7.22%）大于对照（4.77%）,增温使得地下生物量分配格局向深层转移。增温后,增温样地植物Shnnon-Winener指数降低,Pielou均匀度指数升高,温度升高使荒漠草原植物群落的均匀度增加,但并没有提高草地植物的物种多样性。     

立枯物对红松洼自然保护区植物物种多样性的影响

以5a定位试验数据为基础,较全面分析了立枯物对山地草甸植物物种多样性的影响,并从立枯物对生态环境的影响角度探讨其影响机制。研究发现,经过连续10a的围封,立枯物对群落多样性指数、物种丰富度和均匀度指数影响较大。植物多样性和均匀度指数的变化是一致的,1999年达到峰值后下降,群落优势度却随时间的延长而增大。研究证明,立枯物是导致植物多样性和均匀度下降及群落优势度上升的主要原因。从生物多样性保护角度看,围封的管理模式仅限于草地退化后的早期管理,待植被恢复后还应有适宜的扰动,以减少立枯物的积累量。     

封育草地土壤生物结皮对水分入渗与植物多样性的影响

盐池县柳杨堡乡从2000年开始采取封育措施,长期的无人为干扰使封育区内产生土壤生物结皮,结皮对水分有一定影响,进而影响封育区植被的恢复。采用双环入渗法分析生物结皮对土壤水分的影响,并通过对人工封育区内的植被调查测定去除土壤结皮前后的植物多样性变化。结果表明：有生物结皮覆盖的土壤入渗曲线的最高峰比无生物结皮覆盖的低约5 cm,有生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为0.8 cm·min^-1,而无生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为2.6 cm·min^-1,随着封育年限的增加,土壤生物结皮的覆盖面积及厚度逐年增加,结构也更紧密,影响土壤的水分入渗,不利于植被的生长,而通过对封育区内新翻耕土层和未翻耕的土层的植物多样性比较,新翻耕的土层中的植物多样性指数明显高于未翻耕土层。因此对封育区内采取适度翻耕,能够减少生物结皮对土壤水分入渗的负面影响,能够更有效的利用降水,促进植被恢复。     

昆明市双哨乡户级庭园植物多样性分析

采用参与性生物多样性评估方法 ,在双哨乡植物遗传资源多样性保护利用协会参与下 ,对该乡双桥村 1 1 8户农户的庭园植物多样性进行了调查。结果表明 ,双桥村共有庭园植物 93种 ,包括花卉、蔬菜、果树等 ;有 6 7户农户拥有庭园植物 ,庭园植物多样性在不同农户间存在较大差异 ,6 7户农户中 80 .5 %的农户仅拥有 1～ 9种庭园植物。 1 9.5 %的农户拥有 1 0种以上 ,对庭园植物物种多样性保护的贡献较大。户主的年龄、文化程度和家庭人口等与庭园植物物种多样性密切相关。     

海南岛吊罗山植物群落特征和物种多样性分析

根据吊罗山自然保护区不同海拔6个植物群落的样方资料,分析了吊罗山植物群落结构特征和物种多样性,同时比较了吊罗山植物群落与邻近地区植物群落的组成特征。研究结果表明吊罗山低地雨林乔木层以蝴蝶树、青梅、高山榕、粘木、长脐红豆、海南柿、肉实树和海南木莲为主,灌木层以白颜树、白茶、柏拉木和九节为主;山地雨林以陆均松、鸡毛松、黄叶树、阿丁枫、扫把青冈和海南杨桐为优势种;山顶常绿矮林则以山地常绿阔叶林陆均松、琼崖柯、岭南青冈和油丹等种类的矮化为特征。植物群落Shannon-Wiener物种多样性指数分析表明,吊罗山植物群落物种多样性在空间的变化基本上表现为随海拔梯度增加而降低,次生林物种多样性最低,山地雨林和山顶矮林物种均匀度指数最高,群落优势种明显。     

Plant diversity reduces the effect of multiple heavy metal pollution on soil enzyme activities and microbial community structure

