绿汁江下段天然灌草丛群落分布格局及环境关系分析

  目的  研究绿汁江下游区域天然灌草丛群落在同一地理单元中的分布格局与环境变化规律，探索群落分布形成机制，找到干热河谷地区生态系统整体性修复的重要挟点，提出系统修复和综合治理办法。  方法  运用双向指示种分析法(TWINSPAN)和主成分分析(PCA)，以峨山县绿汁江下段灌草丛群落森林资源调查数据为依据，研究植被分类并分析环境关系。  结果  TWINSPAN数量分类方法显示:854个图斑可划分为19个群丛组65个群丛。PCA排序结果显示:第1轴呈现了土层厚度、雨水截留量、保水能力的变化，第2轴呈现了干热方向的变化。垂直气候梯度灌草丛的丰富度从大到小依次为高原面亚热带、干热河谷带、中山南温带。各垂直气候带中都具有典型指示类型。干扰强度大的地区形成了以华西小石积Osteomeles schwerinae、山矾Symplocos sumuntia、萌生栎Quercus spp.、杜鹃Rhododendron simsii灌草丛为主的分布格局。  结论  生境过滤和人为干扰是灌草丛群落分布格局的主要形成机制。通过分析同一地理单元的天然灌草丛群落分布，可了解种群生态幅度和最适生存区。参照群丛组与环境关联关系可判断生态系统中物种所受到的主要生态胁迫。图3表5参34     

山西太岳山不同林龄华北落叶松林土壤微生物群落结构特征

  目的  分析不同林龄华北落叶松人工林土壤微生物结构特征变化规律,阐明土壤微生物群落结构特征对林龄变化的响应机制及关键影响因子,为人工林可持续经营和探讨土壤微生物群落对环境变化反馈机制提供理论依据。  方法  以不同林龄华北落叶松人工林为研究对象,基于土壤微生物群落结构、土壤理化性质和林下植被特征等指标,采用冗余分析探讨土壤理化性质和林下植被特征对土壤微生物群落结构的驱动机制。  结果  研究结果表明林龄变化对土壤理化性质和微生物群落结构特征均存在显著影响,其中土壤温度、含水率、pH值、全碳、全氮、全磷、铵态氮和硝态氮含量均随着人工林年龄的增加而显著增加,土壤有效磷含量则表现出相反的变化规律（P < 0.05）。林龄增长也提高了土壤革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌和放线菌含量,但真菌与细菌以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌的比值呈下降趋势。林下灌木、草本层物种多样性也表现出随林龄增加而增长的变化趋势,不同林龄间差异则均未达显著水平。冗余分析结果表明本研究选取的土壤理化性质和林下植物物种多样性指标共同解释了土壤微生物群落总变异的86.1%,土壤含水率、温度、有效磷、硝态氮含量、灌木层丰富度指数和草本层丰富度指数则分别解释了微生物群落结构变异程度的22.7%、18.4%、11.8%、10.6%、7.9%和5.6%。  结论  土壤微生物群落结构特征、土壤理化性质和林下植物物种多样性（灌木层和草本层）均受到林龄变化的影响,并且土壤温度、含水率、有效磷、硝态氮和林下植物物种多样性是引起不同林龄人工林土壤微生物群落结构变化的关键驱动因子。      

人为干扰对蒙顶山木荷次生林物种多样性及土壤理化性质的影响

  目的  为了解旅游发展对生态环境的影响，探究四川蒙顶山木荷Schima superba次生林群落对人为干扰的响应。  方法  在实地踏查的基础上，采用典型样地法对经轻度干扰、中度干扰和重度干扰的蒙顶山木荷次生林群落物种多样性和土壤理化性质进行研究。  结果  ①研究区共记录到维管植物155种，隶属72科115属；②人为干扰对该群落物种多样性水平产生负面影响，随着扰动强度的增加，物种丰富度指数(D)、Shannon-Wiener 多样性指数 (H)、Simpson 优势度指数(H′)和Pielou 均匀度指数(J_sw)均降低；③不同的土壤理化指标在不同干扰强度下具有不同的特征，人为干扰显著降低了土壤含水量和全氮、全钾、有效磷和有机质质量分数(P＜0.05)，增加了土壤容重，对土壤全磷、速效钾、pH没有显著影响(P＞0.05)；④土壤全钾、含水量、有机质是影响木荷次生林群落物种多样性的最重要因素。  结论  人为干扰对木荷次生林物种多样性水平、土壤理化性质的影响是负向的。图2表4参27     

杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响

目的研究近自然化改造下杉木人工林物种多样性和土壤理化性质的相关关系及其动态变化,探究改造后林下植被—土壤系统之间的相互影响关系,评估人工经营措施对杉木人工林群落的生态影响,为该区未来杉木人工林可持续经营提供科学依据。方法以中国林业科学研究院热带林业实验中心3种不同经营模式的杉木近自然改造林分和未经改造的杉木人工纯林作为对照,分析林下灌木和草本群落物种组成、植物多样性水平和土壤理化性质差异及其之间的相关性。结果改造后灌木层和草本层的丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和均匀度指数均高于未改造纯林。土壤理化指标在不同经营模式下变化特征不同,土壤含水量、有机质、全氮、全钾和速效钾含量受采伐影响明显（P < 0.05）,均为改造样地大于对照样地,其中有机质含量最高,达56.68 g/kg。土壤含水量、土壤密度与草本植物多样性表现出一定的相关性,而与灌木层多样性指数无显著相关性;有机质与灌木层的Shannon-Wiener指数和丰富度指数均呈现显著正相关（P < 0.05）,与草本无显著相关性;pH值与灌草层多样性指数均无显著相关性。结论改造后杉木人工林土壤全氮、全磷、全钾、速效钾有机质和含水量与林下灌草多样性指数的相关性最为密切,建议采伐后保留450 ~ 600株/hm2配合林下30 ~ 40株阔叶树种补植作为该区域经营指标参考,并重视经营措施下的人工林林下植被多样性与土壤理化性质产生的相互关系。      

元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤呼吸动态特征

  目的  土壤呼吸对大气中二氧化碳浓度有重要的调节作用。萨王纳生态系统土壤呼吸是全球温室气体主要排放源之一，但是其排放特征与主要影响因子尚不清楚。  方法  以元江干热河谷(萨王纳)稀树灌草丛生态系统为对象，利用静态箱法，从2014年6月到2015年6月对元江土壤呼吸进行测量，研究了元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤呼吸动态特征及其影响因子。  结果  元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤温度、水分和呼吸速率具有明显的季节变化，雨季高于干季。土壤呼吸速率与土壤温度和土壤湿度分别呈指数和抛物线关系，土壤5和10 cm处温度Q₁₀分别为1.73和1.98，小于全球均值2.0，采用10 cm土壤温度能更好地模拟土壤呼吸。通过土壤温度、湿度与土壤呼吸双因子拟合分析得出元江萨王纳生态系统的土壤呼吸主要受到水分条件的制约；生态系统土壤呼吸年排放量为4.20 t·hm?2·a?1，其中雨季2.71 t·hm?2，占全年碳排放总量的64.5 %，干季的二氧化碳排放量为1.49 t·hm?2，占全年碳排放总量的35.5 %。全球萨王纳生态系统土壤呼吸均值为8.16 t·hm?2·a?1。  结论  元江土壤呼吸总量在全球萨王纳生态系统中处于较低位置，主要是因为元江萨王纳生态系统降水量较全球萨王纳低，而降水量与萨王纳地区土壤呼吸呈极显著正相关关系(R2=0.61，P＜0.001)。图4表1参72     

燕沟流域不同植被恢复重建途径下物种多样性研究

在燕沟流域选取5个物种多样性指数对其天然及人工群落物种多样性进行了研究,分析了植被恢复重建途径(自然恢复、人工恢复、自然和人工恢复)与物种多样性的关系.研究结果表明,天然灌木林群落物种多样性和均匀度指数最大,天然草本群落与人工乔木林群落接近,人工灌木林群落最小;影响人工乔木林和灌木林群落林下草本层物种多样性和均匀度指数变化的主要因素有植物物种种源、植物自身因素(初植密度)和人为因素(破坏、放牧时间).     

