旱泉沟流域次生植被不同恢复阶段的多样性特征

采用TWINSPAN和DCA对旱泉沟流域次生植物群落进行了数量分类和排序,将植物群系划分为不同的群落类型,显示出植被群落的分布格局。在此基础上,应用物种丰富度、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别研究不同植被群落类型物种多样性。通过各种指数对比,得出以下结论：①植被被划分为7个群落类型,代表了植被恢复的不同阶段;②对于特定的研究区域茶树沟,制约植被群落类型、植物种分布格局的主要因素是水分和热量;③从阶段Ⅰ到阶段Ⅶ,Simpson优势度指数,乔木、灌木、草本基本持平,Shannon-Wiener多样性指数为乔木〈灌木〈草本,Pielou均匀度指数,乔木〉草本〉灌木,物种丰富度逐渐升高。群落的物种组成和空间结构逐渐复杂化,并趋于稳定。     

藏东地区植物群落分布格局与环境因子的关系

认识山地植物群落分布及其与环境因子的关系,掌握物种多样性随环境因子的变化规律,能够为山地生物多样性保护和生态恢复提供科学依据.以藏东昌都地区植物群落为研究对象,在野外调查的基础上,通过层次聚类分析和冗余分析（RDA）对植物群落进行分类,分析群落分布与环境因子的关系,并通过线性回归分析物种多样性与环境因子的关系.结果显示,层次聚类将105个植物调查样方划分为7个群丛;RDA排序结果较好反映了藏东植物群落分布与环境因子之间的关系,决定区域植物群落分布的主要环境因子为海拔、坡向、坡度、土壤pH值和土壤速效磷含量（P <0.001）;海拔、坡向和坡度对群落物种多样性有显著影响（P <0.01）,而土壤pH值、土壤速效磷含量与植物群落物种多样性无显著相关关系（P> 0.05）.本研究表明藏东地区植物群落分布格局主要受地形和土壤因子的驱动,而影响物种多样性的关键因子是地形因子;上述研究成果有助于提高对区域生物多样性分布规律及驱动机制的认识,对藏东地区不同环境条件下生物多样性保护和受损植被的生态修复具有重要意义.（图4表1参55）     

火烧和植造桉林对南亚热带退化草坡土壤种子库的影响

对南亚热带典型火烧草坡迹地和人工造桉林后的退化草坡土壤种子库进行了取样调查,采用种子萌发试验研究了这些不同处理的土壤种子库特征,结果表明:(1)火烧处理对土壤种子库有显著影响,具体表现为种子库储量减小、物种种类减少、优势种组成单一、物种多样性指数和地上植被相似性系数低、土壤种子库物种组成与地上植被物种组成差异显著;(2)种植桉树对土壤种子库储量、物种生活型分布、土壤种子库物种组成与地上植被物种组成差异均没有影响,但能增加草本物种种类;(3)火烧并种植桉树对土壤种子库的影响与火烧处理结果一致,能使土壤种子库中优势物种种子密度增加,但不能增加草本种类在种子库中的密度.该研究表明采用火烧处理有利于南亚热带退化草坡植被恢复;采用种桉树的方法短期内植被恢复的效果不明显;退化草坡的植被恢复需要适度的人为干预与调控.     

上海市公园植被景观格局

在GIS技术支持下,应用景观生态学方法,选取植被景观构成、斑块密度、边缘密度、聚集度指数、蔓延度、Shannon多样性指数、景观连接度指数等景观格局分析指标,从植物群落角度对上海市建成区范围内的5个公园进行植被景观格局分析.结果表明:(1)在所调查的五个公园中,植被基本以常绿阔叶林为主,其次是落叶阔叶林,存在物种多样性较低、群落结构简单的问题;(2)研究区内的景观主要受到少数几种植被类型控制.且优势斑块空间分布较为集中,不同植被类型连续性较好,在功能和生态过程上联系紧密;同一类型的植被邻近程度较高.除优势斑块外,其他景观类型分布较为均匀,空间异质性程度较大,物种的空间配置比较多样化;(3)有些公园因为存在大面积的人工建筑使得相同类型的植被在空间上被分割,从而出现破碎化程度较高、景观边缘密度较大、蔓延度较低等的问题.     

