吴旗柴沟流域植被物种多样性研究

为了解吴旗县植被自然恢复的基本过程及其物种多样性变化,对该县柴沟流域封禁多年的植物群落进行了研究,结果表明:柴沟流域植物种主要以猪毛蒿、达乌里胡枝子、赖草、铁杆蒿为主,阳坡的植被演替规律为猪毛蒿+狗尾草+华虫实→赖草+猪毛蒿(达乌里胡枝子、铁杆蒿、隐子草)→达乌里胡枝子+赖草(百里香、冷蒿、角蒿、铁杆蒿),阴坡植被恢复的演替规律为猪毛蒿(达乌里胡枝子、赖草)→铁杆蒿(冷蒿)。柴沟流域阴坡群落的物种丰富度、多样性、均匀度都较高,阳坡较低,混交林地的丰富度最大、均匀度最小。     

沙质草地生境中植物群落对土壤质地演进的响应

利用空间代替时间,选取6个沙地生境类型(硬质灰钙土H_1,沙质灰钙土H_2,固定沙地H_3,半固定沙地H_4,半流动沙地H_5和流动沙地H_6),通过对其土壤颗粒组成、草地植物群落结构及数量特征的分析,研究沙质草地植物群落演替对土壤沙化过程的响应。结果表明:(1)从硬质灰钙土到流动沙地,物种丰富度分别为9,12,9,9,9,5种;演替初期(H_1-H_2)多年生草本植物种占绝对优势,演替中期(H_3-H_4)一年生植物优势度明显,演替后期(H_5-H_6)则以半灌木占主导地位;各演替阶段禾本科植物均有很高的优势度,在半流动沙地阶段成为最大优势物种,在沙质灰钙土后藜科植物优势度保持相对稳定,菊科和豆科植物分别在固定沙地和半固定沙地阶段逐渐消失。(2)物种多样性在沙质灰钙土最高,到固定沙地持续递减,而到流动沙地时又增大,生态优势度与物种多样性变化趋势正好相反,均匀度表现出先减小后增大的趋势,相邻的两个群落间具有较高的相似度。(3)从硬质灰钙土到流动沙地,0—10cm土层土壤黏粉粒含量极显著减少(p0.01),而粗砂粒极显著增加(p0.01),土壤颗粒分形维数由2.52下降到1.73。(4)一年生草本植物优势度与土壤黏粉粒含量、土壤颗粒分形维数呈显著负相关(p0.05);豆科植物优势度与土壤粉粒组分、土壤颗粒分形维数间呈显著正相关(p0.05);物种多样性与粉粒组分含量呈极显著正相关(p0.01),与细砂粒组分含量、土壤颗粒分形维数间呈显著正相关(p0.05)。     

沙地固定过程不同阶段优势植物种生态特性的比较研究

流动沙地、半固定沙地、固定沙地是沙地固定过程几个明显的阶段，每一阶段发育着典型的群落类型，沙米(Agriophyllum squarrosum)、差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)、隐子草(Cleistogenes squarrosa)分别是流动沙地、半固定沙地、固定沙地上群落的优势种。沙米种子圆而扁平的形态．种子萌发后胚根的快速伸长。是其适应流动沙地风沙环境的主要特征。沙埋促进生长，生长对水分条件的快速反应以及全季生长型特征是差巴嘎蒿在半固定沙地繁茂生长的主要原因。而隐子草则以增加根系生物量投入比例、须根系形态及其分布的浅表化来适应固定沙地的旱化土壤水分条件。     

