洱海流域不同岩性区典型灌丛群落特征

灌丛植被是山地生态系统的重要组成部分,研究岩性、海拔与灌丛群落结构的关系,对于揭示山地生物多样性维持机制具有重要意义.通过植物群落学调查及方差分析,研究洱海流域典型灌丛对岩石特征、海拔梯度的响应.结果显示:洱海流域7个岩性区13块样地共记录维管植物115种,共划分出8个群系、13个群落.海拔3 000 m以下范围岩石除...     

森林生态系统土壤真菌群落及其影响因素研究进展

真菌是全球生物多样性的重要组成部分,在森林生态系统功能中发挥着重要作用,通过共生-寄生的相互作用影响着动植物的群落结构。高通量测序技术(Roche FLX 454,Illumina MiSeq)的兴起,使得研究人员能够仔细构建真菌群落的生物地理格局和生态效应,极大地促进了人们对真菌功能特征、多样性的理解。文章综述了森林生态系统真菌群落的最新研究进展,分析了真菌群落多样性地理尺度上的变化趋势与驱动因素,并重点关注植被类型与真菌多样性的关系。研究结果发现,地理距离引起的森林类型的变化是影响真菌群落的主要因素之一。在森林生态系统中,海拔梯度的真菌群落多样性存在上升、下降、"单峰"、无显著变化4种模式,且不同森林类型的驱动因素也存在差异。森林土壤真菌群落组成和多样性受到各种土壤特征(pH、C/N)的影响,植被类型对真菌群落的影响方式也存在不确定性。在今后的研究过程中,有必要对较小尺度上真菌群落的分类和功能结构进行更多分析,探讨海拔梯度下优势植被多样性与真菌群落的关系。在植被类型复杂多样的森林生态系统中,对特异性树种、混交林以及林区(从土壤到植物圈)真菌群落的分类和功能结构进行进一步研究。此外,了解驱动元素循环的生物(人类、植物和土壤生物)以及调节其活动的环境条件(气候、土壤理化特性和地形),从而提高我们对真菌群落与生态系统功能的认识,利用功能基因探索真菌群落组成并探索生态系统功能之间的联系。     

陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对全球变化的响应与适应研究进展

生态系统植物和土壤微生物群落多样性受氮沉降、气候变暖、大气CO_2浓度升高(eCO_2)、极端干旱等全球变化的强烈影响,深入认识和理解全球变化下植物群落-土壤微生物群落的关系对生物多样性保护至关重要。文章综述了陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对以上4种全球变化单因子和多因子(双因子、三因子及四因子)交互作用的响应与适应规律。主要结论为,(1)氮沉降、气候变暖和极端干旱均改变了植物和土壤微生物的群落组成,呈现降低、增加和无影响3种效应,大多数研究结果是降低效应,例如高氮沉降和长期低水平氮沉降减少了植物多样性,微生物群落多样性的下降幅度随氮沉降时间和量的增加而加强;气候变暖改变了植物的物候,降低了植物多样性,促使土壤微生物群落的演替分异;极端干旱导致植物组成发生了方向性的变化,植物多样性降低并促进盐生植物的生长,土壤微生物量和活性降低并促使转向渗透胁迫型策略。(2)eCO_2增加促进植物光合作用从而刺激植物的生长,对植物多样性的影响取决于资源可利用性,一般增加根际细菌和土壤真菌的相对丰度以加快土壤的碳源利用。(3)全球变化多因子交互作用下植物-土壤微生物群落多样性的关联效应主要为协同、累加、抵消或非加性等,其中氮沉降×气候变暖为累加;氮沉降×eCO_2对植物生物量的影响为协同增效,而对植物群落可能是相反或抵消;气候变暖×eCO_2对土壤微生物群落为累加;三因子和四因子交互作用对植物和土壤微生物群落为非加性,较难预测。最后指出当前的研究不足和今后的发展方向:(1)加大不同时空尺度的植物和土壤微生物群落研究;(2)精确全球变化多因子交互作用对植物和土壤微生物群落多样性影响的估算。     