天宝岩国家级自然保护区4种类型泥炭藓沼泽植被组成及其与环境因子的关系

基于野外样地调查资料,运用主成分分析(PCA)与冗余分析(RDA)等方法,研究天宝岩国家级自然保护区4种类型泥炭藓沼泽(泥炭藓类型、水竹类型、垂穗石松类型和灯芯草类型)的植被组成、物种多样性特征及其与土壤层和苔藓枯落物层环境因子的相关性.结果表明:研究区内共有植物28科41属44种,4种类型泥炭藓沼泽的物种组成差异性较大,但科属种的分布比较均匀;植物区系分析发现,天宝岩泥炭沼泽植被区系主要由泛热带分布型和北温带分布型2类构成;PCA结果显示,同种类型泥炭藓沼泽各样地的分布较为集中,个别样地分布比较分散,但4种类型泥炭藓沼泽样地之间的差异较大,PCA二维排序图清晰显示了4种类型泥炭藓群落与环境因子之间的相关性;而RDA表明,土壤容重、木本层盖度、土壤自然含水量和苔藓枯落物层最大持水率成为影响其植被组成的主要环境因子,这些因子能够显著解释物种多样性变化的最小组合.本研究结果表明,不同类型泥炭藓沼泽物种组成对环境因子的响应有差异,而环境水分特征是影响其植物组成分异的主要驱动力.     

京西九龙山林下植被物种多样性及其空间分异研究

基于北京九龙山植物群落的样地调查数据,采用Shannon-Wiener多样性指数指标对九龙山林下植物物种多样性及其空间分异做相关研究。结果表明,该研究区域物种多样性较低,基本维持在0～3.62,均值为2.40,乔木人工林林下物种多样性高于天然灌丛;九龙山林下物种多样性存在明显的垂直及水平分异,其中垂直分异主要表现为：南山随着海拔升高林下植被物种多样性降低,中山随着海拔升高林下物种多样性呈“V”型变化,北山海拔300 m以下随着海拔升高林下物种多样性降低,海拔300～400 m林下物种多样性波动较大,650 m以上林下物种多样性较高且随着海拔的升高而增高;水平分异主要表现为：在海拔400 m以下地区,林下物种多样性表现为油松>侧柏>黄栌>侧柏-元宝枫混交林;海拔400～650 m地区为天然灌丛物种多样性最高,元宝枫最低;海拔650 m以上地区,华北落叶松林林下物种多样性最高,荆条林最低。京西九龙山人工林林下植被物种多样性存在明显的空间分异,而造林树种、立地条件、人为干扰强度是影响该地区林下物种多样性及其空间分异的主要原因。     

水位调节对三峡水库消落带植被群落特征的影响

水位运行或调节模式是影响水库消落带植被组成与结构的关键因素,三峡水库独特的水位调节形成了具有明显不同出露-淹没特征的梯度性消落带.为了解水位调节对三峡库区消落带植物群落特征的影响,选择在三峡水库高水位运行5年后,在库区腹地3个受人为干扰较小且近自然状态的消落带,开展了不同高程(150 m、160 m和170 m)梯度的消落带植被物种组成、盖度、生物量、生物多样性和优势物种的比较研究.结果显示:消落带植被共有51种植物,多年生和一年生植物分别为25种和26种;随着高程增加,总物种数量越来越高,3个高程分别为8种、22种和45种分布;150 m高程盖度和生物量明显低于160 m和170 m两个高程,而后两者均没有显著差异;不同水位高程优势种明显不同,以白酒草为主的一年生植物多分布在消落带170 m高程,以狗牙根和马唐为主的多年生和一年生植物分布在消落带的160 m高程,以狗牙根为主的多年生植物分布在150 m高程;生物多样性指数随着高程的增加而变大,其中Shannon-Wiener多样性指数在150 m、160 m和170 m高程分别为0.877±0.298、2.137±0.186和3.097±0.407.综上表明,水位调节导致三峡水库消落带植被在30 m高程(145-175 m)范围内形成了不同组成与结构的群落,优势物种间差异可能是消落带植物对三峡水库水位调节模式的一种适应性策略体现;150 m高程出露时间相对较短,其土壤沉积物淤积严重,表层土壤种子库萌发受影响,物种数量、生物多样性、植被盖度和生物量明显低于其他高程,自然恢复能力较差.     