干旱荒漠区封育沙地植被群落特征变化研究

以天然植被围栏封育和人工种植+围栏封育措施下沙地植物群落为对象,以无封护的流动沙地做对照,研究了不同恢复措施对沙地群落物种组成及结构变化的影响.结果表明,(1)封育15 a后,人工种植+围栏封育区侵入物种的丰富度随演替的进展已达12种,其中猪毛菜7.562株/m~2,碟果虫实3.233株/m~2,雾冰藜3.017株/m~2,沙米1.615株/m~2,狗尾草1.112株/m~2.种类组成及生活型结构在向天然植被围栏封育区植物群落靠近,但两者间仍表现出较大差异.(2)在类型组成上,两种封育措施区差异主要表现在优势科及各科种类数量上.(3)在综合多样性特征上,两种措施区草被层的Shannon指数和丰富度指数存在显著差异,而其余各指数两者差异均不显著,但天然植被围栏封育区灌木层的生态优势度指数较高.(4)群落的相似性指数表明,两种封育措施间的植物群落差距较大,且2种封育措施下的植物群落与植被呈零星状分布的无封护措施的流动沙地相比,生态差距均十分显著,这表明封育可明显促进沙地植被的多样性恢复,其中人工种植对沙地植物群落物种多样性恢复的作用是相对缓慢而渐进的.     

杭锦旗穿沙公路周边植被群落特征与多样性研究

采取路线考察和典型样地调查方法对内蒙古自治区杭锦旗穿沙公路段周边区域的植被群落进行了研究,分析了不同植被群落特征和物种多样性.结果表明,该区域共有16种植被群落,植物37种,分别隶属于14科30属.主要由沙地植物、盐碱化植物和低湿地植物组成.草灌类群落占优势地位,黑沙蒿等群落有较高优势度,但是在演替中处于退化趋势.沙柳、沙棘、柽柳等灌木群落虽然频度较低,但是优势度较高,说明在演替中处于进化趋势.     

巴山山地退耕地植被自然恢复过程及物种多样性变化

 巴山山地是我国南北方过渡地区,亦是长江重要的水源涵养区,探讨该地区退耕地植被自然恢复演替过程及其物种多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义。采用时空互代法对巴山山地退耕地植被自然恢复过程及其物种多样性变化进行研究,结果表明:1)巴山山地退耕地植被演替依次经过1年生植被草本群落、多年生草本群落、杂灌草群落及以栓皮栎、橿子栎或栓皮栎为建群种的阔叶林群落等不同阶段,形成地带性植物群落大致需要40～50a;2)物种多样性会随立地环境的变化有所差异,阴坡的各物种多样性指标明显高于阳坡,但其变化规律基本一致。演替初期,植被群落的物种数、Shannon-wiener指数、Simpson指数和Pielou指数相对较低,随着植被群落演替的进行,各指标均呈波浪上升趋势;当植被恢复25a时,各多样性指数均达到最大,分别为23、2.5、0.89和0.8;到地带性植物群落阶段时,其各物种多样性指标又略有降低并趋于稳定。该结论对于充分利用植被自然恢复进行生态改善,并根据植被演替进程采取相应的人工管理措施具有重要的指导意义。     

毛乌素沙地南缘生态过渡带植被和土壤的特性

对毛乌素沙地南缘生态过渡带流动半流动沙丘、固定半固定沙地、盐化丘间低地和缓坡丘陵梁地4种不同生境植被和土壤特性进行了研究，以探讨毛乌素沙地南缘沙漠化现状。结果表明，从缓坡丘陵梁地，经盐化丘间低地、固定半固定沙地到流动半流动沙丘，植被总盖度、草本植物盖度、物种丰富度均呈下降趋势；植被组成中多年生草本植物逐渐减少，一年生草本植物及沙生灌木、半灌木逐渐增加。土壤含水量为流动半流动沙丘〈固定半固定沙地〈缓坡丘陵梁地〈盐化丘间低地。土壤黏、粉粒及有机质、全氮等养分含量总体为由缓坡丘陵梁地到流动半流动沙丘逐渐降低，砂粒含量逐渐增加。pH和可溶性盐含量无明显变化规律。总体上看，该地区植物群落多以耐瘠薄性强的植物组成，一年生植物比例较高，植被不稳定，土壤组成主要以砂粒为主。土壤含水量低，养分贫瘠，环境脆弱，易产生风蚀、沙化。     