元江县干热河谷季雨林群落特征研究

基于样地资料,分析了元江干热河谷季雨林的现状与特征.其科、属区系成分以泛热带成分为主,种的区系成分则以热带亚洲（印度-马来西亚）分布为主;生活型以高位芽植物为主,藤本植物较为丰富;元江季雨林的次生性较强,区系次生度达到56.1%;乔木层的次生物种较少,灌木层较多,草本层次生物种最多,区系次生度达到70.5%,生态次生度达到85.8%,层间植物中也有许多次生物种;水湿条件较好和受人为干扰较少的地段,其生物多样性指数都比较高;元江季雨林具有许多稀树灌木草丛的特征,如乔木层稀疏、分枝低矮、树冠硕大,植物都具有较强的耐旱性等,许多物种本身也是稀树灌木草丛的主要成分,充分说明元江现存的稀树灌木草丛是由季雨林退化形成的.只要停止对稀树灌木草丛的破坏,会逐渐恢复成季雨林.如果继续破坏,现存的季雨林很有可能退化成稀树灌木草丛.     

河南省淅川县岩溶区不同恢复年限天然次生林植物群落特征

  目的  研究南水北调中线渠首岩溶区不同恢复年限天然次生林群落物种组成、生物多样性与结构特征，了解岩溶区植被现状，为区域植被保护与修复、生物多样性保护和石漠化综合治理与评估提供科学依据。  方法  采用“空间代替时间”的研究方法，以河南省淅川县岩溶区6种林龄(20、28、35、40、53、70 a)天然次生林为研究对象，按照森林群落调查方法调查乔木层、灌木层及草本层，计算群落物种重要值、多样性指数、群落结构和群落相似系数。  结果  在18个固定样地10 800 m2区域内，共调查到维管束植物63种，隶属40科58属；随着恢复年限增加，物种丰富度不断增加，增加的物种多为单科单属单种。各个层物种多样性指数随着恢复年限增加表现出不同的特点，但总体表现为缓慢上升；乔木层Shannon多样性指数、Simpson多样性指数及Pielou均匀度指数均以P₅样地(恢复时间53 a)最大，P₁样地(恢复时间20 a)最小；灌木层和草本层的Shannon多样性指数、Simpson多样性指数缓慢上升。Jaccard相似性系数结果表明:不同恢复年限的样地间为极不相似水平，物种组成差异性较高；除密度外，群落平均高度、盖度、胸径等结构在恢复20 和70 a以上存在显著差异(P＜0.05)，其余恢复年限样地之间差异不显著。  结论  相对于西南岩溶区，南水北调中线渠首岩溶区物种丰富度较低，群落均以栓皮栎Quercus variflora为建群种，单科单属单种居多，群落间差异性较大，岩溶区植被恢复后期植被生长缓慢，树高和胸径主要集中在Ⅱ和Ⅲ级。图2表5参34     

滇东南喀斯特小生境土壤水分差异性及其影响因素

  目的  土壤水分是喀斯特石漠化地区植被恢复的关键因子，分析滇东南喀斯特小生境土壤水分差异性及其影响因素，可为喀斯特生态系统的恢复提供科学依据。  方法  以滇东南普者黑峰林湖盆区为研究区，选取石灰岩灌丛、清香木Pistacia weinmannifolia次生林、云南松Pinus yunnanensis人工林下的不同小生境(石沟、石坑、土面)为研究对象，分析小生境土壤水分的差异性及影响因素。  结果  ①各小生境的土壤水分季节性差异显著(P＜0.05)，平均土壤含水率从高到低依次为石沟(42.24%)、石坑(41.63%)、土面(32.98%)，并随着土层深度的增加而减少。②石灰岩灌丛进行自然和人工恢复后，小生境的土壤含水率增加，从高到低依次为清香木次生林(35.80%)、云南松人工林(31.67%)、石灰岩灌丛(29.36%)，自然恢复优于人工恢复。③小生境土壤水分差异性受到生境类型、土壤性质、植被群落的影响，植被往往优先选择生境条件优越的石坑和石沟小生境。不同土层深度的小生境土壤水分差异性受到土壤性质和土壤优先流的影响。  结论  喀斯特石漠化地区进行植被恢复要结合植被群落和小生境类型，优先选择石沟和石坑小生境，自然和人工恢复相结合，以促进喀斯特生态系统的恢复和改善。图4表2参28     

赣南红壤侵蚀地植被概况及其物种多样性的变化

在对赣南典型红壤侵蚀区自然恢复植被群落和人工植被群落调查的基础上，对其植被特征及其物种多样性进行分析研究，结果表明，严重侵蚀地植被的植物种类组成贫乏、群落结构单一、覆盖稀疏，是以中生或旱中生的多年生草本植物为主所组成的次生植被，属于灌草丛植被类型。植被恢复初级阶段群落以草本植物占优势，物种丰富度和物种多样性指数均低。随着恢复年限的增长，植被由单层次结构向复层次结构发展，物种多样性指数增高。     

