祁连山退化草地狼毒群落土壤种子库的空间格局

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对祁连山退化草地狼毒群落土壤种子库进行研究。结果显示:(1)狼毒群落土壤种子库毒杂草物种的数量和密度占优势;(2)禾草的种子库密度随退化梯度的增加而减少直至消失,多年生杂草存在于各个植被梯度且密度较大;(3)群落物种数量及其密度呈现0~5cm10~15cm5~10cm的分布规律,各土层内密度差异明显;(4)不同梯度下种子库(0~15cm)的Shannon-wiener指数、均匀度指数和丰富度指数波动变化趋势基本一致,而优势度指数与之变化趋势相反,土壤种子库0~5cm与种子库(0~15cm)物种多样性的变化具有较大的相似性;(5)随着退化梯度的增加,种子库和植被的相似系数减小,狼毒等毒杂草的大量繁衍显著的改变了草地群落的功能群结构,自然状态下种子库对原生地带性植被建群种更新的贡献率降低,植被恢复问题严峻。     

放牧和封育对青藏高原南缘亚高山草甸群落结构及物种多样性的影响

为探讨青藏高原南缘亚高山草甸的适宜管理措施,本研究以自由放牧、4年全年封育、4年生长季封育+非生长季放牧和20年生长季封育+季末割草管理下的亚高山草甸典型样地为研究对象,开展放牧和封育管理措施下亚高山草甸群落结构及物种多样性的比较研究。结果表明:退化亚高山草甸经4年的生长季封育+非生长季放牧管理,草地有害植物的优势地位降低,优良牧草的优势地位增加,物种丰富度显著下降,草地生产力、密度、盖度、多样性和均匀度无显著变化;经4年的全年封育管理,草地生产力、密度、盖度及优良牧草的优势度显著增加,优良牧草草地早熟禾(Poa pratensis)成为群落的单优势物种,群落的生态优势度急剧增加,丰富度、多样性和均匀度显著降低;经20年的生长季封育+季末割草管理,草地生产力、密度、盖度及优良牧草的优势度显著增加,草地早熟禾和大花嵩草(Kobresia macrantha)成为群落的优势物种,群落的生态优势度指数和丰富度指数显著增加,多样性和均匀度显著降低。可见,与自由放牧相比,3种封育措施均可增加滇西北退化亚高山草甸优良牧草的优势度,促进退化亚高山草甸植被的恢复,但封育后因群落中单个或少数物种在群落中的优势地位大大增加,草地中伴生种消失,物种丰富度和多样性降低。     

不同程度退化草地的植被土壤特征及其相互间的关系

以云南省会泽县典型亚高山退化草地为研究对象,采用植物群落样方调查,利用非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)等分析方法,对该区域不同退化程度下草地植物群落物种组成与多样性以及土壤理化性质的变异趋势及其内在关联进行了探究。结果表明,草地植物物种多样性指数、盖度和均匀度均随退化程度加剧而增加,但是植物群落中牧草类物种多样性及其比例均呈下降趋势,而毒杂草类植物多样性及其比例则呈上升趋势。整体上中度和重度退化草地的土壤养分含量相比于轻度退化草地的土壤养分含量呈明显下降趋势。在不同退化程度草地群落中,植物物种多样性指数与0–20 cm土层pH均有显著关系(P 0.05),但是影响退化草地植物物种多样性变异的土壤因子组合及其解释率并不一致。本研究初步探讨了我国南方亚高山草地在不同退化程度下的植物群落特征、土壤理化性质及二者间的内在关联,为探究该区域草地退化机制及退化草地的恢复措施提供了科学依据。     