森林土壤种子库研究进展

土壤种子库与物种多样性存在密切相关性,森林土壤种子库是植被天然更新的物质基础。文章阐述了森林土壤种子库的内涵、森林生态系统土壤种子库的基本特征及其主要研究方法,探讨了影响种子库的基本因素及当前极为关注的热点问题。在受损森林生态系统目标树种培养、植被群落快速恢复和生态系统科学管理等领域仍存在一些理论和实践急待解决的问题,如随着群落进展演替土壤种子库种子数量在增加而质量却在逐渐下降,面临如何解决生态系统健康稳定发育和物种多样性长期维持问题。文章认为今后应加强土壤种子库与生物多样性保护、防止外来物种入侵乡土物种利用及对全球变化的响应等领域的研究工作,以期为从事森林土壤种子库研究和退化森林植被群落恢复实践提供理论指导。     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程.生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因此导致生态系统功能衰退.植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响.土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升.其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加,也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的.由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响微生物生物量将可能减少,因为在大多数陆地生态系统中,有机碳源限制着土壤微生物的活性.     

Influences of global environmental changes on arbuscular mycorrhizal fungal communities: a review北大核心CSCD

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌是生态系统地上地下部的重要连接体,对其群落结构特征的研究有助于菌种资源的发掘和生态系统的可持续发展.人类生产生活活动对全球环境带来了一系列的改变,如二氧化碳和臭氧浓度升高、氮沉降、增温及降水减少/增多等,全球环境变化对AM真菌群落结构的影响也引起了广泛关注.针对二氧化碳和臭氧浓度升高、增温、氮沉降和降水减少/增多等全球环境变化因子,总结其对AM真菌群落结构影响的国内外研究进展,探讨全球环境变化对AM真菌群落的可能作用途径.已有模拟全球环境变化实验研究主要集中于北半球的草原、农田和森林系统.大多研究发现二氧化碳和臭氧浓度升高未对AM真菌多样性产生不利影响,但使AM真菌群落结构显著分异.氮沉降和增温对AM真菌多样性的影响表现为降低、无显著影响和增加等多种情况,对AM真菌群落结构的影响也表现为未显著和显著分异,主要与模拟实验处理方式、增加幅度、土壤养分水平和生态系统类型等因素有关.降水减少未显著影响AM真菌群落结构和多样性,而降水增加使AM真菌群落结构发生显著分异.这些研究主要注重AM真菌群落结构和多样性如何改变等生态现象而潜在机理探索以及热带和南半球不同生态系统下的研究尚不足.另外,鉴于全球变化因子间的关联性,复合因子对AM真菌群落结构的影响值得重视.(图1表4参113)     

捕食动物物种多样性的重要性

关于生物多样性与生态系统功能和生命延续之间联系的争论,在很大程度上忽略了捕食者物种多样性的作用。鉴于在食物链上处于较高位置的动物灭绝危险更大的事实,研究捕食者物种消失也是很重要的。现在,对一个沿海沼泽群落所做的一项研究(跟踪节肢体动物捕食者、食草动物和植物的命运)表明,捕食动物物种多样性是保持生态系统健康发展的重要因素。当捕食动物物种多样性高时,它们彼此之间相互影响,强烈的捕食者效应得到分散。这一作用使得生态系统能够缓冲食草动物和植物丰度的较大变化,从而保持食物链的稳定。(肖辉林摘自 Nature, 2004, 429: 4…     