浑善达克沙地飞播区植物多样性的变化——以内蒙古正蓝旗为例

[目的]对内蒙古境内浑善达克沙地植被恢复过程中植物群落的物种组成以及多样性的变化规律进行分析,为该地区的植被恢复提供理论依据和科学指导。[方法]采用样带法对植物群落进行调查。[结果](1)沙地植被恢复5年后群落内共有33种植物,分属于10科27属;(2)随着恢复年限的延长,物种丰富度指数、物种多样性指数、物种均匀度指数和群落盖度均逐渐增大,而生态优势度指数则逐渐减小。植物群落物种由6种(未治理)增加到21种(治理5a),物种多样性指数由1.20增加至2.77,物种均匀度指数由0.67升高至0.91,群落盖度从2.06%增加到75.58%,生态优势度指数由0.57减少至0.32。[结论]浑善达克沙地飞播区植被得到明显恢复,沙地恢复到一定阶段后群落趋于稳定,风沙化得到一定程度的遏制。     

不同治理措施对流动沙地天然植被恢复效果的影响

流动沙地采取不同治理措施7 a后,天然植被恢复效果不同。①生态垫阻断了天然植被的正常演替规律,植被盖度和物种丰富度只有4.31%和3种。同期营造的人工林中,小叶锦鸡儿和侧柏林地的植被盖度和物种丰富度最高,均大大超过同期封育的流动沙地,新疆杨和欧美杨84林地的植被盖度和物种丰富度最低,沙枣和榆树林地居于中间位置。②新疆杨和欧美杨84林地植被一年生草本占绝对优势,榆树和沙枣林地多年生草本和灌木数量有所增加,侧柏和小叶锦鸡儿林地物种生活型结构已趋于多样化。③集沙观测表明,生态垫、侧柏和小叶锦鸡儿林地均无风蚀现象,欧美杨84和新疆杨林地风蚀较为严重,榆树和沙枣林地风蚀较轻。     

沙地土壤C∶N∶P比对早期植物群落物种多样性的影响

为揭示土壤碳∶氮∶磷(C∶N∶P)比对植物群落物种多样性的影响,以宁夏哈巴湖国家级自然保护区内沙地植物群落(沙柳群落和油蒿群落)为研究对象,调查计算了沙地植物群落的物种多样性,测定了群落中土壤C、N、P含量,分析讨论了土壤C∶N∶P比与沙地植物群落物种多样性之间的关系。结果表明,分布于流动、半固定沙地的沙柳群落其土壤C∶N∶P比对物种多样性的影响不显著,而分布于半固定、固定沙地的油蒿群落其土壤C∶N∶P比对物种多样性的影响显著。这说明沙地植物群落生物量不断增大的同时,枯枝落叶增多,土壤C、N、P显著增多,较大的土壤C∶N比与N∶P比与不断增大的物种多样性有趋同变化,因此,土壤的C∶N∶P比能够影响沙地植物群落的物种多样性。     

浑善达克沙地南缘农牧交错带弃耕地植被的演替规律

 以浑善达克沙地南缘农牧交错带不同年限弃耕地为对象,研究了不同年限弃耕地植物群落特征。结果表明:弃耕地的植被演替一般经历4个阶段:1年生杂草阶段、丛生小禾草阶段、多年生根茎禾草阶段和多年生丛生禾草阶段;地上生物量的变化与弃耕年限不是单一的直线关系,且随弃耕年限的增加,多年生植物的地上生物量占地上总生物量的百分比逐渐增大。对不同放牧干扰下弃耕地植被群落特征进行了研究,结果表明:在弃耕地植被演替的第1、2阶段不宜利用,但在弃耕地植被演替的第3、4阶段,可以进行适度利用;随着弃耕年限的增加,只要不对地表土壤进行破坏,弃耕地都会发生进展演替,并达到一个偏顶级群落,然后又会在放牧干扰下,发生逆行演替。     

我国沙地水分分布状况及其意义

按生物气候带、干燥度、沙地土壤水分平均含量和降水量组合等特点,将我国沙地和沙漠分为荒漠带、半荒溴带、干草原带、半湿润带和南方湿润带五个沙漠区（青藏高原区除外）归纳分析各沙区水分运动基本规律、稳定含水率和有效储水量等项目,探讨影响我国沙地水分分布状况的主要因子,提出了我国不同沙带固沙造林具体措施和适宜选用的植物种。最后讨论各沙地开发和农业生产方向以及灌溉农业的经济效益和未来的发展趋势。     