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.     

城郊集约化农业景观不同生境类型下植物时空多样性变化

分别于1996和2013年调查了湖北省潜江市郊区农业景观,研究不同农作生境和半自然生境中植被物种组成和丰富度,以揭示农业集约化和城市化发展背景下农业景观中植物多样性的时空分布变化趋势。分析显示,1996到2013年间研究区植物多样性总体呈现下降趋势,其中,农作生境中物种丰富度下降较多,物种组成趋于单一化;各生境优势物种都有明显变化,但相对于农作生境,半自然生境优势物种变化更大;农作生境和半自然生境农田耐受种种数差异不大;半自然生境物种丰富度和植被组成变化不显著,但城市化导致部分半自然生境丧失,可能对物种多样性的维持构成威胁。这说明近十多年农业集约化对城郊农业景观植物多样性影响显著,但半自然生境中植物多样性相对于农作生境受到的影响较小,可对农业景观中植物多样性的保护发挥重要作用。因此,城郊农业景观植物多样性的保护,不但需要降低农业集约化,采取环境更加友好型措施,而且需要在城市化进程中加强对半自然生境的保护。     

高寒小嵩草草甸种子库和种子雨动态分析

对小嵩草草甸种子库的大小和物种组成及与种子雨、地上植被的关系进行了初步研究 .结果表明 ,返青期和枯黄期小嵩草草甸种子库单位体积 (1.0m× 1.0m× 0 .1m)分别有种子nf=10 5 5 0粒和nk=13 815粒 ,分别由 2 2种和 2 4种植物组成 ,分属 9个科 .其中 ,莎草科、豆科和龙胆科占优势 ,禾本科所占比例较小 .每平方米种子雨nr=8436 .4粒 ,由2 5种植物组成 ,分属 10个科 ,莎草科和禾本科所占比例较大 .种子库和种子雨在物种组成上有一定的相似性 (r =0 .76 0 0 ,P <0 .0 1) ,二者共有 19个种 ,分别占种子库和种子雨物种总数的 82 .6 1%和 90 .48% .地上植被与种子库的相似性较小 ,地上植被中有 43.2 4%和 5 1.35 %的植物分别在返青期和枯黄期种子库中出现 ,6 0 %的植物出现于种子雨中 .在物种分布和优势度上 ,地上植被与种子雨间一致性较高 ,但它们与种子库间有一定的分歧 .从地上植被到返青期时的种子库 ,物种多样性降低了 1.6 1% ,从而说明种子库不仅是地上植被补充更新的源泉之一 ,而且是维持植物物种多样性的一种机制 .图 3参 13     

塔里木河下游典型绿洲边缘物种多样性特征和种群分布格局

2008年夏季采用样带样方法对塔里木河下游典型绿洲边缘7个断面进行植被调查,采用α多样性指数(丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数)和β多样性指数(Whittacker指数和Cody指数)分析环境梯度下种群多样性变化规律,利用种群分布格局指标(扩散系数、负二项参数、平均拥挤度、丛生指标和聚块性指标)定量分析绿洲边缘10个植物种群格局特征.结果表明:塔里木河下游典型绿洲边缘物种多样性特征受到土壤水分、盐分等因素限制,物种丰富度整体处于较低水平;α多样性指数表现为绿洲＞过渡带＞流动沙丘;从绿洲、过渡带到流动沙丘β多样性指数呈下降趋势;种群分布格局分析结果表明绿洲边缘10个植物种群均呈聚集分布,集群分布状态反映了干旱区植物种群对生存环境的适应特征.     

旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性特征

利用双向指示种分析方法(Two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和6个物种多样性指数,研究了旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性的特征.结果表明:1)TWINSPAN将所有样地划分为9类植被景观区,从Ⅰ区到Ⅸ区,随着旅游干扰程度的增加,植被景观大致由乔灌草区向灌草区、草本区和居民区方向变化.2)乔木层物种的丰富度和综合多样性随着旅游干扰的减小而趋于增加,但是其均匀度没有表现出明显的规律性.3)灌木层物种的丰富度和综合多样性也随着旅游干扰的减小而趋于增加,至于其均匀度,则呈现出在中度干扰下值最大,干扰很小的地方次之,在重度干扰下则最小.4)草本层物种的丰富度、均匀度和综合多样性指数均在旅游干扰适度的地方达到了最大值,在旅游干扰很小的地方,各种值则次之,在干扰严重的地方为最小.5)从整个植被层物种多样性的角度看,随着旅游干扰程度的减少,物种丰富度指数、均匀度指数和综合多样性指数均呈现趋于增加的趋势.表4参15     

