油松人工林地上生物量、叶面积指数与林分密度关系的研究

在内蒙古大青山区应用"平均标准木法"测定30a生油松人工林的地上生物量,并对相似立地条件下,不同林分密度的油松人工林地上生物量及其分配规律进行了研究。结果表明:1)林分密度对油松人工林平均单株生物量和单位面积林木总生物量均有显著的影响。前者随林分密度的增加而下降,且下降的幅度越来越小,可由方程y=axb来描述;后者随林分密度的增加而上升,当密度达到一定值(阳坡为3000株/hm、阴坡为4000株/hm时)生物量增长缓慢甚至不变,可由方程y=a+bln(x)来描述。2)乔木层生物量是林分总生物量的重要组成部分。阳坡乔木层所占比例为76.06%~88.20%,阴坡乔木层所占比例为83.19%~93.75%。3)叶面积指数随林分密度的增加而增加,在相同密度条件下阳坡的叶面积指数大于阴坡,且密度愈大两者相差愈大。     

黑河流域草原蝗虫分布特征及其与生境的关系

草原蝗虫生态分布特征及其与环境因子的关系研究,是揭示蝗虫地理发生规律的理论基础。以黑河中上游天然草地为例,采用野外调查和定量分析方法,研究了不同草地蝗虫组成、生态种组分布特征。结果表明:黑河中上游天然草地的地形、气候条件和土壤、植被组成具有明显异质性;连续4年野外采集蝗虫38种,隶属于3科11属,32个多布种蝗虫在相关性系数为0.05处聚为8个生态种组,蝗虫具有极为广泛的生态适应性,同时草原区的生境决定着蝗虫的地理分布格局,研究区域蝗虫主要分布在海拔2000～3000m的祁连山地。温度因子是蝗虫种属组成的促进因子,其它因子为抑制因子;温度与降水量是蝗虫密度的促进因子;极端最低温与蝗虫种属组成存在极显著关系(r=0.706、0.761,p<0.01),与蝗虫密度存在显著关系(r=0.665,p<0.05)。     

不同放牧压力下荒漠草原土壤有机碳特征及其与植被之间关系的研究

研究了荒漠草原土壤有机碳的特征及其与植被之间的关系。结果表明:0-10cm和10-20cm土层土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而降低,未放牧区(CK)>轻度放牧区(LG)>中度放牧区(MG)>重度放牧区(HG),中度放牧区和重度放牧区分别显著低于未放牧区(P<0.05);0-10cm土层土壤有机碳含量与草地地上生物量和植被盖度具有极强的相关性,与草群高度具有较强的相关性;10-20cm土层土壤有机碳与草地地上生物量和植被盖度具有极强的相关性,而与草群高度的相关性较弱;根据相关性的强弱,建立了土壤有机碳与草地地上生物量和植被盖度的线性回归模型。     

椰心叶甲幼虫空间分布及其抽样技术研究

本文采用多种聚集度指标对椰子树Cocos nuciferaL.上的椰心叶甲Brontispa longissima(Gestro)幼虫的空间分布型进行了研究,结果表明:椰心叶甲幼虫空间分布为聚集分布;其幼虫虫口密度在不同心叶及心叶不同部位上差异极显著,并且第一片心叶上幼虫虫口密度与整株幼虫数量显著相关,利用公式y=5.70+1.26x可推算整株椰子树的幼虫虫口密度。分析寄主受害斑与虫口密度的关系表明,寄主受害斑的长(x1)、宽(x2)、长与宽交互作用(x3=x1x2)三个因子与椰心叶甲虫口密度(y)成正相关,模型y=11.81-2.69x2+0.10x3可预测全树幼虫虫口密度。     

围栏与不同放牧强度对东祁连山高寒草甸植被和土壤的影响

在东祁连山高寒草地,对围栏7年和不同放牧强度的草地进行了物种数、地上生物量、地下生物量、土壤理化性质等研究。结果表明,围栏7年的高寒草地鲜草产量为425.8 g·m-2,显著高于夏季中牧159.3 g·m-2和夏季重牧91.0 g·m-2,但与冬季轻牧、夏季轻牧差异不显著。围栏条件下的物种数为26.3种·16 m-2,显著低于其他放牧条件下的物种数,但显著高于夏季重牧条件下的物种数23.0种·16 m-2;轻度或重度放牧都会使物种数减少,夏季中牧下的物种数最高(33.5种·16 m-2)。在0~10 cm的表层土壤中,围栏7年的草地根系生物量显著高于其他放牧强度。随着放牧强度的增加,根系生物量在0~10 cm土壤中呈下降趋势,在30~40 cm土壤中则表现为升高趋势。围栏7年的土壤容重低于其他放牧强度下的土壤容重,但差异不显著;夏季重牧的土壤容重显著高于围栏7年和其他放牧强度的土壤容重。随着放牧强度的增加,0~10 cm土壤碱解氮增加,围栏7年草地最低。围栏封育可有效改善和恢复草地植被,但不能长时间禁牧不进行放牧利用。合理的放牧能够维护高寒草甸草地生态系统功能、促进物种丰富度和土壤营养的均衡。     

