太行山片麻岩区植被恢复过程中物种多样性与土壤水分效益分析

植被恢复是退化生态系统重建的重要途径，植被恢复过程中物种多样性的变化反映了植被的恢复程度，通过群落调查，研究了太行山片麻岩区植被恢复过程中群落物种多样性特征及其与土壤含水量之间的关系，结果表明：物种多样性指数天然灌木群落〉人工乔木群落。乔木和灌木群落各指数大小为封禁20年〉封禁10年〉封禁5年。6种群落其土壤含水量均偏低，随着封禁时间的加长，含水量略为增加，但天然灌木群落平均含水量稍大于人工群落。不同封禁时间群落土壤含水贯与均匀度指数成正相关，多样性指数与含水量先呈正相关，在封禁20年时，呈负相关。采取封禁措施，减少人为干扰、进行合理抚育措施，是太行山片麻岩区植被群落恢复的有效途径。     

半干旱黄土区不同自然恢复时期坡面植被组成与分布特征

为研究半干旱黄土区长期封禁条件下植被自然恢复过程的动态特征,选取黄土丘陵沟壑区梁峁坡为研究区,基于2009和2016年样方调查数据,应用地统计方法,分析封禁25~32年之间坡面草本植物群落物种组成、结构和空间分布的变化特征。结果表明:1)2009年到2016年物种新增16种,坡面优势种由菊科、禾本科加豆科变为菊科、禾本科、豆科和莎草科。2)坡面生物量的平均值由2009年的98.57 g/m2增加到2016年的141.27 g/m2,坡下部的生物量明显增加,生境差异对生物量的影响减弱,群落更加稳定。3)Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数的均值都明显增加,坡面总体上物种更为丰富,群落稳定性增大;半阳坡坡下物种基本达到稳定状态;其他立地类型物种多样性明显增加。4)与2009年相比,2016年植被盖度、高度、生物量和干鲜质量比的空间自相关性均减弱;2009—2016年Margalef指数空间自相关性由弱变强,自相关距离约为60 m;Shannon-Wiener指数空间自相关性持续微弱,Pielou指数由空间正相关变为负相关。总体上梁峁坡面植物物种更加丰富,空间分布更加均匀,群落稳定性增强。经过32年的封禁,在半干旱黄土梁峁坡面,植物生活型依然以多年生草本植物为主,半灌木的优势度明显增加,群落正在向更稳定的方向演替;但植被演替过程缓慢,为了加速植被恢复,适当的人工干预是必要途径。     

中阳县生态修复区植被恢复状况研究

对中阳县生态修复区的植被恢复状况进行了研究,分析了封禁措施对生态修复区植被恢复的效果。采用物种重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数对修复区的主要植物群落多样性进行了研究,结果表明:经过4年封禁治理的生态修复项目区,林下以多年生草本植物为优势种,而对照区则以一年生草本为主;生态修复区样地群落的物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数比对照区有不同程度的提高;形成明显乔、灌、草结构的群落应该是该地区水土保持生态修复后的主要植被类型。     

京郊荒滩生态恢复及其植被变化研究--以延庆县为例

在延庆县荒滩中，分别选择人工造林恢复植被2年、11年、封禁恢复植被7年和对照区4个样区，在大量野外调查的基础上，对其物种种类、优势种重要值、物种多样性特征、生活型谱和盖度等指标进行了对比分析。结果表明：荒滩生态恢复过程中，人工植被长势良好，植物种类明显增加，群落物种的丰富度指数、均匀度指数、多样性指数均比对照区显著提高，植物群落结构从简单逐渐变为复杂；生活型谱组成发生了显著变化，一、二年生草本植物的比例显著降低；植被盖度明显增加。3个生态恢复样区中，尤其是人工造林恢复植被2年的恢复模式效果最显著，可以在京津及其周边地区相似立地条件的地方推广应用。     