It is unclear whether certain plant species and plant diversity could reduce the impacts of multiple heavy metal pollution on soil microbial structure and soil enzyme activities. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) was used to analyze the genetic diversity and microbial similarity in planted and unplanted soil under combined cadmium (Cd) and lead (Pb) pollution. A metal hyperaccumulator, Brassica juncea, and a common plant, Festuca arundinacea Schreb, were used in this research. The results showed that microorganism quantity in planted soil significantly increased, compared with that in unplanted soil with Cd and Pb pollution. The order of microbial community sensitivity in response to Cd and Pb stress was as follows: actinomycetes>bacteria>fungi. Respiration, phosphatase, urease and dehydrogenase activity were significantly inhibited due to Cd and Pb stress. Compared with unplanted soil, planted soils have frequently been reported to have higher rates of microbial activity due to the presence of additional surfaces for microbial colonization and organic compounds released by the plant roots. Two coexisting plants could increase microbe population and the activity of phosphatases, dehydrogenases and, in particular, ureases. Soil enzyme activity was higher in B. juncea phytoremediated soil than in F. arundinacea planted soil in this study. Heavy metal pollution decreased the richness of the soil microbial community, but plant diversity increased DNA sequence diversity and maintained DNA sequence diversity at high levels. The genetic polymorphism under heavy metal stress was higher in B. juncea phytoremediated soil than in F. arundinacea planted soil.     

不同生态下云南稻核心种质孕穗期耐冷性状的表型多样性差异

以504份云南地方稻核心种质为材料,在昆明自然低温平均18℃(冷害)和新平27℃(正常)条件下进行孕穗期耐冷性状的表犁多样性生态差异分析.结果表明:(1)在3种生态环境下,云南稻核心种质11个耐冷性状的平均值、标准差、变异系数等参数存在一定差异,总趋势呈现籼稻(Indica)不同环境间这3个特征值差异较粳稻(Japonica)明显;弱耐冷系统群差异较强耐冷系统群明显.(2)不同环境间11个耐冷性状Shannon-weaver遗传多样性指数存在明显差异,体现为正常环境高于冷害环境,粳稻(Japonica)高于籼稻(Indica),强耐冷材料高于弱耐冷材料.这种差异主要由剑叶长、穗颈长、穗下节长、1～2节长、穗长、主穗实粒数和结实率等7个耐冷性状差异所致.     

The influence of environmental spatial structure on the life-history traits and diversity of species in a metacommunity

Several models have been proposed to understand how so many species can coexist in ecosystems. Despite evidence showing that natural habitats are often patchy and fragmented, these models rarely take into account environmental spatial structure. In this study we investigated the influence of spatial structure in habitat and disturbance regime upon species’ traits and species’ coexistence in a metacommunity. We used a population-based model to simulate competing species in spatially explicit landscapes. The species traits we focused on were dispersal ability, competitiveness, reproductive investment and survival rate. Communities were characterized by their species richness and by the four life-history traits averaged over all the surviving species. Our results show that spatial structure and disturbance have a strong influence on the equilibrium life-history traits within a metacommunity. In the absence of disturbance, spatially structured landscapes favour species investing more in reproduction, but less in dispersal and survival. However, this influence is strongly dependent on the disturbance rate, pointing to an important interaction between spatial structure and disturbance. This interaction also plays a role in species coexistence. While spatial structure tends to reduce diversity in the absence of disturbance, the tendency is reversed when disturbance occurs. In conclusion, the spatial structure of communities is an important determinant of their diversity and characteristic traits. These traits are likely to influence important ecological properties such as resistance to invasion or response to climate change, which in turn will determine the fate of ecosystems facing the current global ecological crisis.     

