乌拉特荒漠草原群落物种多样性和生物量关系对放牧强度的响应

以内蒙古乌拉特荒漠草原灌丛和草本植物群落为对象,研究这2种植物群落的物种组成、物种多样性及其与地上生物量关系对不同放牧处理(对照、中牧、重牧)的响应。结果表明:①随着放牧强度的增加,灌丛群落中红砂(Reaumuria songarica)和碱韭(Allium polyrhizum)的优势度增大,沙生针茅(Stipa glareosa)的优势度减小;重牧降低草本群落中沙生针茅的优势度,增加了蒙古韭(Allium mongolicum)和碱韭的优势度。②不同放牧处理显著降低了灌丛和草本群落的盖度、高度以及灌丛群落的密度,消除了灌丛和草本群落之间盖度的差异(P> 0. 05)。中牧降低灌丛群落的Pielou均匀度指数,重牧降低灌丛群落的物种丰富度,灌丛和草本群落的其他多样性指数在放牧处理之间无显著差异(P> 0. 05)。除物种丰富度外,其他多样性指数在灌丛和草本群落之间差异显著(P <0. 05)。③不同放牧处理降低了灌丛和草本群落的地上生物量和凋落物量,导致灌丛和草本群落之间地上生物量的显著差异(P <0. 05)。④地上生物量与Simpson优势度指数负相关,与Shannon-Wienner多样性指数和Pielou均匀度指数正相关;放牧处理下地上生物量与密度、物种丰富度正相关。放牧处理改变了荒漠草原植物群落组成、结构和功能,进而改变了群落结构和功能的重要关系。     

红砂植被盖度对土壤不同形态碳、氮及细菌多样性的影响

以自然恢复的红砂群落为研究对象,探讨黄土高原红砂植被不同盖度对土壤不同形态碳、氮及细菌多样性的影响,为该地区的人工生态恢复措施提供理论支撑.在兰州市南北两山植被恢复技术研究与示范基地,按照5级盖度分类法设置红砂植被盖度梯度,重点对土壤养分碳氮、微生物量碳氮和细菌多样性开展研究.结果表明:随着植被恢复,土壤有机碳 (SOC)和全氮(TN)、土壤微生物碳 (MBC)和微生物氮(MBN)逐渐提高,并且增加比较快 ,但是当总盖度达到48.73%之后,增加比较缓慢,而且增加的差异不显著.相同的植被盖度对土壤有机碳、全氮和土壤微生物碳、氮的影响趋于一致.土壤细菌多样性随植被盖度有所增加,在植被盖度达到48.73%后多样性维持在彼此接近的水平,尽管微生物多样性群落结构有差异 .在植被稀疏、物种多样性较低的干旱坡地,红砂植被盖度增加明显改善了土壤生态功能, 但是片面追求植被盖度的增加,对土壤特性改善有限.     

柠条林分密度对林带间草本群落的影响

植物间的相互作用是影响群落多样性和稳定性的重要因素之一。文中以内蒙古和林格尔县一个12年林龄的人工柠条(Caragana microphylla)林林带间草本层为研究对象,通过测定不同林分密度下草本层物种组成、植被高度、盖度、地上生物量和物种多样性等指标,研究草本层群落特征对柠条林分密度的响应。结果表明:(1)林带间草本层共有48种植物,隶属于18科39属。随着柠条林分密度的增加,草本群落组成种类减少,旱生植物比例增大,豆科植物重要值增大,逐渐成为优势种;(2)高密度林带间草本层群落高度、盖度显著高于其他样地,但生物量和多度数量特征变化不显著(P <0. 05)。(3)低密度柠条林林间草本群落的α多样性指数高于其他样地,其中,Simpson指数和Shannon-Wiener指数显著高于其他样地(P <0. 05)。本着生态有效性和低成本的原则,在内蒙古中部以及相似气候区,推荐柠条林合理种植密度为1200棵/hm2。     