黄土区典型退化草地40年封禁恢复过程研究

天然草地退化引起草地植被和表层土壤遭到严重破坏,将使草地植被天然恢复过程受到强烈抑制。为此,试验采用长期(40年)封禁恢复技术,探究了封禁后黄土区退化草地植被变化特征,揭示了退化天然草地封禁恢复后的生态环境效应。结果表明：随着封禁恢复时间的变化,退化草地恢复演替已经历了5个时间段;草地生物量的变化过程已呈现出由先增加到后降低的趋势,尤其是在封禁恢复的第20年生物量达到最高值为520.5 g/m²;直到封禁恢复的第25年出现以本氏针茅为建群种的草原群落,第25年之后优势种大针茅种群密度急剧增加,在封禁的第30～34年以大针茅为群落的优势种生长繁殖较快,从群落恢复进程看大针茅有替代本氏针茅的趋势,但大针茅为有性繁殖,受草地凋落物的影响在群落中持续时间较短;从自然修复的35年后,通过种间竞争—扩散—定居—稳定生长的几个作用机制,又形成了以本氏针茅为建群种的“亚顶级”群落。此外,封禁后的草地物种丰富度和多样性逐渐提高。综上,封禁有利于黄土区草地生态系统恢复,且随着封禁时间的推演,草地生态系统逐渐趋于良性循环。     

造林密度对科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨防护林林下植被的影响

[目的]探明科尔沁沙地南缘的奈曼旗沙区小叶杨(Populus simonii)防护林造林密度对林下植被的影响，提出适宜植被群落多样性恢复与稳定性发展的造林密度。[方法]以自然恢复状态下，林龄相近的3种典型造林密度类型(867～1 022株/hm²,1 444～1 667株/hm²,2 177～2 322株/hm²)的小叶杨防护林为研究对象，开展每木检尺、物种组成与多样性、植被群落结构等调查，对野外采集数据进行统计分析。[结果]造林可以显著提高植被恢复与演替速度，造林密度的大小对林下植被多样性与群落稳定有显著影响，随着造林密度的减小，林下草本生物量、物种组成丰富度、物种多样性指数增大，植物恢复程度、群落稳定性上升；造林密度与林下物种多样性指数、物种数量、林下植被盖度、林下草本生物量等植被特征指标均呈现极显著负相关关系(p<0.01)。[结论]当小叶杨防护林造林密度为867～1 022株/hm²时，群落与未经开垦的草地样地的群落相似性最高，植被群落演替逐渐向地带性植被发展，与其他造林密度相比更有利...     

封禁措施对云南金沙江流域主要林分的生态功能影响

通过封禁措施对林分的生态功能影响分析,认为：封禁后的云南松林和常绿阔叶林,在胸径或树高上都表现出明显的优势,且乔木上层盖度较大而均匀,优势种优势度明显,各优势种种群的年龄组成亦处于稳定状态,乔木树种多数更新良好,在垂直分布上呈连续分布,使整个群落在结构上处于稳定的状态;实施封禁措施的林分物种丰富度和多样性指数都明显高于未封禁的林分,且封禁时间越长,多样性指数越高。封禁后物种多样性指数总体上表现为常绿阔叶林〉针阔混交林〉针叶林〉灌丛;实施封禁措施,土壤得到改良,通透性能较好,封禁后的腐殖质层厚度、土壤总孔隙度、毛管孔隙度比未封禁的高。在有机质、有效氮、有效磷方面,封禁的比未封禁的高,封禁的阔叶林比封禁的针叶林高。这体现了封禁后群落土壤具有较高的肥力,有利于群落生物生产力的提高,使群落生物生产力始终维持在较高水平,封禁后土壤疏松,持水能力增强,枯落物层多,对封禁前后的群落土壤最大持水量、枯落物最大持水量进行分析,得出封禁后林分的土壤最大持水量、枯落物最大持水量都高于未封禁的林分。     

城市饮用水源农业面源污染综合防治措施研究

以甘肃省林业科学技术推广总站徐家山后山试验基地及皋兰山的部分山地为例,对人工植被、封育区、对照区群落的植被盖度、不同物种的重要值、群落的多样性进行了调查分析.结果表明,在以兰州市北山为代表的干旱地区进行无灌溉造林,只要树种选择得当,造林技术措施正确,生态环境可以逐渐得到改善;另外,封育也是这一地区植被恢复的有效途径.人工植被物种的重要值的大小排序是:柠条＞红柳＞侧柏＞沙冬青＞白刺＞野枸杞＞山杏＞山桃.红砂、合头草无论在任何情况下都能以优势种出现,是能够较强适应当地环境的植物.人工植被的物种多样性指数、群落的均匀度指数和物种的丰富度指数与封育区比较接近,与对照区差异较大.通过相似性比较,人工造林地、封育区与对照区在相似性方面均有较大差异,随着植物种数量和种类的不断增加,三者会表现出更大的差异性.     