Total and bioavailable metals in two contrasting mining regions (Sudbury in Canada and Lubumbashi in DR-Congo): relation to genetic variation in plant populations

Knowledge of total and bioavailable metal contents in soil is important for regional risk assessment and management. The main objective of the present study was to analyse the concentrations of metals in soils in two contrasting mining regions (Sudbury in Canada and Lubumbashi in DR-Congo). Genetic variation of plant populations was investigated to assess the potential impact of metal contamination on forest sustainability. The levels of copper, cobalt, zinc, arsenic, and lead were significantly higher (up to 200-fold) in mining sites in the Lubumbashi compared to the most highly contaminated Sudbury sites. The nickel content in soil samples from Lubumbashi was much lower compared to Sudbury region samples. Only 3.5% and 4 % of total copper and nickel, respectively, were phytoavailable, with values of 6%, 5.7%, 3.6%, and 5.4% for cobalt, magnesium, manganese, and zinc, respectively. There were significant positive correlations between total metal and phytoavailable metal concentrations for copper (r=0.99), nickel (r=0.86), cobalt (r=0.72), strontium (r=0.71), and zinc (r=0.66). Although genetic variation was high in Picea glauca populations from the Sudbury region, no association was found between metal contamination levels and genetic variation within and among the P. glauca populations.     

黄土丘陵区土壤水分空间分布差异性探讨

在对黄土丘陵区典型区域多点土壤水分调查数据的分析的基础上,系统总结了研究区土壤水分分布的区域性和地块性差异特征及其发生分异的主要因子。文章认为,降水格局是土壤水分具有南、北向逐渐增加的区域分布特征的主导因子。热量、地貌、植被等的不同组合使得土壤水分发生地块尺度的分异。地域尺度土壤水分表现为南部好于中部,中部好于北部。在地块尺度内,则由于地貌、植被、土地类型等因素,土壤水分一般表现为:坡下部>坡中部>坡上部;阴坡>半阴-半阳坡>阳坡;隔坡梯田好于梯田;植被不同会造成土壤水分利用型差异。由于影响土壤水分的因素之间存在复杂的关系,其分布的差异性随季节、土壤层深度等不同而在表现程度上具有差异性。这一研究对黄土丘陵区植被恢复中合理利用土壤水资源具有十分重要意义。     

长白山区公路对路域植物物种组成及多样性的影响

采用样线法对长白山区公路旁天然次生林和原始阔叶林的植物物种组成及多样性进行调查。分别选取具有代表性的两个试验点,在公路两侧且其垂直走向布设3条相互平行的样线,间隔5m。在样线上布设样点,调查的生态因子包括光强、温度及湿度;样方调查分为灌木和草本样方,分别记录种类、高度、盖度、株数。根据公路两侧生态因子、灌草植物组成及多样性变化情况,分析公路建设的生态影响。结果表明：（1）随着离公路距离的增加,光照、温度、湿度等环境因子呈现规律性变化,距离公路10m的位置是生态因子变化从剧烈到缓和的转折点;（2）公路建设对植物组成产生影响,随着离公路距离的增加,呈现从喜光植物到耐阴植物的变化,0～20m之间是优势种变化较剧烈的范围,而10m之内和20m之外样方之间优势种变化不大;（3）受路域环境因子改变的影响,公路建设对沿线植物的多样性影响包括正负两种,既增加了路域植物的多样性,同时也破坏了原生植被群落的稳定性;（4）从长白山区公路对草本、灌木植物组成及生物多样性影响的范围和程度来看,草本的影响范围超过20m,灌木的影响范围达到10m,影响范围：草本灌木。随着与公路距离的增加,公路对植物组成及多样性的影响程度降低。     