模拟增温对土壤真菌群落组成及多样性的影响

为探讨温度变化后土壤微生物中真菌的变化情况,利用野外模拟增温小室(OTC)对青藏高原高寒草地0—15 cm和15—30 cm土层进行增温,采用Illumina-MiSeq高通量测序技术和成对的通用引物gITS-7F和4R对土壤真菌2区进行测序,研究青藏高原高寒草地生态系统中土壤真菌多样性对温度的响应,同时采用典型相关性分析方法研究土壤理化性质、地上植被指标以及环境三参数对土壤真菌的影响。研究表明,(1)真菌群落稀释性曲线发现物种的丰富度(observedspecies):Ma (0—15 cm不增温)Mb (15—30 cm不增温)Fb (15—30 cm增温)Fa (0—15 cm对照)。(2)土壤真菌群落Alpha多样性指数表明,Shannon指数和Simpson指数均呈现MbFbMaFa,而Chao1指数呈现MbFaMaFb。说明相较于对照,增温会使真菌群落多样性有所降低。(3)通过测序分析,土壤中真菌检测出数量较多的门,包括子囊菌门(Ascomycota 47.4%—66.6%)、担子菌门(Basidiomycota 7.0%—14.8%)、接合菌门(Zygomycota 3.4%—17.2%)等,但依然有6.7%—38.7%无法鉴定到门的物种。(4)pH、微生物氮与真菌存在显著相关关系(P0.05),相关系数分别为r=0.321 8,r=0.231 8。总之,研究发现增温使土壤真菌丰富度和群落多样性降低,优势菌种为子囊菌门、担子菌门和接合菌门,土壤pH和土壤微生物氮是高寒草地土壤真菌多样性的重要影响因子。研究结果可为预测全球变暖生态系统的变化方向提供数据基础。     

中国南方丹霞地貌区植物群落与生态系统类型多样性初探

中国南方丹霞地貌丰富的地形地貌为群落和生态系统多样性创造了的条件,而生态系统多样性又是群落多样性的基础.文章针对中国南方主要丹霞地貌区的群落和生态系统,进行了初步的数据统计与实地调查,结果表明:丹霞地貌区域内植物群落和生态系统类型十分丰富,有17个植被型,185个群系;生态系统类型有47类,自然生态系统14类,人工生态系统15类,复合生态系统18类.其中包含有3种丹霞地貌特有群落和2种特殊生态系统.另外,丹霞地貌区小尺度范围内高度多样化的生态系统在整个地貌区普遍存在,这也是南方丹霞地貌区生态系统复杂化和高度复合化一种体现.     

植物功能多样性及其与生态系统功能关系研究进展

生物多样性影响生态系统的多种功能。生物多样性的急剧丧失使得对其影响评定尤为重要和紧迫,因此,生物多样性与生态系统功能关系成为生态学研究的热点问题之一,其中功能多样性与生态系统功能关系的研究成为近十年该领域研究的重点。文章首先概括了植物功能多样性的多种定义,并详细介绍了目前被广泛接受的定义"功能多样性是某一群落内物种间功能特征的变化范围或指特定生态系统中所有物种功能特征的数值和范围"。其次重点阐述了围绕植物功能多样性开展的5个重要研究论题:(1)分别从功能丰富度、功能均匀度、功能离散度3个方面介绍了功能多样性算法,并强调要注重多指数相结合以综合描述功能多样性;(2)植物功能性状间主要体现为权衡关系,植物功能性状受到了气候、土壤、海拔、地形地貌、放牧、土地利用方式等一系列因素的影响;(3)基于植物功能性状更有利于探讨环境过滤和相似性限制对群落构建的驱动作用;(4)功能多样性与物种多样性间呈现正相关、负相关和饱和曲线等一系列关系,之所以呈现不同关系与资源状况和外界干扰密切相关;(5)尽管很多研究都证明了功能多样性对生态系统功能具有正效应,但依然存在两个主要的争议,一方面是物种多样性、功能多样性在生态系统功能维持中的相对重要性,另一方面是选择效应与互补效应在功能多样性与生态系统功能关系中的适用性。最后,提出了该领域需要进一步深入开展的4个研究方向:开展多尺度研究、重视多营养级研究,加强野外观测与受控实验相结合的研究、深化生态系统多功能性的研究。     

土地利用变化对生物多样性的影响

土地利用变化对生物多样性影响是生物多样性受到威胁的重要因素.文章对土地利用变化对基因多样性、物种多样性、生态系统多样性影响方面的研究进行了总结分析,并提出了新的展望.土地利用变化对基因多样性的影响涉及了对物种生境的隔离、农牧业活动对物种改良和生境条件的改变方面,目前还主要集中在对少数物种繁殖过程方面影响的研究;土地利用变化对物种多样性影响包括对物种优势度和丰富度、种间关系、物种分布格局、物种入侵和灭绝方面的影响,目前对物种丰富性和多样性影响方面研究较多,对物种灭绝、物种入侵和种间关系影响方面的研究极少,且还限于大型动物和植物,对微生物和小型动植物研究却很少;土地利用变化对生态系统的影响涉及了对生态系统结构组成及分布方面的影响.另外,目前缺少土地利用变化对基因多样性、物种多样性和生态系统多样性综合影响方面的研究,难以量化和预测土地利用变化对生物多样性影响效应.未来需要综合考虑基因多样性、物种多样性和生态系统多样性方面,系统开展土地利用变化对生物多样性影响的趋势和机制方面的研究,定量预测土地利用变化对生物多样性的影响.     