沙坡头人工植被组成分析

本文根据多年的植被调查和沙层水分动态的观测资料,对沙坡头地区无灌溉条件下人工植被33年演变过程中的组成进行分析。结果表明:(1)目前,人工植被已经演变为以油蒿为主的灌木半灌木+一年生草本+孢子植物占优势的人工——天然植被。(2)人工植被的生活型以高位芽植物和一年生植物为主,辅以少量的地面芽植物,没有地上芽和隐芽植物,生活型谱不完整。与天然油蒿群落比较,人工植被种类少、投影盖度低、根栖层水分严重亏缺。(3)投影盖度是荒漠半荒漠植被最重要的特征之一。人工植被演变初期投影盖度波动性上升。7—16龄为鼎盛时期,投影盖度为30%左右。随后又波动性下降。这种波动性变化规律在判断沙漠化程度时有意义。(4)人工植被演变过程中Shannon-Wiener多样性指数的变化规律近似“∩”型。种优势度指数的变化规律与其成负相关,近似“U”型。(5)流沙群落、3—33龄的人工植被的种多度分布模式为几何级数型。天然油蒿群落和红砂—珍珠群落为对数正态分布。1—2龄的人工植被种多度分布模式完全受人为因素的制约。     

草原植被-土壤的关系及对干扰响应差异研究

草原土壤跟植被有密切的关系,它们之间的关系对草地的退化和恢复机制研究十分重要。通过对内蒙古草原区(主要是典型草原)具有不同群落特征的14个样点进行植被与土壤调查,分析植被群落数量特征与土壤理化指标之间的相关关系,探讨围封与放牧作用下植被、土壤响应差异。结果表明:群落地下生物量、群落盖度、单位面积物种数与土壤有机碳、全氮含量均呈显著正相关关系(p<0.05),与土壤容重呈显著负相关关系(p<0.05)。土壤全磷含量与群落地下生物量和群落盖度存在显著正相关关系(p<0.05),而与单位面积物种数相关不显著。由于地上现存生物量受随机放牧和围封的影响较大,与土壤各项指标之间相关不显著。在围封26年、7年、2年和自由放牧4个样地中,土壤各指标除表层容重变化显著外,土壤粒径组成和有机碳、全氮、全磷含量变化均不明显(P>0.05),但4个样地在群落盖度、高度、生物量、群落物种数量、丰富度指数、多样性指数等群落数量特征上均呈现显著差异(P<0.05)。基于上述研究结果讨论了植被与土壤之间的关系,并提出了人为驱动力作用下草原植被-土壤响应差异的概念模型。     

退化程度对大针茅草原植物群落结构特征及物种多样性的影响

通过野外调查与室内分析,探讨了不同退化程度的大针茅草原植物群落特征及物种多样性。结果表明:随着退化程度的增加,大针茅草原植物群落结构、生产力和多样性的表现并不同步;各样地重要值在所有物种中呈分散趋势,均以多年生植物为主,但多年生植物的重要值呈减少趋势,一年生植物和小半灌木重要值呈增加趋势;群落地上生物量、群落高度及凋落物含量显著降低,而群落密度呈相反的趋势。群落盖度和地下生物量在轻度退化样地最高,地下生物量由浅到深呈"T"形分布;Margalef指数在中度退化样地最大,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数都随退化程度的增大呈逐渐增大趋势。     

荒漠草原区不同林龄柠条林物种多样性研究

开展对荒漠草原区固沙人工柠条林生长过程中地上植被的物种多样性变化特征研究,对于分析种植人工柠条林对退化荒漠草原治理效果评价具有重要的指导意义。文中采用时空替代法,以天然草地为对照,对7a、16a、25a、37a柠条林组成的序列进行地上植被的物种多样性研究,并用方差分析和LSD多重比较的方法研究了植物群落间多样性指数的差异程度。研究表明:1)在退化荒漠草原区,种植柠条林后比未种植前的半固定沙丘地上植被物种数目明显增加,种植柠条林对干旱半干旱荒漠草原区退化荒漠草原具有显著的生态恢复效应。2)不同林龄柠条林物种多样性存在显著差异。3)种植柠条林后,相邻生态系统之间地上植被物种逐渐被新物种替代,而建林末期与初期相比物种组成发生了较大变化,约有42%的物种被其他物种替代。4)建议研究区在建植20年左右时,对其进行平茬处理。     