侵蚀环境撂荒地植物群落恢复动态研究

以侵蚀环境不同退耕撂荒年限样地为研究对象,采用空间代替时间序列的方法调查植物群落特征,分析植物恢复过程。结果表明：植物群落覆盖度和地上生物量随退耕撂荒年限的增加,恢复演替的推进逐渐增大;群落物种多样性指数与撂荒年限呈正相关,而群落优势度指数与撂荒年限呈负相关;物种多样性指数能极好地反映群落物种丰富度,并能客观表达物种的动态变化,其演变呈升—降—升的趋势,退耕撂荒3、10和25 a左右时为物种多样性指数的高峰。植物群落结构稳定性与物种多样性、群落生物量、覆盖度和优势度关系密切,随着退耕撂荒地植被恢复演替的进展,植被结构稳定性呈阶梯式增强,从而为侵蚀环境生态恢复提供了基础保障。     

围封年限对沙化草地群落结构及物种多样性的影响

[目的]了解围封年限对宁夏回族自治区盐池县沙化草地群落结构及物种多样性的影响,揭示围封沙化草地植被变化规律。[方法]在半干旱区运用空间代替时间法选取不同围封年限区(5,10,20a)和未封育区(对照)的沙化草地为研究对象,进行群落结构及物种多样性的对比研究。[结果]1年和2年生草本是未封育区的优势种。灌木是封育5a区的优势种,而封育10a区的优势种是灌木和多年生草本,在封育20a区,优势种是多年生草本。与未封育区相比,围封5a,10a区植被数量特征值均有显著提高,而围封20a区特征值稍高,但相差不大。[结论]并不是围封时间越长,植被生长状况就越好。小于5a的封育年限可以提高群落的物种多样性,封育年限大于10a,反而使物种多样性下降。围封措施对植被恢复起到了先促进后抑制的作用。     

Conservation value of tropical secondary forest: A herpetofaunal perspective

In some areas of the tropics forests are recovering on abandoned cattle pastures. These secondary forests may be important habitats for conserving biodiversity, but we know little about their species composition over the long term. We studied herpetofaunal community changes in a 40 years chronosequence of forest succession on abandoned pastures in Puerto Rico. Twelve submontane sites (100-250 masl) represented four forest recovery stages: pasture, young (1-5 years after abandonment), intermediate (10-20 years), and advanced (40 years). Among these stages we analyzed the relationship of forest structure, microclimate, and herpetofaunal community structure. During succession total forest height increased, new strata of vegetation appeared in the understory, and the forest gained heterogeneity and complexity. Microclimate changed with changes in the physiognomy and structure of the vegetation. Microclimatic shifts were more dramatic in forest <20 years since abandonment. During 1 year we observed 7991 individuals of thirteen reptilian species (60% of observations) and six anuran species. Herpetofaunal richness was similar among stages, but the total abundance increased through succession. Relative abundance of anurans and reptiles was similar between stages, but species dominance changed with succession. Forest >20 years old resembles mature forest in some structural characteristics important to herpetofauna and can provide habitat for forest herpetofauna in disturbed areas.     

The effects of invasive North American beavers on riparian plant communities in Cape Horn, Chile: Do exotic beavers engineer differently in sub-Antarctic ecosystems?