短花针茅荒漠草原土壤种子库对不同放牧强度的响应

在内蒙古短花针茅荒漠草原,采用野外随机定点取样与室内萌发相结合的方法,对不同放牧强度下围封草地土壤种子库的密度、垂直结构、多样性、丰富度、均匀度、以及种子库与地上植被的相似性进行了研究。结果表明,在各试验区土壤种子库主要分布在0～20cm土层,占种子库总密度的87%～96%;随着放牧强度的增加,土壤种子库总密度减少,同时地上植被与土壤种子库的相似物种数减少,种子库组成的相异性增加;轻度放牧对土壤种子库中一二年生草本所占比例影响较小,而中度和重度放牧使土壤种子库中一二年生草本所占比例增加;土壤种子库的物种丰富度、多样性、均匀度均随放牧强度的增加而减小。     

禾谷镰孢荧光定量检测体系的建立及其在玉米苗枯病上的应用

为实现对田间土壤中禾谷镰孢Fusarium graminearum的定量检测,本研究构建了土壤含菌量与玉米苗枯病病情指数的回归模型。基于禾谷镰孢甾醇14α-去甲基化酶基因CYP51C序列,设计特异性引物HQ1-F/HQ1-R,利用引物建立实时荧光定量PCR(RT-q PCR)体系,选取4个玉米自交系品种进行室内苗枯病接种试验,调查其病情指数,利用RT-qPCR体系检测土壤禾谷镰孢含菌量,并对病情指数和土壤禾谷镰孢含菌量进行回归。结果表明,仅禾谷镰孢扩增出目的条带并且可从多种病原菌土壤中检测出。RT-qPCR的熔解曲线具有单一吸收峰,扩增曲线的循环阈值与模板浓度呈良好的线性关系,扩增效率为104.7%,标准曲线为y=-3.2137x+34.9560(R~2=0.9968),最低可检测到1 pg/μL的DNA。随着土壤禾谷镰孢接菌量的增加,单位土壤禾谷镰孢含菌量呈线性增加,即y=13.603x-85.370(R~2=0.9998)。4个玉米品种的病情指数与土壤禾谷镰孢含菌量的回归曲线分别为y=0.0789x+22.0590(R~2=0.7949)、y=0.0304x+7.8686(R~2=0.9579)、y=0.0458x+23.7540(R~2=0.5420)、y=0.0471x+32.0760(R~2=0.6753)。     

基于5种植被指数的荒漠区植被生物量提取研究

荒漠区植被地上生物量是土地荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取的重要指标。本研究以甘肃民勤县为试验区,以哨兵2号(Sentinel-2)影像为数据源,构建了比值植被指数RVI、归一化植被指数NDVI、差值植被指数DVI、土壤调节植被指数SAVI及优化型土壤调节植被指数OSAVI 5种植被指数与植被实测地上生物量的估算模型(一元线性、指数、对数和二项式模型),并利用所选的最优模型,估算了研究区的地上生物量。结果表明:SAVI相较于RVI、NDVI、DVI和OSAVI指数同地上生物量之间的相关性最高(r=0.79),基于SAVI指数的二项式模型是研究区地上生物量估算的最优模型(R²=0.76),且精度较高(R²=0.73,RMSE=0.12)。民勤县的植被相对密集区主要分布于四大灌区(红崖山、环河、昌宁、南湖)、青土湖周边以及红沙岗镇西北区域,其他地域植被较为稀疏,无植被区[<0.005 kg·(100m²)^-1]、低植被区[0.005～0.2 kg·(100m²)^-1...     