生物结皮对荒漠草本植物群落结构的影响

通过人工去除生物结皮试验,分析古尔班通古特沙漠生物结皮对常见荒漠草本植物群落结构的影响。根据人为去除生物结皮的试验结果,结合生物结皮对种子萌发、幼苗存活以及土壤养分和水分等影响,综合分析生物结皮对草本植物多样性的影响。结果表明:尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、条叶庭荠(Alyssum linifolium)、琉苞菊(Hyalea pulchella)、荒漠庭荠(Alyssum desertorum)及旱麦草(Eremopyrum triticeum)的生物量总和占总生物量的90%以上,是该沙漠的优势草本植物。去除生物结皮后,草本植物的植被高度、物种丰富度和多样性指数都显著提高;但是,植被盖度、密度和群落生物量却显著降低。说明生物结皮的存在改变了古尔班通古特沙漠南缘荒漠草本植物的群落结构,植被盖度和群落生物量提高,这对于防风固沙、稳定沙面具有重要的生态意义。     

青海都兰绿洲-荒漠交错带植物特征值及多样性研究

采用样方调查法对察汗乌苏绿洲-荒漠交错带五个不同封育区植被的群落结构和特征值进行调查分析,并运用α-多样性指数(shannon-Wiener指数、Simpson指数、群落均匀度指数E)分析生物多样性变化.对比2008和2009年不同封育区植被盖度,密度,生物量等植物特征值表明,到2009年,2003年荒滩造林封育区、安...     

围栏封育对新疆山地退化草原植物群落特征的影响

围栏封育作为一种有效的退化草原管理措施,近年来在我国退化草原恢复中得到极为广泛的应用。以新疆巴里坤县退化温性荒漠草原为研究对象,通过连续4 a围栏封育样地和自由放牧样地的植被调查资料,对比分析围栏封育样地和自由放牧样地的植被群落组成和地上生物量的动态特征。结果表明:(1)通过围栏封育措施,退化草原的物种多样性和群落生态优势度与自由放牧样地相比略有提高,群落均匀度略有降低,但通过t检验,差异均未达到显著水平(P0.05)。(2)随着封育措施的实施,总体上草原群落优势种为沙生针茅和伊犁绢蒿,反映出西部内陆半干旱地区温性荒漠草原特有的特征;自由放牧样地,沙生针茅和伊犁绢蒿在群落中的优势地位发生变化。(3)围栏封育措施提高了植物群落的平均高度、地上生物量。随着围封时间的延长,群落地上生物量增加,且显著高于自由放牧区,然而4 a围栏封育并不能使温性荒漠草原产草量达到最高水平,也不能使植物群落的多样性指标与自由放牧样地形成显著差异。     

乌拉特荒漠草原红砂生物量预测模型

红砂(Reaumuria soogorica)是一种广泛分布在中国半荒漠地区的多年生半灌木,是干旱荒漠区分布最广的植物种之一,具有固沙、固土的优良特性。其生物量估算对评价荒漠草原红砂的生态功能和荒漠草原经营管理具有重要作用,红砂生物量模型是估测红砂生物量的重要方法之一。本研究采用全挖法,以乌拉特荒漠草原优势种之一红砂为研究对象,基于对红砂地上、地下和整株生物量及株高(H)、冠幅(C)、基径(D)等的测定,通过数理统计的回归分析方法,利用相关生长模型(幂函数W=aX^b),分别构建了地上部分(W1)、地下部分(W2)和全株生物量(W)的预测模型。通过对比判别系数R2的大小,挑选最佳生物量估测模型。结果表明:①以冠幅(C)为指标的估测模型W1=0.555×C^1.867(R^2=0.866)能较好地反映红砂单株地上生物量累计特征。②以复合因子基径×基径×株高(D2H)为指标的估测模型W2=2.259×(D^2H)^0.762(R^2=0.769)能较好地反映红砂单株地下生物量累计特征。③以复合因子基径×基径×株高(D^2H)为指标的估测模型W=7.057×(D^2H)^0.813(R^2=0.859)能较好地反映红砂总生物量的累计特征。利用此类方法建立的生物量模型,精度高,简便易行,为评价乌拉特荒漠草原红砂的生态功能和准确测定其生物量提供科学依据。     