受损矿区草原群落物种多样性和地上生物量对覆土厚度的响应

为修复库尔木图矿区受损草原植被群落,对矿区受损草原实施覆土0,10,14和18 cm恢复措施,实地调查分析群落盖度、高度、地上生物量和物种多样性,以研究不同覆土厚度对矿区受损草原群落物种多样性和生物量的影响。结果表明,1)覆土厚度在14和18 cm时,矿区草地植物种类和数量频度最多,物种组成最为丰富,且随着覆土厚度的增加,草地植物群落的盖度、高度和地上生物量呈逐渐增加趋势,但覆土14和18 cm草地的植物高度、盖度和地上生物量差异不显著。2)在4种覆土厚度样地中,覆土14 cm草地的物种丰富度指数和多样性指数均最高,均匀度指数最低,具体表现为:群落均匀度指数(J_sw和Ea)排列顺序为覆土0 cm>覆土18 cm>覆土10 cm>覆土14 cm,群落丰富度指数(R和Ma) 为覆土14 cm>覆土10 cm>覆土18 cm>覆土0 cm,群落多样性指数(D和H')为覆土14 cm>覆土18 cm>覆土10 cm>覆土0 cm。3)不同覆土厚度样地群落生产力与Shannon-Wiener和Simpson多样性指数之间呈弱正相关关系。因此,综合考虑该地区恢复受损草原的经济投入和所产生的生态效益,进行草原植被生态恢复的适宜覆土厚度为14 cm。     

三江源区高寒草地不同生境土壤可培养纤维素分解真菌群落结构特征研究

为了解三江源区不同生境土壤可培养纤维素分解真菌的群落结构特征,在黄河流域、长江流域、澜沧江流域共选取有代表性的12个样点,采集土层0~15cm,15~30cm的土壤样品,采用稀释平板法在羧甲基纤维素钠平板培养基上进行可培养真菌的计数和分离,利用种群优势度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度、生态位宽度以及群落相似度等指标对不同生境土壤中可培养纤维素分解真菌群落结构特征进行了分析。结果表明,三江源区不同生境土壤可培养纤维素分解真菌的数量和类群差异明显,数量由大到小的顺序为:灌丛草地嵩草草地藏嵩草草地禾草草地;在4种生境土壤中共分离获得土壤可培养纤维素分解真菌17属,禾草草地土壤中群落的优势度指数、物种多样性指数、均匀度指数最高,除均匀度指数外,藏嵩草草地土壤中群落的优势度指数、物种多样性指数最低;物种生态位结果分析表明,毛霉属、镰孢菌属、被孢霉属、青霉属具有较宽的生态位,属于广适性物种;而亚隔孢壳属、梭孢壳属、腐质霉属等的生态位很窄,属于狭适性物种,只存在于某个生境中。禾草草地与藏嵩草草地土壤可培养纤维素分解真菌群落的相似性最低,灌丛草地和嵩草草地相似性最高。土壤纤维素分解真菌的群落结构及多样性与生境类型的特异性有着密切的关系。     

川西北地区沙化草地特征研究

高寒地区沙化草地草本植物多样性恢复是沙化治理过程中的重要环节。迄今为止,较为全面分析高寒沙化草地土壤因子与草本群落物种多样性的研究较少。为明确高寒草原沙化草地土壤因子与地上草本群落物种多样性的关系,于2014年7月,在川西北高寒地区通过调查和采样分析来研究不同草本群落物种多样性和不同土层土壤因子之间的关系。结果表明：随着沙化,草地草本群落由湿生型向旱生型转变;沙化草地草本群落物种多样性降低;沙化草地土壤水分和土壤碳、氮、磷含量降低;5~15 cm土壤水分、0~15 cm土壤铵态氮含量、0~15 cm土壤全磷含量和地上草本群落物种多样性显著（P<0.05）相关。在高寒草地沙化治理过程中,恢复地上草本群落物种多样性应该充分考虑不同土层土壤水分含量、铵态氮含量和全磷含量的影响。     

基于物种周转揭示放牧对荒漠草原植物多样性的影响

放牧引起草原生态系统物种更替,进而调控群落植物多样性。然而,放牧过程中物种更替与植物多样性改变间具有怎样的联系,目前缺乏系统的研究。本试验在内蒙古荒漠草原放牧实验平台进行,对群落植物多样性进行了调查。研究发现：随放牧强度的增加,群落物种总数下降了28%～52%且物种组成发生了明显的分异;随放牧强度的增加,群落科的数目和多年生杂类草的物种数逐渐减少,一年生植物的物种数增加,同时群落Simpson指数和Shannon-Weiner指数等显著降低(P<0.05);随放牧强度的增加,物种损失率和周转率显著提高(P<0.05),但物种获得率无显著变化;放牧荒漠草原物种损失率和周转率与植物多样性指数间呈显著负相关关系(P<0.05)。本研究从物种周转的角度揭示了放牧荒漠草原植物多样性降低的驱动机制,为优化荒漠草原管理和利用提供科学支撑。     