生物炭施用对矿区污染农田土壤上油菜生长和重金属富集的影响

矿山的生产活动往往会造成周边农田的污染,而利用生物炭技术治理矿区周边污染农田土壤具有重要的现实意义。生物炭是指生物质在无氧或限氧条件下热裂解制备而成的一种细粒度、多孔性的环境友好型材料,其在调控温室气体排放,改良土壤性状,促进植物生长和控制环境污染物迁移转化方面应用潜力巨大。采用室内盆栽模拟实验,研究了不同水稻秸秆生物炭施用量（0、1%、5%）对郴州和龙岩地区矿山周边重金属污染的农田土壤的生化性状、油菜（Brassia campestris L.）产量、重金属累积和富集系数等的影响,为生物炭作为环境功能材料应用于矿山污染农田治理提供科学依据。结果表明：与对照相比,施加1%和5%生物炭均能提高土壤pH值和有机质质量分数,提升幅度随施用量的增加而升高,其中偏酸性的龙岩土壤的变化幅度更大;生物炭施用会影响土壤酶活性,5%生物炭处理下两种受试土壤中脲酶和过氧化物酶活性均显著提高,但酸性磷酸酶活性降低;龙岩土壤上的油菜产量在1%和5%生物炭施用处理下均显著提高,而郴州土壤上的油菜产量在1%生物炭处理下无显著变化,而在5%生物炭处理下降低了42.9%;生物炭施用影响了两种土壤上油菜可食部分重金属Cd、As和Pb的质量分数,但没有一致的规律;与对照相比,生物炭施用后郴州和龙岩土壤上油菜可食部分中Cd质量分数均出现下降趋势,但是仅5%生物炭处理的龙岩土壤具显著性差异;1%和5%生物炭施用处理使两种受试土壤上油菜可食部分Pb质量分数较对照处理显著降低（P〈0.05）,但降幅不同,郴州土壤降低了23.6%和22.0%,而偏酸性的龙岩土壤降低了82.1%和94.5%;生物炭施用后两种受试土壤上油菜可食部分As质量分数的变化不同,郴州土壤添加生物炭后油菜As质量分数呈上升趋势,且增量随生物炭施用量增加而升高,龙岩土壤则相反,1     

宁夏东北部典型荒漠草原植物群落与土壤养分特征

以宁夏东北部荒漠草原为研究区,采用野外样方调查、采样和室内植物鉴定、土壤样品测定等方法,探析研究区内植物群落物种组成与土壤养分特征,以及植物多样性指数与土壤养分的相关关系,以期为中国荒漠治理、生物资源保护与可持续性利用提供依据。结果显示:(1)研究区植物共86种,隶属61属21科,其中禾本科(18种)、豆科(16种)、菊科(13种)和藜科(11种)植物占总物种数的67.44%;(2)研究区土壤总体上呈碱性,pH值平均为8.81,全氮、全磷、有机质的质量分数(0-10 cm土层)分别为0.07-0.54、0.16-0.51、0.51-6.24 g·kg^-1;(3)研究区植物多样性指数中的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数与土壤pH值呈显著负相关,与其他土壤养分的相关关系未达到显著水平,其他植物多样性指数与土壤养分的关系均未达到显著水平。研究表明,宁夏东北部荒漠草原植物种类少,禾本科、豆科植物优势明显,土壤养分条件差,土壤全氮、全磷、有机质对植物多样性指数的影响不大。     

Comparative diversity and heavy metal biosorption of myxomycetes from forest patches on ultramafic and volcanic soils

Ultramafic and volcanic soils are exploited for industrial activities such as mining due to their high metal content, thus it is important that species in these areas are documented before irreversible environmental damage sets in. In this study, aerial and ground leaf litter, dead vines and twigs from six forest patches on volcanic and ultramafic soils in the provinces of Bataan, Pangasinan and Zambales in the Philippines were cultured in moist chambers (MC) and assessed for myxomycete diversity. From the 77% positive MC for myxomycetes, a total of 40 species from 14 genera were identified. Despite the higher heavy metal content, forest patches on ultramafic soils had greater species diversity as compared to volcanic soils. In this study, 10 species were abundant in both forest patches, namely Arcyria cinerea, Diachea leucopodia, Diderma effusum, D. hemisphaericum, Didymium ochroideum, Perichaena chrysosperma, P. corticalis, P. depressa, P. dictyonema and Physarum melleum. Selected myxomycetes tested for Cr and Mn content had equal or higher heavy metal levels than that of their leaf substrate. The study hypothesised that the presence of Mn⁷⁺ in fruiting bodies of myxomycetes was due to the phagocytosis of food bacteria inhabiting the substrates on the forest soil laden with heavy metal.     