浑善达克沙地以北地区沙漠化动态初探

在收集大量前人研究成果和野外调查的基础上,运用RS和GIS技术,以2000年和2005年具有相同时相(秋季)的landsat TM4,3,2波段(分别赋予红、绿、蓝3种颜色)、分辨率为30 m×30 m的标准假彩色合成卫星影像的两期TM影像为信息源,利用Erdas8.7遥感图像处理软件、Arcinfo9.0和Arcview3.3等GIS软件,对浑善达克沙地以北地区的沙漠化土地进行了动态监测研究和分析。结果表明:土地沙漠化总体呈上升扩展的趋势,5 a多来沙漠化土地面积增加了1 366.057 km2,具体表现为轻度、中度、重度沙漠化土地面积分别增加;239.806,1 025.393,850.396 km2,严重沙漠化面积减少了749.539 km2;从全区各旗、县的角度来看,其中苏尼特右旗、苏尼特左旗、西乌珠穆沁旗、锡林浩特的沙漠化发展比较快,增加的面积分别为:1 038.377,185.487,69.431,51.554 km2,克什克腾旗、阿巴嘎旗的发展速度比较慢,增加的面积分别为:5.492,15.715 km2,林西的沙漠化面积基本没有变化。     

毛乌素沙地巴图塔沙柳沙障对植被恢复作用的研究

以毛乌素沙地巴图塔沙柳基地为研究区域，采用野外调查和统计分析相结合的方法，对沙障设置前后的植被动态变化、物种多样性进行研究，进而分析沙柳沙障对植被恢复的影响。研究结果表明：随着沙障设置年限的增加，群落的物种数增加；群落类型由沙障设置前的沙米＋沙竹群落发展成沙柳人工植被群落，在演替过程中无物种消失，物种多样性与沙障设置年限基本呈正相关关系。证明流动沙丘上植被恢复过程中沙柳沙障起着重要促进作用。     

毛乌素沙地荒漠化现状及分布特征

在Arcview、Arc/info等GIS软件的支持下,我们利用2000年秋季的TM影像对毛乌素沙地的荒漠化情况进行遥感监测,监测面积为8.137×104 km2.2000年毛乌素沙地的荒漠化类型包括沙漠化、水土流失和盐碱化,共有荒漠化土地6.311×104 km2,占区域总面积的77.56%,其中沙漠化面积5.081×104 km2,水土流失面积1.190×104 km2,盐碱化0.404×104 km2,分别占荒漠化土地总面积的80.51%,18.85%,0.64%和区域总面积的62.44%,14.62%和0.5%.     

风沙区采煤塌陷对沙质地貌及植被生境的影响

为了探究风沙区采煤塌陷引起的“二次荒漠化”问题与治理对策,通过野外分区调查及统计分析,对塌陷区塌陷边缘、塌陷中部及塌陷盆地引发的塌陷裂缝变化、植被位移及倾斜、干沙层及风蚀/风积情况进行了详细的研究。结果表明:塌陷边缘形成的裂缝宽度、密度最小,塌陷中部次之,塌陷盆地最大,而裂缝错落和地表破损变化则反之;塌陷区植被平均位移长度达60 cm以上,倾斜率变化为5.67~28.63,主干根部风蚀/风积最大深度达-30.52 cm/+25.41 cm,以塌陷边缘最为严重;植被的位移长度和倾角变化与塌陷裂隙高度和地表破碎呈正线性相关;塌陷边缘干沙层平均厚度达14 cm以上,比对照增大了4~6 cm,而塌陷中部和塌陷盆地变化在11 cm左右,比非塌陷增加了1~4 cm;塌陷边缘风蚀率高达83.34%,塌陷中部次之52.06%,而塌陷盆地风积率为51.84%。塌陷边缘对沙质地表和植被生境影响最为强烈,为生态修复的重点区域,建议采煤塌陷后及时进行分区治理,避免“二次”荒漠化现象的发生。     