不同程度退化草地的植被土壤特征及其相互间的关系

以云南省会泽县典型亚高山退化草地为研究对象,采用植物群落样方调查,利用非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)等分析方法,对该区域不同退化程度下草地植物群落物种组成与多样性以及土壤理化性质的变异趋势及其内在关联进行了探究.结果表明,草地植物物种多样性指数、盖度和均匀度均随退化程度加剧而增加,但是植物群落中牧草类物种多样性及其比例均呈下降趋势,而毒杂草类植物多样性及其比例则呈上升趋势.整体上中度和重度退化草地的土壤养分含量相比于轻度退化草地的土壤养分含量呈明显下降趋势.在不同退化程度草地群落中,植物物种多样性指数与0–20 c m土层pH均有显著关系(P<0.05),但是影响退化草地植物物种多样性变异的土壤因子组合及其解释率并不一致.本研究初步探讨了我国南方亚高山草地在不同退化程度下的植物群落特征、土壤理化性质及二者间的内在关联,为探究该区域草地退化机制及退化草地的恢复措施提供了科学依据.     

放牧对青海湖北岸高寒草原植物群落特征的影响

基于青海湖北岸高寒草原连续3年放牧控制试验,研究了暖季和冷季放牧草地植物群落特征的变化。结果表明,暖季和冷季放牧草地群落地上生物量均随放牧强度的增加呈现下降趋势,禾本科地上生物量的变化趋势基本与群落地上生物量的一致;中度放牧对暖季放牧草地植被的影响程度高于冷季放牧草地;围栏封育区和冷季重度放牧草地的优势种均为紫花针茅(Stipapurpurea)和矮嵩草(Kobresia humilis),暖季放牧各放牧小区和冷季放牧草地轻度和中度放牧处理优势种均为紫花针茅和披针叶黄华(Thermopsis lanceolata);随放牧强度的增加,暖季放牧草地群落物种多样性指数和均匀度指数表现出先降低后增加的趋势,冷季放牧草地群落物种多样性指数和均匀度指数表现出增加的趋势,但是多样性指数在暖、冷季放牧草地均以重度放牧区最高。     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:(1)土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科。(2)土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木。(3)土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例。(4)土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律。(5)人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

不同沙化高寒草地植物群落结构特征及土壤理化特性研究

以青海省治多县轻度沙化和重度沙化草地为研究对象,对其植被群落特征和土壤理化性状进行了调查。结果表明:随着草地沙化程度的加剧,草地植物群落结构(如群落优势种等)发生了明显的变化,群落盖度、生物量均明显下降(P0.01),植被高度反而上升(P0.01)。而通过保护与综合治理,重度沙化草地物种数、多样性指数、均匀性指数却大于轻度沙化草地。同时,随着草地沙化程度的加剧,土壤养分在0~15cm水平上明显下降(P0.01),而在15~30cm水平上变化不明显。     

草地群落中不同植物种在物种多样性中作用大小的探究

本研究选取位于陕西省神木市境内的8个草地样地,采用“二值出现次数”野外调查法,得到样方中各植物种的出现次数数据,以此计算群落整体的物种多样性指数值,以及组成群落的各植物种不存在时的物种多样性指数值,利用这两个多样性指数值的差值,探明各植物种在群落整体物种多样性中的作用。研究结果如下：(1)8个草地样地中,对物种多样性作用最大的植物种并非该群落的第1优势种,而是优势地位处于第2～7位的植物种;(2)3个样地中第1位优势种占据了绝对优势,它们降低了群落整体的多样性;(3)物种在多样性中的作用大小整体上呈现单峰型变化趋势,即随着物种优势地位的降低,对数式增加达到最大值,然后指数或线性下降,最终趋近于0。综合显示,不同的草地群落中,在物种多样性中作用最大的不是第1优势种,占绝对优势地位的优势种降低了该群落的物种多样性。     

祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构与物种多样性研究

为祁连山康乐草原生产力恢复与提高提出有效措施、生物多样性保护和资源可持续利用提供理论依据,采用样方法对祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构和土壤特性进行调查、测定和分析,并运用5个多样性指标(Margalef丰富度指数、Dominance优势度指数、Simpson多样性指数、Evenness均匀度指数和Shannon多样性指数)研究了其物种多样性变化。结果表明:1)轻度退化草地(LDG)-中度退化草地(MDG)-重度退化草地(SDG),不同退化草地植物群落特征(密度、高度、频度、总盖度和地上生物量)整体呈现降低趋势且差异显著(P<0.05),表现为LDG>MDG>SDG;2)研究区植物共15科35属39种,其中豆科、蔷薇科、禾本科、菊科和莎草科中的植物均具备较强生态适应性,各退化程度草地植被型分别为草地早熟禾+珠芽蓼、赖草+矮生嵩草、矮生嵩草+赖草,其中禾草是群落的优势种;3)高寒草地功能群植物呈现杂类草最多,禾草类次之,毒草类占有比例最少,其中在不同退化草地杂类草、毒草类重要值分别为75.14%(SDG)>48.67%(LDG)>30.05%(MDG)、20.81%(LDG)>18.01%(SDG)>17.11%(MDG);4)不同退化草地群落物种优势度指数在重度退化草地最高为0.23,而轻度退化草地物种Margalef丰富度指数最高为2.64、Shannon多样性指数最高为2.09;5)随退化程度加重,土壤全磷、全氮、有机质和含水量呈现下降的趋势,pH呈升高的趋势,且不同退化草地土壤环境因子含量对植被生长贡献率不同。综上所述,随着康乐草地退化程度增加群落结构向单一趋势演替且环境限制因子也发生相应变化。     

气候变化对草地植物优势种的影响研究进展

草地是重要的生态系统类型,也是对气候变化最敏感的生态系统类型之一,气候变化深刻地影响草地生态系统。由于在群落中的高优势度,植物优势种对草地群落组成和结构、群落生物多样性及动态、生态系统生产力、生态过程和功能均有重要影响,是生态学研究中空间尺度推绎的关键。从优势种的定义入手,通过解析优势机制,阐述了植物优势种的研究意义;综述了气温升高、降水变化等气候变化驱动因素及其联合作用对草地植物优势种的影响;以羊草为例,总结了气候变化对中国北方草原植物优势种的影响;提出应加强不同研究方法的综合,加强自然和人为双重长期干扰对优势种的影响及其级联效应对生态系统功能和服务的影响方面的研究。     

不同利用方式下贝加尔针茅草原植物和土壤的生态化学计量特征

掌握不同利用方式对草原植物和土壤碳、氮和磷生态化学计量特征的影响,可为全面分析和评估不同利用方式对草原生态系统的影响提供基础数据.以贝加尔针茅草原围封、放牧和刈割3种草地为研究对象,研究不同利用方式对贝加尔针茅、羊草和扁蓿豆3种主要植物叶片和土壤碳、氮和磷化学计量特征的影响,分析植物与土壤化学计量之间的相互关系.结果 ...     

黄河源区发草适生地植物群落特征及其土壤因子解释

本研究以黄河源区发草作为研究对象,通过生境地植物群落物种结构组成、多样性分布、土壤理化特性等调查,采用相关分析和RDA排序法分析了黄河源区玛沁县5个发草适生地植物群落多样性特征和土壤影响因子及其关系,以期揭示影响发草种群在复杂多样高寒沼泽异质生境中适应性的关键环境因子。结果表明：1）不同发草适生地植物群落结构、组成和多样性指标明显不同,菊科、禾本科、莎草科、毛茛科、龙胆科和玄参科物种为发草适生地常见物种;2）不同发草适生地之间在土壤氮（N）、磷（P）、碳（C）、有机质（SOM）、土壤水分含量（W）和pH上也具有显著差异;3）发草适生地植物群落中发草的盖度、株高、生物量和重要值与群落物种丰富度、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener指数、P和W呈显著负相关,与Alatalo均匀度指数、pH值呈显著正相关。研究结果表明发草更加适应低P、湿润偏中生的土壤环境,而随着群落中物种丰富度的增加发草在群落中的重要值显著下降则说明发草具有部分的先锋种特性,显示了利用发草修复和治理退化草地的可能潜力。     