内蒙古温带草地植被的碳储量

草地生态系统在全球碳循环中起着极为重要的作用。大部分草地碳储存在地下,但是实测数据十分匮乏,因此准确估算温带草地植被碳储量对评价草地生态系统碳循环具有重要意义。作为一个区域性资料积累工作,作者对内蒙古温带草地的碳储量进行了大范围的实测研究,以估算该地区草地植被的碳储量。主要结果如下:(1)内蒙古温带草地总面积为58.46×106hm2,总植被碳储量为226.0±13.27Tg C(1 Tg=1012g),平均碳密度为3.44Mg C.hm-2;(2)地下根系储存的碳是地上碳储量的6倍左右,地上、地下生物量碳储量分别为33.22±1.75和193.88±12.6 Tg C,平均碳密度分别是0.51和2.96 MgC.hm-2;(3)不同草地类型的碳储量差异较大,典型草原最大(113.25 Tg C),占草地总碳储量的50%,其次是草甸和草甸草原,荒漠草原碳储量最低(15.37 Tg C)。     

东祁连山河谷高寒草地植被群落特征及其与土壤性状的关系

为探究东祁连山河谷高寒草地植被群落特征与土壤性状的关系,根据研究区河谷地形地貌及河谷高寒草地分布特征,选取了分布在河谷山地阳坡上部和下部、河谷山地阴坡上部和下部及河谷水平阶地的5类不同植被类型的高寒草地为研究对象。研究草地植被群落和土壤性状特征及相关关系。结果表明:河谷中不同坡向、坡位高寒草地植被群落优势种不同,河谷阳坡高寒草地以嵩草属植物为主,阴坡以蓼属植物为主;阴坡植被总盖度高,阳坡低;河谷阴坡下部草层高度最高,而水平阶地最小;植被群落总科数、总属数和总种数均表现为坡下部高于上部,阴坡高于阳坡;地上生物量依次为:阴坡下部>阳坡上部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地;0~60 cm土层地下生物量依次为:阴坡下部>阳坡下部>阴坡上部>水平阶地>阳坡上部。不同高寒草地土壤性状之间有显著差异(P<0.05)。相关分析表明,土壤含水量、容重、孔隙度和全氮等指标与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度有显著的相关关系。可见,研究区河谷高寒草地植被与土壤之间的影响主要表现为土壤含水量、容重、孔隙度和全氮与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度间的相互作用。     

呼伦贝尔草原生物量估算的光谱模型

采用美国ASD公司Fieldspec3光谱仪,在内蒙古呼伦贝尔草原区进行了高光谱遥感地面观测与地上干物质量测定,并获取与试验同期的Terra/MODIS遥感数据。运用回归分析方法,构建实测归一化植被指数(ASD NDVI)与地上干物质量(ANPP)之间的地面光谱模型,分析ASD NDVI与Modis NDVI相关关系,建立基于Modis NDVI预测地上干物质量的Modis光谱模型。研究表明:呼伦贝尔草原的区域最优地面光谱模型为指数函数(n=49,R2=0.7496,P<0.001),ASD NDVI与Modis NDVI为线性相关关系(n=49,R2=0.7939,P<0.001),所建立Modis光谱模型的标准误差SE=62g/m2,平均预测精度为68.86%,该模型为呼伦贝尔草原区区域产草量测定提供了新方法。     

Canopy cover or remotely sensed vegetation index,explanatory variables of above-ground biomass in an arid rangeland,Iran

Estimation of above-ground biomass is vital for understanding ecological processes. Since direct measurement of above-ground biomass is destructive, time consuming and labor intensive, canopy cover can be considered as a predictor if a significant correlation between the two variables exists. In this study, relationship between canopy cover and above-ground biomass was investigated by a general linear regression model. To do so, canopy cover and above-ground biomass were measured at 5 sub-life forms(defined as life forms grouped in the same height classes) using 380 quadrats, which is systematic-randomly laid out along a 10-km transect, during four sampling periods(May, June, August, and September) in an arid rangeland of Marjan, Iran. To reveal whether obtained canopy cover and above-ground biomass of different sampling periods can be lumped together or not, we applied a general linear model(GLM). In this model, above-ground biomass was considered as a dependent or response variable, canopy cover as an independent covariate or predictor factor and sub-life forms as well as sampling periods as fixed factors. Moreover, we compared the estimated above-ground biomass derived from remotely sensed images of Landsat-8 using NDVI(normalized difference vegetation index), after finding the best regression line between predictor(measured canopy cover in the field) and response variable(above-ground biomass) to test the robustness of the induced model. Results show that above-ground biomass(response variable) of all vegetative forms and periods can be accurately predicted by canopy cover(predictor), although sub-life forms and sampling periods significantly affect the results. The best regression fit was found for short forbs in September and shrubs in May, June and August with R~2 values of 0.96, 0.93 and 0.91, respectively, whilst the least significant was found for short grasses in June, tall grasses in August and tall forbs in June with R~2 values of 0.71, 0.73 and 0.75, respectively. Even though the estimated above-ground biomass by NDVI is also convincing(R~2=0.57), the canopy cover is a more reliable predictor of above-ground biomass due to the higher R~2 values(from 0.75 to 0.96). We conclude that canopy cover can be regarded as a reliable predictor of above-ground biomass if sub-life forms and sampling periods(during growing season) are taken into account. Since,(1) plant canopy cover is not distinguishable by remotely sensed images at the sub-life form level, especially in sparse vegetation of arid and semi-arid regions, and(2) remotely sensed-based prediction of above-ground biomass shows a less significant relationship(R~2=0.57) than that of canopy cover(R~2 ranging from 0.75 to 0.96), which suggests estimating of plant biomass by canopy cover instead of cut and weighting method is highly recommended. Furthermore, this fast, nondestructive and robust method that does not endanger rare species, gives a trustworthy prediction of above-ground biomass in arid rangelands.     