晋西北饮马池山植物群落物种多样性沿海拔梯度的变化

物种多样性对海拔梯度的响应是植物生态学研究领域的热点。为探究温带半干旱-半湿润过渡地带山区物种多样性沿海拔梯度的分布规律,以吕梁山脉北段饮马池山为研究对象,通过野外群落调查,分析了饮马池山阳坡植物群落α多样性和β多样性对海拔梯度的响应。结果表明:在海拔梯度上,样地内共调查物种29科69属97种,群落物种组成具有明显的温带性质;从低海拔到高海拔植被依次分布有山前山地草原(1 710-1 915 m)、山地灌丛草原(1 915-2 110 m)、山顶亚高寒草甸(2 110-2 200m),灌草丛群落主要分布在1 900-2 100m。植物群落草本层α多样性大于灌木层,随着海拔的升高,植物群落物种丰富度呈"M"型变化趋势,在1915m和2110m处最大;灌木层α多样性指数呈单峰型变化趋势,在2 060m处最大;草本层α多样性指数呈波动变化趋势,α多样性指数在1 900-2 100m处呈下降趋势。Sorensen指数在海拔1 860-1 915 m和2 110-2 153 m之间出现两个最小值,而Cody指数出现两个峰值,表明该海拔地段β多样性最大,样地群落间相似性低,成为物种更替速率较快的过渡地带。在温带山区,以β多样性为指标测量群落间或生境间环境梯度变化较为可行,海拔变化对山地植物群落物种多样性差异产生直接或间接的影响,这对管理和恢复温带山地植被以及维持生态系统稳定具有重要指导意义。     

腾格里沙漠沙坡头地区土壤微生物多样性分析

为了揭示沙坡头沙漠固沙区与流沙区不同植物根际微生物群落结构的组成、丰度和多样性对沙漠极端环境的响应,采用DNA提取试剂盒提取土壤总DNA,对细菌群落编码16S rRNA的基因(16S r DNA)的V4~V5区进行Mi Seq测序,分析各样品中细菌群落结构的组成、丰度以及多样性指标,通过非度量多维尺度(NMDS)法和文氏(Venn)图解释微生物群落结构对环境的响应。固沙区与流沙区不同土壤样品微生物群落在门水平上主要以变形细菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和蓝细菌门(Cyanobacteria)为优势类群。在属水平上,不同样品优势类群差异明显。11个样品在NMDS纵轴方向上按照固沙区与流沙区分为2大组,说明微生物类群对人工固沙做出了环境响应。文氏图分析结果表明,尽管不同样品之间存在一定差异,但存在共有微生物类群,可能在沙坡头沙漠生态系统中发挥着核心作用。蓝细菌以及根瘤菌在沙生植物固沙过程中对于提供营养物质等生物地球化学循环起着重要作用。     