不同荒漠草原植被根际与非根际土壤养分及碳库管理指数特征

通过对宁夏荒漠草原恢复工程主要植被柠条、沙蒿、短花针茅和蒙古冰草根际与非根际表层(0~5 cm)、亚表层(5~10 cm)和深层(10~15 cm)土壤养分、土壤总碳(soil total organic carbon,C_r)、活性有机碳(active organic carbon,C_A)、碳库指数(carbon pool index,CPI)及碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)特征进行分析研究,探讨不同植被恢复对土壤养分、CPMI变化特征的影响。结果表明: 1)4种植被土壤养分均随土壤深度增加呈降低趋势,根际大于非根际,柠条群落根际和非根际表层速效钾(AK)含量高达130.81和111.96 mg/kg,相对于亚表层和深层分别高6.87、31.65 mg/kg和23.57、61.44 mg/kg,随土层深度增加,根际表层,亚表层和深层比非根际土壤分别高18.84、35.55和48.63 mg/kg,表现出了荒漠草原特殊的“肥岛”聚集效应,不同群落间差异显著(P<0.05); 2)4种植被类型土壤总有机碳C_r含量在2.09~17.11 g/kg范围内,土壤碳库管理指数CPMI均表现为根际大于非根际,C_r和C_A含量在土壤垂直剖面中的分布相似,具有一定的“聚表效应”,柠条和蒙古冰草群落表层比亚表层碳库活度分别增加了38.41%和29.54%,不同植被类型之间碳库活度表现为蒙古冰草>沙蒿>柠条>短花针茅,植被恢复显著改善了土壤有机质分布状况和土壤碳库质量,明显增强荒漠草原土壤碳汇功能; 3)荒漠草原土壤CPMI 与土壤养分含量显著相关(P<0.05),pH与C_r、C_A、CPI和CPMI呈显著负相关(P<0.05),相关系数分别为-0.661、-0.437、-0.661和-0.410,与其他土壤养分指标呈显著或极显著正相关(P<0.05; P<0.01),土壤氮(N)、磷(P)、钾(K)促进了土壤碳库循环周转速率,显著提高土壤质量和生产力。CPMI能够用来作为评价土壤质量和土壤管理措施的有效指标。     

围封、放牧、刈割对内蒙古典型草原土壤线虫群落的影响

为探讨围封、放牧、刈割对典型草原土壤线虫的影响,本文基于高通量测序确定土壤线虫群落组成,分析不同利用方式下土壤线虫群落差异及其表征的生态学意义。研究结果表明：围封、放牧、刈割处理下的线虫群落结构未呈现显著性差异,但在不同草地利用方式的影响下,土壤线虫在优势营养类群、生态学指数层面表现为有差异性的响应结果;与围封处理相比,放牧和刈割对草地生态系统产生一定干扰作用,这使得土壤线虫连通性和捕食关系有所减弱;刈割使温带典型草原土壤线虫群落的Shannon指数和均匀度指数显著降低,但有利于土壤养分富集。研究结果丰富了草地土壤线虫多样性和群落演变的研究内容,证实土壤线虫所指示的草地生态系统状况随着利用方式的改变而发生变化,为温带典型草原的草地恢复、可持续发展等不同阶段制定科学的草地利用方式提供参考。     

黄土高原不同草地类型对水稳性团聚体粒径分布及稳定性的影响

本研究在甘肃兰州选择了4种不同类型的人工草地与天然草地为研究对象,分别为苜蓿草地、冰草草地、柠条灌木草地及针茅草地,其中针茅草地为天然草地。分析了4种草地类型0~40 cm土层的土壤水稳性团聚体粒径分布特征、平均重量直径(mean weight diameter, MWD)以及它们之间的差异性和相关性。结果表明,>2 mm和<0.25 mm粒径的水稳性团聚体为优势粒径;在土壤表层0~20 cm,针茅草地>0.25 mm粒径的水稳性团聚体显著高于其他草地类型(P<0.05),而在20~40 cm土层,苜蓿草地最高,说明在表层针茅草地对土壤结构的改良最优,随土层加深苜蓿草地对土壤结构的改良效果突出;苜蓿草地MWD值由表层0~10 cm的1.04 mm降低到30~40 cm的0.72 mm,下降了31%,而其他草地类型下降了50%~80%,说明苜蓿草地对不同层次土壤结构改良效果的差异性最小。MWD值与>0.25 mm粒径的水稳性团聚体含量和有机质呈极显著的正相关关系,与土壤容重呈极显著的负相关关系,表明水稳性大团聚体和有机质含量的增加可有效促进土壤结构的改良,加强土壤结构的稳定性,提高土壤的抗侵蚀能力。