不同立地环境下金沙江干热河谷各区段植物多样性

  目的  为更精准地保护和修复金沙江干热河谷生态环境,明晰不同立地环境下金沙江干热河谷各区段植物多样性结构特征与差异。  方法  采用标准样地调查法调查金沙江干热河谷上段、中段和下段共47个样地的植物物种丰富度和多样性等。  结果  ① 金沙江干热河谷植物丰富度、多样性和均匀度从上段到下段有增加趋势,植物丰富度从大到小依次为天然林(20.56)、人工林(12.16)、稀树灌草丛(8.00),天然林和人工林之间多样性和均匀度差异均不显著。② 随海拔上升,植物多样性有增加趋势。阴坡植物多样性显著高于阳坡(P＜0.05)。③ 在海拔800~1 400 m,上段、中段和下段多样性差异不显著,而在海拔1 400~2 000 m,多样性从大到小依次为下段、中段、上段;同一坡向下段的植物多样性均高于中段和上段,且下段的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数显著高于上段(P＜0.05)。  结论  受海拔和坡向等立地环境的影响,金沙江干热河谷各区段植物多样性存在明显差异,局部造林可提高当地的植物多样性。图1表4参27     

不同植被模式下张宣铁尾矿生态恢复效果评价

  目的  探讨不同植被模式对铁尾矿库生态恢复效果的影响,筛选出适宜张宣矿区的植被模式,以解决铁尾矿废弃地土壤养分低下、植物生长困难和水土流失严重等问题。  方法  以该区铁尾矿库的14种植被模式为研究对象,从植物生长特征、植被群落特征、土壤养分情况等方面选取指标对其恢复效果进行评价。  结果  各模式植被盖度普遍处于中上水平,油松、沙棘、芦苇和野艾蒿分别为研究区内乔木、灌木、草本植物的优势种;乔木、乔灌等模式多样性指数普遍高于灌木、灌草等恢复模式,但丰富度指数普遍较差。不同植被模式、不同土壤深度对土壤养分均影响显著,该区土壤富含速效钾,但缺乏氮、磷和有机质。经CRITIC-GRA法得分排序,油松、油松 + 洋白蜡、沙棘 + 胡枝子为研究区内得分排名前3的模式,评价等级为“优”,所有恢复措施中仅自然恢复措施评价等级为“差”。  结论  建议当地采用覆土整地植苗恢复措施,植物种选择上优先考虑油松 + 沙棘或胡枝子 + 野艾蒿或草木犀,另外可施用适量氮磷肥或有机肥,以加快铁尾矿库土壤养分改良。      

海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库的影响

  目的  土壤种子库直接参与地上植被自然更新,与地上植被关系紧密,研究分析海拔和坡向对陡坡土壤种子库的影响及其与地上植物群落的关系,为高陡边坡植被恢复提供科学依据。  方法  本文以伏牛山600、800和1 000 m不同海拔与坡向（阴坡和阳坡）的陡坡自然植物群落为对象,通过植物群落调查、土壤种子库采集、种子萌发试验等研究手段,综合分析了海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库特征的影响。  结果  （1）地上植物群落植物种共67种,壳斗科植物占优势。土壤种子库有62个物种,以草本植物为主,占82.26%,远高于木本植物,其中菊科物种数最大,占整体24.19%,其次为禾本科和石竹科,分别都占9.68%。（2）土壤种子库密度在1 263 ~ 10 363 粒/m2之间,其中莎草科种子储量最高,其次为菊科和禾本科;土壤种子库具有一定的垂直结构,表现为上层（0 ~ 2 cm）和中层（2 ~ 5 cm）土壤种子库储量高于下层（5 ~ 10 cm）。（3）乔木层、灌木层物种丰富度与海拔呈显著正相关（P < 0.05）,草本层物种丰富度与坡向呈显著负相关（P < 0.05）。土壤种子密度与海拔、坡向呈显著正相关（P < 0.05）。（4）土壤种子库与地上植物群落的物种组成具有较大差异,共有种仅有17种,物种相似性系数较低,在0.08 ~ 0.21之间,其中草本层与土壤种子库具有较高的物种相似性,乔木层、灌木层结构对种子库特征具有一定的影响。  结论  伏牛山600 ~ 1 000 m自然陡坡土壤种子库和地上植物群落的物种多样性都随着海拔的升高而增大,其中1 000 m阳坡土壤种子库密度和物种多样性最高,具有较强的植被恢复潜力。      