天山北坡雪岭云杉森林土壤微生物群落及影响因素研究

土壤微生物是维持森林生态系统平衡与土壤养分的一个重要因素。雪岭云杉林是天山重要的生态屏障和珍贵生物资源,其生态系统的固碳能力持续提升。研究雪岭云杉森林土壤微生物群落特征及微生物与土壤养分之间的互作关系,对维持雪岭云杉森林生态系统质量,促进雪岭云杉森林生态系统可持续发展至关重要。以天山北坡雪岭云杉林表层土为研究对象,利用宏基因组技术,探究天山北坡雪岭云杉林土壤微生物群落组成和多样性及其影响因素。结果表明,天山北坡雪岭云杉林土壤微生物群落特征表现为细菌相对丰度82.5%,真菌1.3%,古菌0.5%,其他15.7%。细菌Alpha多样性在中东部和西部之间有显著性差异;古菌Beta多样性在中部与西部存在显著差异,且中部和东部之间极显著;细菌Beta多样性在3个区域之间均有显著差异,其中西部与东部极显著;真菌Beta多样性仅中部与东部存在极显著差异。古菌多样性主要受有机碳、总氮、pH和土壤湿度的影响;细菌多样性主要受氮素、pH、年均降水量和年均摄氏温度的影响;真菌群落多样性主要受微生物碳和年均摄氏温度的影响。综上说明,土壤因素和水热条件在天山北坡雪岭云杉林土壤微生物群落分布中起主要控制作用,其中...     

生态系统服务研究的问题与展望

生态系统服务的研究是当前资源经济学和生态经济学的研究热点之一。通过分析生态系统服务的概念辨析,认为从生态系统功能的定义过渡到生态系统服务定义的过程中,在关注生态系统整体性的同时忽略了生态系统要素之间的相互作用,导致生态系统服务的评估中可能存在着重复估值或者估值不全面等风险。针对目前的很多生态系统的评估对生态系统的耗损贬值和环境退化所造成的负效益的忽略,以及对人类活动的干扰和气候变化等对生态系统服务产生影响研究不足,提出在今后的研究中应该在深入理解生态系统的复杂生态学机制的基础上,结合数学模型模拟在不确定性下的各种风险损失,加强对生态系统服务的时空动态分析,重视在气候变化、经济发展、环境污染、城市化以及人类活动的过度放牧和过度开垦引起的水土流失、环境退化、荒漠化等土地利用变化的干扰时生态系统服务的变化和反馈,更进一步分析和预测生态系统服务的损益和响应研究;通过长期的试验监测揭示生物多样性和生态系统的关系,测度出土地利用和环境变化对生物多样性的影响和边际效益,及其对生态系统服务的影响的弹性值,实现生态系统服务的精确估值;关注生态系统服务对人类福利的影响,尤其重视贫困地区和生态脆弱区的生态系统服务对减小贫困的研究,建立科学的生态补偿机制,实现可持续发展。     

雅鲁藏布江下游高山峡谷区林下草本植物多样性沿海拔梯度变化特征研究

研究山地植物多样性的海拔梯度分布规律,对揭示草本植物物种多样性对环境变化的响应机制至关重要。以派墨公路沿线森林草本植物群落为研究对象,通过野外调查分析了不同海拔段(2 300～3 500 m)林下草本植物群落结构及物种多样性(α多样性、β多样性)的变化格局。结果发现：1)调查区内共分布物种29科47属60种,群落物种组成具有明显的温带性质;2)林下草本植物α多样性指数呈波动变化趋势,除Pielou指数外,海拔对Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均具有显著性影响,且在较低海拔和高海拔处呈现较高的多样性;3)林下草本β多样性Sorensen指数在海拔2 337～2 557 m和2 971～3 203 m出现两个最小值,而Cody指数在海拔2 337～2 557 m和2 971～3 203 m呈上升趋势且在2 337～2 557 m和2 971～3 203 m出现2个峰值,表明该海拔地段β多样性最大,在这两个海拔段内群落间相似性低,成为物种更替速率较快的过渡地带。本研究能够为公路沿线森林生态系统草本植物多样性的保护提供理论指导和支撑。     

长白山森林不同演替阶段土壤微生物群落结构

森林生态系统是陆地生态系统中最为重要的类型之一,土壤微生物是森林生态系统的主要调节者。随着森林演替的正向进行,地上植物类型和多样性的改变会造成土壤微生物群落结构组成的差别。为了深入探究长白山森林不同演替阶段的土壤生物学特性,为长白山地区森林资源的可持续发展提供理论数据,本研究选取长白山年龄为30年、70年、300年的森林样地,分析了长白山森林不同演替阶段土壤理化性质和微生物群落水平上的演变规律。结果表明,不同演替阶段土壤微生物群落结构存在差异,70年与30年和300年相比具有明显的变化,70年的土壤微生物总PLFAs含量以及多样性均显著高于300年,且土壤微生物群落结构受到土壤pH和土壤养分含量的显著影响。     