不同放牧压短花针茅荒漠草原群落植物种的空间异质特征

利用样方法及GS+软件和地统计学分析方法对年荒漠草原植物种在不同放牧压下的空间异质性分布进行了研究。结果表明:不同放牧压对荒漠草原物种空间分布有明显影响。整个试验区植物种为38种。SA2(春季零放牧、夏季适度放牧和秋季重度放牧)处理区植物种数最多为10种。家畜选择性采食及践踏等随机因素引起的空间变异在SA2处理区中较小,在SA5(放牧季皆为适度放牧)处理区较大。植物种分布在不同放牧组合下存在强烈的空间自相关性,SA1(春季零放牧、夏季重度放牧及秋季适度放牧)处理区与SA5处理区空间自相关性表现强于SA2、SA3(放牧季皆为重度放牧)区和SA4(春夏季重度放牧、秋季适度放牧)处理区。SA3处理区分形维数最高,空间分布格局简单,空间依赖性强,空间结构性好;相反SA1分形维数最低,空间分布格局相对复杂,随机因素引起的异质性占有较大的比重。     

小菜蛾为害不同生育期秋甘蓝对产量的影响及经济阈值研究

采用笼罩法测定了小菜蛾在秋甘蓝不同生育期为害造成的产量损失,建立了产量损失率与小菜蛾虫口密度的回归关系式。结果表明,在秋甘蓝苗期、莲座期、结球始期和结球中后期秋甘蓝损失率(y)与小菜蛾虫口密度(x)关系式分别为:y=9.480 6x-2.586 2,y=3.621 8x-0.790 2,y=-0.210 7x2+6.698 1x-1.906 5和y=0.081 1x2-0.147 9x+0.405 4。根据经济阈值模型,秋甘蓝不同生育阶段的小菜蛾幼虫经济阈值分别为苗期0.54头/株,莲座期0.91头/株,结球始期0.67头/株,结球中后期6.08头/株。该研究为秋甘蓝小菜蛾的防治策略和经济阈值的确定提供了科学依据。     

毛乌素沙地不同水分梯度根系垂直分布与土壤水分关系的研究

通过对毛乌素沙地不同水分梯度根系垂直分布的研究表明:不同水分梯度根系分布随土壤深度的增加呈指数形式下降,不同梯度由于土壤水分、植被根系类型的差异,不同水分梯度植被根系的空间分布也有差异,不同梯度根量随土壤垂直深度的模拟方程分别为:y=9.5736e-0.1341x,R2=0.8859(I);y=16.246e-0.2037x,R2=0.9301(II);y=32.001e-0.1904x,R2=0.9544(III);y=28.336e-0.1993x,R2=0.9484(IV)。不同水分梯度土壤含水率变化程度不同,同一水分梯度各层土壤含水率变化幅度亦有差异,0.1m土壤含水率变异系数最大,随着土壤深度增加变异系数减小,根据土壤含水率变异系数分析我们将各层土壤水分垂直变化划分为活跃层(0-0.1m)、次活跃层(0.2-0.6m)、相对稳定层(1m)(I、II、III);而对IV梯度划为活跃层(0-0.1m、1m)、相对稳定层(0.3m)。根系生物量垂直分布与其对应土壤含水率有明显相反的关系,土壤含水率的变化与根系生物量的变化趋于相反,当土壤含水率增大时相应区域根系生物量减小;反之则增加。随水分梯度的增加各梯度最高水分利用层逐渐向表层发展,从第I梯度0.4m的6.84到第IV梯度0.1m的14.33。     