Patterns and processes of initial terrestrial‐ecosystem development

Ecosystems are characterized as complex systems with abiotic and biotic processes interacting between the various components that have evolved over long‐term periods. Most ecosystem studies so far have been carried out in mature systems. Only limited knowledge exists on the very initial phase of ecosystem development. Concepts on the development of ecosystems are often based on assumptions and extrapolations with respect to structure–process interactions in the initial stage. To characterize the effect of this initial phase on structure and functioning of ecosystems in later stages, it is necessary to disentangle the close interaction of spatial and temporal patterns of ecosystem structural assemblages with processes of ecosystem development. The study of initial, less complex systems could help to better identify and characterize coupled patterns and processes. This paper gives an overview of concepts for the initial development of different ecosystem compartments and identifies open questions and research gaps. The artificial catchment site “Chicken Creek” is introduced as a new research approach to investigate these patterns and processes of initial ecosystem development under defined boundary conditions. This approach allows to integrate the relevant processes with related pattern and structure development over temporal and spatial scales and to derive thresholds and stages in state and functioning of ecosystems at the catchment level.     

科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失规律

采用小型回填式土柱动态淋溶实验方法,研究了科尔沁沙地不同土地利用结构耕层土壤硝酸盐氮淋失规律。结果表明,科尔沁沙地草地、林地和沙荒地结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值低于地下水Ⅰ类水质标准（2.0mg·L-1）,农田结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值大于地下水Ⅰ类水质标准。农田结构是造成地下水硝酸盐氮污染的重点区域。科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失强度依次为：农田（96.54kg·hm-2·a-1）〉沙荒地（32.84kg·hm-2·a-1）〉林地（28.66kg·hm-2·a-1）〉草地（15.48kg·hm-2·a-1）。农田是科尔沁沙地氮素营养管理的重点结构,硝酸盐氮淋失强度与土壤硝态氮含量呈极显著正相关。     

退化沙质草地开垦和封育对土壤理化性状的影响

分析了退化沙质草地开垦耕种2年和围封恢复5年后土壤理化性状的特征和变化。结果表明：（1）开垦后2年的耕作,使0－15cm耕作层＜0.1mm细颗粒组分下降了23.8%,其中0－2.5cm表层和2.5-7.5cm亚表层0.1-0.05mm的细沙损失了38.1%和27.0%,土壤的粗粒化程度已接近于流沙;土壤有机碳、全氮、全磷分别下降了38.4%,28.0%和18.4%,下降幅度随土层深度而减小,（2）围封恢复5年后,粒级分布的变化仅发生在0－2.5cm的表层土壤,极细沙（0.1-0.05mm)、粉粒（0.05-0.002mm)和粘粒（＜0.002mm)含量分别提高了43.1%,11.1%和32.5%;土壤有机碳和氮磷养分的显著提高发生在0－2.5cm表层和2.5-7.5cm亚表层,7.5cm土层以下没有变化。（3）草地开垦引发了强烈的风蚀作用,使富含营养的细微颗粒吹蚀,导致有机碳和氮磷养分的损失;采取围封措施后,植被的恢复对土壤养分产生明显的截存和保护效应。     

Successional Trajectory Over 10 Years of Vegetation Restoration of Abandoned Slope Croplands in the Hill‐Gully Region of the Loess Plateau

Revegetation has been the primary management approach for solving the problems caused by severe soil erosion in the Loess Plateau. The objectives of this work were to explore the successional trajectory of the different types of restoration and discuss their potential effectiveness for the control of soil erosion. The presence and coverage of plants in 40 permanent plots were investigated during two periods (2003–2006 and 2013). The naturally and artificially revegetated communities studied in the two surveys were classified using two‐way indicator species analysis, and their relationships were analyzed using detrended correspondence analysis. Under natural revegetation, the communities succeed in the following order: annual plants → perennial plants → short rhizome tufts and subshrubs. Under artificial revegetation, succession was interrupted by artificial planting, and a Gramineae herb layer persisted through the years with few changes in species composition. Additionally, species richness, diversity, and evenness increased, while ecological dominance decreased during succession in both revegetation types. Succession rate was rapid at the initial stage and then slowed down gradually. Succession followed different trajectories under natural and artificial revegetation, and based on the potential effects of the two approaches on soil erosion and soil desiccation, we suggest that natural revegetation is preferable over artificial revegetation. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.