青藏高原东缘高寒草甸土壤纤毛虫群落的季节变化特征

土壤纤毛虫是土壤微型生物系统的重要组成部分,在生态系统的物质循环和能量流动中发挥着重要作用。研究青藏高原高寒草甸土壤纤毛虫群落的季节变化特征,有助于认识区域及全球变化对土壤动物群落结构及其多样性的影响,可为退化生态系统的恢复评价提供科学依据。于2015年4月、7月、9月和12月在甘南合作市附近的高寒草甸选取典型样地,采用"非淹没培养皿法"、"活体观察法"等测定土壤纤毛虫物种数和密度,同时测定了土壤含水量、土壤温度、光照度、pH值及土壤养分等相关环境因子。结果表明,春夏秋冬土壤环境因子变化有显著差异,4个季节分别检出纤毛虫97、141、105、78种,其中,旋毛纲(Spirotrichea)和裂口纲(Litostomatea)为优势类群。Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pieluo指数均为春季相对较高,Margalef指数、物种数和丰度均为夏季最高,纤毛虫的垂直分布具有表聚性。土壤纤毛虫群落结构和环境因子的冗余分析表明,土壤温度、全磷含量、光照度和含水量等均影响了甘南高寒草甸土壤纤毛虫群落的分布,其中土壤温度是关键限制因子。该研究结果有助于深入理解和准确预测高寒草甸牧区的土壤纤毛虫在生态系统养分循环中生态功能的变化特征。     

红松洼自然保护区土壤螨群落结构对短期围栏封育的响应研究

草原生态系统中土壤螨是最具优势的土壤动物类群之一,具有很高的生物多样性,因此,在进行土壤环境变化的评价和监测时,应充分考虑土壤螨在物种水平上的多样性和群落结构特性。为了解红松洼自然保护区土壤螨群落结构和多样性特征及其对短期围栏封育的响应,筛选出可用于草原生态系统的监测和评价指标特征,设置固定研究样地进行围栏封育,采用样方法对围栏内封育区和围栏外自由放牧区土壤螨群落结构和多样性进行调查。结果表明围栏内土壤螨种数(41种)比围栏外(21种)多近1倍,其中,无气门、前气门、中气门和甲螨分别由围栏内的6、6、7和22种下降为围栏外的3、2、3和13种;围栏内较围栏外的物种数-样点数量关系曲线更好地拟合了"物种数-样点数量双曲线关系方程",围栏内a/b值(44)是围栏外的(12)近4倍;优势种棘下盾螨(Hypoaspis queerlandicus)的表土层密度围栏内比围栏外高2.9倍,围栏内、外表土、中层、底层垂直密度比分别为44:8:1和3:3:1,表聚垂直分布型发生了明显变化;围栏内中气门和棘下盾螨的雄性密度分别比围栏外高25.7%和6.7%。这些结果说明:物种丰富度、物种数-样点数量关系、优势种棘下盾螨密度垂直分布和捕食螨雄性密度指标特征较敏感,可作为草原生态系统土壤质量的监测和评价指标。本研究首次报道了红松洼自然保护区土壤螨的种类名录和组成结构特征,为进一步的研究和方法的建立奠定了基础。     

两种人工林对工程建筑废弃地植被初始生态恢复的影响

以隔河岩水电工程建筑废弃地初始生态恢复中人工构建植被为研究对象,在样地调查的基础上,分析了废弃地退化生态系统植物多样性和植物群落组成与结构的恢复对种植植物种类的生态响应。通过与周围未治理废弃地及自然次生林群落组成与结构的比较,研究了该废弃地植被的生态恢复进程。结果显示,苗木种植促进了本地植物种类在废弃地的扩散和定居,初步形成了具一定组成与结构的群落类型,是一种及时有效的生态恢复技术。但不同的苗木种类对废弃地植被初始生态恢复的效果不同,通过比较圆柏(Sabinachinensis)和湿地松(Pinuselliottii)2种人工林的生物多样性及群落组成与结构,认为圆柏林的初始生态恢复效果比湿地松林好。