放牧和割草条件下瑞香狼毒种群生物学特性比较

研究了科尔沁草地放牧和割草两种利用方式下瑞香狼毒植株的生物学特性异同。结果表明:两种生境中的瑞香狼毒在某些特性上存在很大的差异,叶片厚度、叶片体积和叶片自然含水量均以割草地大于放牧地,但叶片饱和含水量放牧地却比割草地大。两种生境中瑞香狼毒的其他特性没有显著差异,这可能与牲畜对有毒植物不采食有关。运用Pearson相关系数分析两种生境中两两特性间的相关关系可知:两种生境中的构件特性间大多数为不相关,而且两生境的正负相关的成对特性也不尽相同。其中,茎干重与地上干生物量之间均表现出最强的正相关性,它们的Pearson相关系数分别为0.981(放牧地)和0.990(割草地),而叶片自然含水量与叶片干物质含量则表现最强的负相关性,其Pearson相关系数均为-0.998。线性回归分析表明:两组相关特性之间的R2值均大于90%,这说明它们之间的相关性极强。     

Warming effects on plant biomass allocation and correlations with the soil environment in an alpine meadow,China

Alpine meadow ecosystem is fragile and highly sensitive to climate change.An understanding of the allocation of above-and below-ground plant biomass and correlations with environmental factors in alpine meadow ecosystem can result in better protection and effective utilization of alpine meadow vegetation.We chose an alpine meadow in the Qinghai-Tibetan Plateau of China as the study area and designed experimental warming plots using a randomized block experimental design.We used single-tube infrared radiators as warming devices,established the warming treatments,and measured plant above- (AGB) and below-ground biomass (BGB) during the growing seasons (May to September) in 2012 and 2013.We determined the allocation of biomass and the relationship between biomass and soil environment under the warming treatment.Biomass indices including above-ground biomass,below-ground biomass and the ratio of root to shoot (R/S) ,and soil factors including soil moisture and soil temperature at different depths were measured.The results showed that (1) BGB of the alpine meadow had the most significant allometric correlation with its AGB (y=298.7x~ (0.44) ,P0.001) ,but the relationship decreased under warming treatment and the determination coefficient of the functional equation was 0.102 which was less than that of 0.188 of the unwarming treatment (control) ; (2) BGB increased,especially in the deeper soil layers under warming treatment (P0.05) .At 0–10 cm soil depth,the percentages of BGB under warming treatment were smaller than those of the control treatment with the decreases being 8.52% and 8.23% in 2012 and 2013,respectively.However,the BGB increased 2.13% and 2.06% in 2012 and 2013,respectively,at 10–50 cm soil depths; (3) BGB had significant positive correlations with soil moisture at 100 cm depth and with soil temperature at 20–100 cm depths (P0.05) ,but the mean correlation coefficient of soil temperature was 0.354,greater than the 0.245 of soil moisture.R/S ratio had a significant negative correlation with soil temperature at 20 cm depth (P0.05) .The warmer soil temperatures in shallow layers increased the biomass allocation to above-ground plant parts,which leading to the increase in AGB;whereas the enhanced thawing of frozen soil in deep layers causing by warming treatment produced more moisture that affected plant biomass allocation.     

白刺灌丛沙包生物量的预测模型

本文以甘肃省民勤绿洲外的唐古特白刺 ( Nitratria tangutorum)灌丛沙包为例 ,利用野外便于测定的灌丛沙包长 ( X1)、宽 ( X2 )、高 ( X3 )等指标 ,以线性回归方法 ,分别对白刺灌丛的总的生物量、地上生物量、沙包内生物量和粘土内生物量建立了回归预测模型 ,从而为该类灌丛沙包的生物量获取提供了方便     

呼伦贝尔草甸草原不同退化程度羊草群落指标研究

本试验对放牧干扰下不同退化程度呼伦贝尔草甸草原羊草群落进行研究。结果发现,随着退化程度的增加,群落的平均高度、地上生物量及植物群落α多样性指数均表现出降低的趋势。各物种的重要值变化幅度很大,建群种羊草的重要值在重度退化区高于轻度退化区。随着退化程度的增加,羊草群落伴生种的重要值降低,一些耐践踏、适口性差的物种增加,一、二年生植物的重要值也呈现出增加的趋势。通过研究表明,可用群落的平均高度和地上生物量、物种α多样性指数和重要值作为放牧干扰下确定不同退化程度的植物群落学指标。