岩溶石漠化地区不同利用方式对土壤肥力和重金属质量分数的影响

  目的  探讨不同土地利用方式下土壤肥力和重金属污染的特征及土壤养分与土壤重金属之间的关系。  方法  以云南省西畴县三光石漠化综合治理示范区的撂荒地、灌草地、人工林地、自然林地、玉米Zea mays地、核桃Juglans regia林地和猕猴桃Actinidia chinensis地为研究对象,测定土壤养分和重金属质量分数并进行相关性分析。  结果  自然恢复方式下土壤有机质、全氮、全磷质量分数显著高于其他土地利用方式(P＜0.05),灌草地土壤[土壤肥力综合指数(I_FI)为0.915]和撂荒地土壤(I_FI=0.913)较为肥沃,猕猴桃地土壤(I_FI =0.485)和核桃林地土壤(I_FI =0.501)较为贫瘠;不同土地利用方式下,灌草地重金属污染风险最低[生态风险指数(I_R)为66.91],猕猴桃地重金属污染风险最高(I_R=169.16)。相关性分析发现:土壤养分质量分数对重金属质量分数的影响因土地利用方式的不同而不同,且在灌草地、人工林地和自然林地中较为显著(P＜0.05),在撂荒地和作物种植地中并不显著(P＞0.05)。  结论  自然属性较强的地区土壤肥力水平高,且重金属污染风险低,说明人为干扰是影响石漠化地区进行植被恢复的重要因素。为了能够更好地提高土壤质量,应适当减少人为活动的干扰。图3表8参29     

黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响

  目的  探究黄山松Pinus taiwanensis人工林林分空间结构对林下植物多样性影响的主导因子,旨在为营造健康稳定的黄山松人工林提供科学依据。  方法  以河南省大别山区黄柏山林场40年生黄山松人工林为研究对象,计算林分角尺度、混交度、空间密度指数、林层指数、开敞度和Hegyi竞争指数等6个林分空间结构参数和林下草本、灌木以及更新树种植物多样性测度指标,分别采用灰色关联度分析、Pearson相关分析和典型相关分析方法研究了林分空间结构对林下植物多样性的影响。  结果  灰色关联度分析结果表明:所有林分空间结构参数中,与林下草本植物多样性灰色关联度最大的为角尺度,而与灌木和更新植物多样性灰色关联度最大的为混交度。Pearson相关分析结果表明:角尺度与林下草本Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数以及灌木Simpson优势度指数呈极显著正相关(P＜0.01),混交度与草本Pielou均匀度指数、灌木Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数呈显著正相关(P＜0.05),而空间密度指数与林下更新树种Margalef丰富度指数呈极显著正相关(P＜0.01)。典型相关分析结果表明:6个林分空间结构参数与林下草本、灌木植物多样性指标的整体相关性强,相关系数分别为0.998 5和0.999 5,其中角尺度和混交度对林下灌草植物多样性的影响较大。  结论  黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性产生较为显著的影响,可通过调整林分水平空间结构,优化林分竞争态势及林分垂直空间结构等方式提高黄山松人工林林下植物多样性。表6参34     

北京市侧柏低效林物种多样性改造策略

  目的  京津风沙源二期低效林改造工程的主要任务之一是提高森林物种多样性。探究影响北京市低效林林下物种多样性指数的环境因素并确定各环境因素影响大小。  方法  以侧柏Platycladus orientalis低效林为研究对象，对35个低效林样地开展调查，获取并计算各样地的物种多样性指数；利用最大熵模型研究10个立地环境因子与侧柏低效林林下物种多样性指数的关系，分析不同立地条件类型对侧柏林下物种多样性的影响。  结果  影响物种多样性的主要环境变量为海拔、坡向、土壤全磷、坡度和土壤全钾，其累积贡献率之和达93.8%；采用提升土壤全磷、土壤全钾和微地形改造的措施后，侧柏低效林林下物种多样性高于筛选值的分布概率，由0.354分别提升至0.431、0.654和0.379，同时实施上述3种措施后，分布概率提升至0.738，单独和同时实施以上措施均有助于提高物种多样性。  结论  改良立地条件可以提高侧柏低效林的林下物种多样性。