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。     

川西南不同植被木本物种多样性与土壤有机碳积累

为了探讨川西南不同植被对物种多样性维持和土壤有机碳积累的生态效应,以四川宁南县高山栲Castanopsis delavayi天然林、26年生赤桉Eucalyptus camaldulensis×新银合欢Leucaena leucocephala混交林和新银合欢Leucaena leucocephala纯林为研究对象,同时以附近的退化荒地为对照,调查其木本物种多样性、植被结构及表层土壤有机碳积累。结果显示:天然林具有较高的物种多样性。人工林木本物种多样性显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。在川西南,天然林一旦遭到破坏,物种多样性很难得到恢复。人工林呈乔、灌、草3层,植被结构显著优于对照荒地(荒地没有乔木层,灌木层只有一种树种),植被结构的改善有利于物种多样性的增加。赤桉×新银合欢混交林和新银合欢纯林表层土壤有机碳储量分别为(63.39±1.47)和(64.89±1.69)t·hm-2,显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。表层土壤有机碳储量的变化趋势与物种多样性的变化相似,物种多样性与表层土壤碳储量似乎相互促进。但物种多样性与土壤碳储量的关系还有待于进一步研究。     

大空间尺度上物种多样性的分布规律

物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式.由于全球性保护行动的开展和多学科的相互渗透,把物种多样性研究推向大时空尺度方向发展,一些新的研究领域得到拓展.本文综述了物种多样性在大空间尺度上的经典研究(包括梯度变化格局、个体大小频次分布格局和物种-面积关系),同时着重探讨了经典研究的新认识及一些新领域内所揭示的新格局,主要有:生物类群间物种数的协同变化、物种和高级分类阶元的关系、局域物种多样性与区域物种多样性关系以及全球变化影响等等.参79     

不同林龄红锥人工林林下植被物种多样性恢复动态

为了解林下植被物种多样性随林龄的恢复轨迹,在广东省龙眼洞林场采用空间替代时间的方法,选取以相同方式经营的6个林龄序列(10、15、20、25、30和34年)的红锥(Castanopsis hystrix)人工林为研究对象,利用α和β多样性指数分析物种多样性随着林龄的变化趋势.结果显示:(1)共发现植物32科45属51种,其中灌木层物种有23科33属39种,草本层有9科12属12种.(2)灌木层和草本层的物种丰富度随着林龄的变化趋势类似,呈现先增加后下降的趋势;Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数随着林龄的增加呈现先增加后下降的趋势,其中灌木层和草本层Simpson优势度指数的最大值均出现在20年的林龄;灌木层和草本层的Pielou均匀度指数表现较为平稳.(3)草本层植被群落的Jaccard相似性指数和Morisita-Horn相似性指数沿恢复轨迹呈下降趋势,且草本层植被的Jaccard相似性指数和Morisita-Horn相似性指数呈显著正相关.上述结果表明不同林龄红锥人工林林下植被物种多样性变化在扰动后的恢复过程中呈现非线性关系,与传统观点一致.未来该红锥人工林林下植被随着恢复时间会维持一个较为稳定的状态.(图4表5参50)     