North American beavers (Castor canadensis) were introduced into southern South America in 1946. Since that time, their populations have greatly expanded. In their native range, beavers shape riparian ecosystems by selectively feeding on particular plant species, increasing herbaceous richness and creating a distinct plant community. To test their effects as exotic engineers on sub-Antarctic vegetation, we quantified beaver impacts on tree canopy cover and seedling abundance and composition, as well as their impacts on herbaceous species richness, abundance and composition on Navarino Island, Cape Horn County, Chile (55°S). Beavers significantly reduced forest canopy up to 30 m away from streams, essentially eliminating riparian forests. The tree seedling bank was greatly reduced and seedling species composition was changed by suppressing Nothofagus betuloides and Nothofagus pumilio, but allowing Nothofagus antarctica. Herbaceous richness and abundance almost doubled in meadows. However, unlike beaver effects on North American herbaceous plant communities, much of this richness was due to invasion by exotic plants, and beaver modifications of the meadow vegetation assemblage did not result in a significantly different community, compared to forests. Overall, 42% of plant species were shared between both habitat types. Our results indicate that, as predicted from North American studies, beaver-engineering increased local herbaceous richness. Unlike in their native range, though, they did not create a unique plant community in sub-Antarctic landscapes. Plus, the elimination of Nothofagus forests and their seedling bank and the creation of invasion pathways for exotic plants together threaten one of the world’s most pristine temperate forest ecosystems.     

Accumulation of soil organic carbon in aggregates after afforestation on abandoned farmland

To understand how organic C (OC) accumulates in afforested soils and to quantify the contribution of aggregate-associated OC to OC accumulation, we investigated the changes in soil structure, total soil OC, and aggregate-associated OC from 0- to 10- and 10- to 20-cm depths in afforested forests and adjacent farmlands of northwestern China. We assessed the contribution of macroaggregate-associated OC increase to total soil OC accumulation. Afforestation increased macroaggregate amount, mean weight diameter, and mean geometric diameter but decreased the amount of microaggregate and silt + clay-sized fractions. The improvement of soil structure was greater in surface than subsurface soils and was greater in soils afforested with white birch than in soils afforested with other tree species. Fifty years after afforestation, total soil OC concentrations and stocks and aggregate-associated OC concentrations increased depending on soil depth and tree species. Afforestation increased macroaggregate-associated OC stocks but decreased microaggregate- and silt + clay-associated OC stocks. Soil OC stocks and changes in OC stocks after afforestation mainly depended on macroaggregate-associated OC stocks and their changes. The results from this study suggest that OC accumulation in afforested soils is due to the accumulation of OC in macroaggregates and the redistribution of OC from fine particles to coarser fractions.     

晋西黄土区蔡家川封禁流域植被演替规律

黄土高原地区由于强烈的水土流失,生态系统处于极度退化的状态,探讨该地区植被自然恢复演替过程中植物多样性的变化规律,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。采用样线与样方相结合的方法,对晋西黄土区蔡家川封禁流域植被的自然恢复及分布规律进行调查;采用聚类分析和演替分析方法,研究了该流域植物群落类型与演替过程。研究结果表明,随着植物群落的演替,流域植被总的覆盖度大幅度增加,物种多样性增加,流域现为该地区的顶级群落-以油松为建群种的植物群丛所占据。     

阿克苏河中游荒漠河岸林物种多样性与群落稳定性

[目的]探究阿克苏河中游荒漠河岸林群落的物种多样性、稳定性及其之间的关系,在物种水平上对当前群落植物组成的复杂性及部分环境因子的关系进行探讨,为荒漠河岸生态系统的恢复提供理论依据。[方法]在样方调查的基础上,运用格局分析法,物种多样性指数与均匀度指数,聚类分析以及M.Godron稳定性测度对植物群落进行综合评估。[结果]阿克苏河中游荒漠河岸林主要的植物种群均呈现聚集分布的格局,群落结构简单,具有单寡种优势群落的特征。不同地段的植物群落物种分布较为均匀,但丰富度与多样性的高低略有起伏;荒漠河岸林植物群落根据环境因子的聚类结果可分为6个群丛,其中有3个群丛的物种多样性较低。物种组成与土壤水分的关联较为密切;当前植物群落尚未达到稳定阶段,物种多样性与群落稳定性者之间并无任何直接联系。[结论]单一以河水漫灌的方式促进该地区植物多样性的恢复具有一定的困难,考虑以胡杨、柽柳为主要格局,种植深根系的乔灌木以营造局部地区小气候,间接优化生境的方式对荒漠河岸林的植被恢复更为有利。     