宁夏荒漠草原恢复演替过程中物种多样性与生产力的变化

荒漠草原一直是生态学者关注的焦点。文章以宁夏灵武的荒漠草原区为研究对象,对围栏条件下退化群落的物种多样性、生产力和群落演替及其生态机制进行探讨,为荒漠草原的植被恢复和重建提供理论基础。结果表明:群落生产力除受物种多样性的影响外,也受物种本身特征和环境资源的影响。在荒漠草原中功能群盖度与群落初级生产力无显著的相关关系。荒漠植物群落物种多样性指数在时间尺度上的变化表现为随着围栏时间的延续逐渐增加,而生态优势度变化趋势则相反。在不同年份年降水量直接影响植物群落物种数的多少、丰富度和生产力。     

Effect of commercial pesticides on plant growth-promoting activities of Burkholderia sp. strain L2 isolated from rhizosphere of Lycopersicon esculentum cultivated in agricultural soil

The in vitro study was carried out to examine the toxicity of four commercially used pesticides (phorate, mancozeb, chlorpyrifos, and endosulfan) at the recommended dose (1X) and higher field doses (1.5X, 2X, 2.5X, and 3X) on plant growth-promoting activities of Burkholderia sp. strain L2, isolated from pesticide-treated rhizosphere of Lycopersicon esculentum. At the recommended dose, level of toxicity of all the pesticides to phosphate solubilization activity and indole-3-acetic acid (IAA) production was less detrimental as compared to exceeding doses. At maximum dose rate of each pesticide, the percentage decrease in phosphate solubilization and IAA production over control was found in order of chlorpyrifos < mancozeb < endosulfan < phorate. Present study proves that Burkholderia sp. strain L2 could be used as a potential microbial inoculant in the agricultural soil having persistent pesticide residues.     

测定方法和植物生长对土壤呼吸的影响

2.中国科学院研究生院,北京100039摘要:植物根系活动和测定方法是研究陆地生态系统土壤呼吸的重要影响因素。文章通过动态气室-IRGA法和静态气室-GC法研究了田间受根系影响和不受根系影响土壤的呼吸速率,分析了根系活动对土壤呼吸速率的影响程度,并比较了两种测定方法间的差异。研究表明,受根系影响处理的土壤呼吸速率显著高于不受根系影响的处理;受根系活动影响处理的土壤呼吸速率为静态气室-GC法>动态气室-IRGA法;而不受根系活动影响处理的土壤呼吸速率则恰好相反,为动态气室-IRGA法>静态气室-GC法;两种方法在测土壤呼吸时存在显著差异;但两种方法所测土壤呼吸速率间呈极显著的线性相关;两种方法间所获数据可以互相转换参比。     

典型矿冶周边地区土壤重金属污染及有效性含量

对湖南长沙、株洲、衡阳、郴州等地区的典型矿冶污染土壤进行了采样分析与有效性含量提取,结果表明,土壤中重金属污染严重,矿区土壤主要污染元素为Pb、Zn、As、Cr、Cu,而冶炼业周边污染土壤中主要是Zn、Pb、Cr、As、Cu、Cd,其污染程度均远远高于国家环境质量二级标准;Pb、Cd和Zn污染主要来源于采矿、冶炼活动而As污染可能还与农业生产有关。不同浸提液对土壤中Pb、Zn、Cd、As、Cu有效性质量分数的提取能力(设其符号为u)依次为u(NH4NO3)>u(HCl)>u(CaCl2);而对有效性Cr,HCl提取量为最高;盐基离子,尤其是NH4、NO3效应和酸效应(H+)大大促+-进了土壤中重金属离子的环境危害行为。