阳泉矿区煤矸石山复垦地不同植被下草本植物群落生态关系

为揭示煤矸石山复垦地不同植被下草本植物群落与环境因子的关系,采用TWINSPAN分类、DCA排序和物种多样性分析方法,对阳泉矿区五矿2座不同复垦年限(2003年、2013年)煤矸石山复垦地不同植被下草本植物群落60个植物样方的数据进行分类、排序与物种多样性研究.结果显示:(1)TWINSPAN分类将该复垦地不同植被下草本植物群落分为12个群丛类型,群丛Ⅰ-Ⅴ位于复垦年限(2013)较短的矸石山,群丛Ⅵ-Ⅻ位于复垦年限(2003)较长的矸石山;(2)样方的DCA排序第一轴反映了复垦年限变化,沿DCA排序第一轴从左往右煤矸石山复垦年限逐渐缩短;DCA第二轴反映了复垦地地形的变化,沿DCA排序第二轴从上到下煤矸石山复垦地由平台→边坡;(3)不同植被下草本植物群丛的物种多样性表现为平台边坡(即群丛Ⅴ群丛Ⅱ、群丛Ⅻ群丛Ⅶ),乔木林下灌草丛下(群丛Ⅻ群丛Ⅵ),复垦年限较长的群丛Ⅻ复垦年限较短的群丛Ⅴ.本研究表明植被类型、复垦年限、地形对煤矸石山复垦地不同植被下草本植物群丛物种多样性影响明显;随着复垦年限的增长,群丛向更加稳定、多样的方向更替.     

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以下范围岩石除变粒岩-片麻岩外都有分布,灌丛植被以暖温性灌丛为主,以华西小石积(Osteomeles schwerinae)、西南杭子梢(Campylotropis delavayi)、车桑子(Dodonaea viscosa)、马桑(Coriaria nepalensis)等为优势种;海拔3 000 m以上范围主要分布石灰岩、变粒岩-片麻岩、泥灰岩,灌丛植被以寒温性灌丛为主,以帽斗栎(Quercus guyavadfolia)、腋花杜鹃(Rhododendron racemosum)、密枝杜鹃(Rhododendron fastigiatum)、棕背杜鹃(Rhododendron alutaceum)等为优势种.不同岩性间灌木物种丰富度指数介于7-17之间,Shannon-Wiener指数介于1.523 3-2.540 3之间,岩性间物种多样性指数差异不显著.不同海拔间灌木物种丰富度指数介于5-13之间,Shannon-Wiener指数介于1.360 8-2.429 7之间,随海拔升高物种多样性指数表现为先升高后降低的变化趋势.群落间Jaccard关联系数介于0-0.777 8之间,Euclidean距离系数介于19.1998-82.4003之间,不同岩性、海拔间群落相似性程度差异均较明显.本研究表明岩性对洱海流域灌丛植被群落结构、种类组成及物种多样性的影响较小,但对群落相似性、优势种种类及数量的影响较大,而海拔对以上各方面的影响均较大,其中由海拔梯度变化导致气温、降水的梯度性变化是关键因素,同时可能还与原生植被、土壤及人为干扰等因素有关.(图2表6参59)     

泥石流频发流域物源区坡面植被群落特征

为了解泥石流频发流域物源区坡面的植被特征和物种多样性,以蒋家沟流域沟谷南坡、北坡坡面为研究对象,对不同坡位植被群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析不同坡位群落的物种组成、重要值、物种多样性、地上地下生物量,并将地上地下生物量与多样性指数进行相关性分析.调查样地共发现植物49种,其中北坡33种、南坡23种,以草本植物为主,各坡位物种组成、重要值之间存在显著差异,主要受到演替初期先锋性草本植物的影响;扭黄茅、拟金茅、荩草、田菁的重要值相对较大,它们对泥石流频发流域物源区有较强的适应能力,为该地区的常见物种,可作为后期生态修复中的主要配置物种.不同坡位的群落特征和物种多样性存在差异,沟谷南坡ShannonWiener多样性指数表现为稳定区(2.311)失稳区(2.161)堆积区(2.036),北坡则表现为堆积区(2.626)稳定区(1.338)失稳区(1.057).生物量表现为稳定区失稳区堆积区,总体则为北坡高于南坡.基于以上结果,认为在泥石流频发流域物源区坡面植被自然恢复过程中,应加强对坡面失稳区的防治与保护,对堆积区进行合理整治,后期可通过人工引种乡土乔灌植物丰富物种组成,促进植被恢复和植物群落垂直结构的发展.     

哀牢山西坡主要植被类型的特征与物种组成

研究了云南哀牢山西坡主要植被类型的物种组成和群落生态特征,结果如下: 1)物种多样性在低山季风常阔叶林中最高; 2)乔木径级在中山湿性常绿阔叶林中最大,而乔木密度则在山顶苔藓矮林最大; 3)当取样面积达1 500m2后,各植被类型物种增加速度变得缓和. 图 4表 3参 32