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。     

金沙江干热河谷人工赤桉林群落结构

 为干热河谷地区的生态林建设提供理论依据,从反映群落稳定性的群落结构、物种多样性以及生长量和生物量等常用指标分析,金沙江干热河谷地区人工赤桉(Eucalyptuscamaldulensis)林密度普遍偏高,结构比较简单,群落稳定性较差。3种密度的赤桉林群落,随着林分密度的增大,林下植被层的群落分异性越大,林分中主要分布优势种(乔木为赤桉,林下植物为扭黄茅),其他种群的数量极少,林下植被层的结构比较简单,随着林分密度的增大,物种的丰富度、ShannonWiener指数、物种均匀度和生态优势度等4个指标不断减小,群落物种多样性在不断降低,结构合理性越差;群落生长量和生物量的变化,基本随赤桉林的密度增加而减小,密度最小的林分F1的生物量是其他2种高密度林分生物量的2倍以上。各林分林木生长缓慢,即使密度最小的林分F1的年平均胸径和树高生长量,分别只有0.72cm和0.78m。为了增加干热河谷地区人工乔木林群落的稳定性,使其逐步实现正向演替,发挥其应有的生态防护功能,应该考虑降低乔木层群落密度。     

乌海矿区矸石山边坡植被重建初期物种多样性及群落稳定性

[目的]针对西北干旱区煤矸石山边坡植被重建初期,探究不同建植年限群落特征的变化规律,为乌海市矿区生态重建的中、后期工作提供依据。[方法]以乌海市矿区美方煤矸石山为研究对象,采用野外样方调查取样的方法,对比分析了矸石山植被重建初期的植物生长状况与群落稳定性。[结果]①研究区植被重建过程中,物种数量明显增加。自然侵入植物种在重建2 a时仅有4种,建植3 a增加至6种,建植4 a已增加至7种。不同植被重建年限群落中白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)均处于优势地位,表明群落正在进行正向演替过程。②随重建年限从2 a增加至4 a,植被平均盖度、地上生物量、群落丰富度指数均增加了1.5倍左右,表明群落结构逐步稳定。③煤矸石山,在植被重建2~4 a时,群落正处于演替初期,群落相似性系数逐年降低,群落结构趋于复杂化,但仍处于不稳定状态。[结论]在矸石山后续的恢复中,在种植矿区典型复垦植物种,例如豆科、禾本科、菊科等植物时,应适当促进适应当地条件的本地物种自然定植,并且通过种植演替后期的本土植物种类在煤矸石山保留当地基因库。     

石质山地直播造林对植被和土壤的影响

 直播造林是石质山地植被恢复的重要技术,为了评价该类地区植被恢复效果,运用物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数研究山东省薛城区邹坞镇石质山地直播造林区和撂荒区物种多样性特征和土壤化学性质特征。结果表明:1)直播造林区乔木层苦楝为优势种,重要值最高,灌木层火炬树为优势种;撂荒区灌木层以荆条为优势种;直播造林区和撂荒区无直播树种外的乔木物种分布。2)直播造林区显著增加了乔木层物种多样性指数和均匀度指数,一定程度了增加了灌木层多样性指数和均匀度指数,草本层的多样性指数和均匀度指数均显著低于撂荒区。3)直播造林区土层较厚,有机质、全氮、有效磷、速效钾和电导率均显著高于撂荒区,pH值没有显著差异。直播造林在石质山地植被恢复中具有明显效果,自然演替恢复效果较差。     

黄土丘陵区典型草地演替中植物群落特征与土壤储水量关系

[目的]阐明草地植被演替过程中植被生产力、植物多样性等生态学特征与土壤储水量的关系,为探明黄土高原地区植被恢复的生态环境效应提供一定的科学依据。[方法]采用时空互代的方法对宁夏回族自治区固原市云雾山保护区自然恢复3,8,13,46,66,89a的样地进行取样,分析0—100cm土层土壤储水量的分布及其与地上地下植物生物量、物种多样性的关系。[结果]随着草地演替的进行,植被群落盖度、生物量和物种多样性指数在恢复13a之前显著增加,之后渐趋稳定;土壤含水量逐渐增加,容重逐渐降低。植被群落演替对0—40cm土层土壤储水量没有显著影响,但演替后期对40cm以下土层水分有明显消耗。植被群落生物量及物种多样性指标与表层0—10cm水分呈显著正相关。[结论]草地演替过程中,植被群落生物量和物种多样性的增加与表层土壤储水能力的提升密切相关,但深层根系生物量的增加对下层土壤储水的消耗也逐渐增大。