Community structure and carbon and nitrogen storage of sagebrush desert under grazing exclusion in Northwest China

Overgrazing is regarded as one of the key factors of vegetation and soil degradation in the arid and semi-arid regions of Northwest China.Grazing exclusion(GE)is one of the most common pathways used to restore degraded grasslands and to improve their ecosystem services.Nevertheless,there are still significant controversies concerning GE’s effects on grassland diversity as well as carbon(C)and nitrogen(N)storage.It remains poorly understood in the arid desert regions,whilst being essential for the sustainable use of grassland resources.To assess the effects of GE on community characteristics and C and N storage of desert plant community in the arid desert regions,we investigated the community structure and plant biomass,as well as C and N storage of plants and soil(0-100 cm depth)in short-term GE(three years)plots and adjacent long-term freely grazing(FG)plots in the areas of sagebrush desert in Northwest China,which are important both for spring-autumn seasonal pasture and for ecological conservation.Our findings indicated that GE was beneficial to the average height,coverage and aboveground biomass(including stems,leaves and inflorescences,and litter)of desert plant community,to the species richness and importance values of subshrubs and perennial herbs,and to the biomass C and N storage of aboveground parts(P<0.05).However,GE was not beneficial to the importance values of annual herbs,root/shoot ratio and total N concentration in the 0-5 and 5-10 cm soil layers(P<0.05).Additionally,the plant density,belowground biomass,and soil organic C concentration and C storage in the 0-100 cm soil layer could not be significantly changed by short-term GE(three years).The results suggest that,although GE was not beneficial for C sequestration in the sagebrush desert ecosystem,it is an effective strategy for improving productivity,diversity,and C and N storage of plants.As a result,GE can be used to rehabilitate degraded grasslands in the arid desert regions of Northwest China.     

水分胁迫下荒漠地区2种草本植物生物量分配策略

水分胁迫是荒漠地区生态系统结构和功能变化的主要驱动力。分析水分胁迫下,不同生长阶段荒漠植物生物量在地上-地下的分配比例,对精确估算地下有机碳存储量有重要的理论意义。通过盆栽控制实验,设置对照、中度和重度胁迫的水分梯度,选取荒漠地区2种草本植物涩荠（Malcolmia africana）和角果藜（Ceratocarpus arenarius）,分析其生物量在地上-地下的分配比例变化。结果表明：无论水分胁迫存在与否,总生物量累积均符合Sigmoidal生长模型;水分胁迫对植株早期发育阶段总生物量的累积无明显影响,但显著减少了发育后期总生物量的累积;植株每生长10 d,涩荠和角果藜叶片占总生物量的比例分别减少8.9%～10.6%和3.1%～3.4%。几乎等同于茎所增加的比例。水分胁迫使得地下生物量显著增加,但总生物量的累积仍以地上部分为主;根冠比在整个生长过程中呈4个渐变的阶段。     

鄂尔多斯高原西部阿拉巴斯山地区第三纪残遗植物避难所的自然保护问题

阿拉巴斯山地区为干旱区第三纪残遗植物的避难所,是内蒙古地区植物特有现象最明显的地区。共有维管植物251种。地带性植被为草原化荒漠,主要群落类型为四合木荒漠、半日花荒漠、绵刺荒漠、沙冬青荒漠等荒漠群系。以戈壁种和东阿拉善种为主的荒漠成分构成了本地区植物区系的主体。古老残遗种及特有种在植物区系和植被组成中均起主导作用。但是这块宝地目前面临严重破坏,应该尽快成立阿拉巴斯第三纪残遗植物保护区。     

不同干扰对高寒草原群落物种多样性和生物量的影响

通过对新疆巴音布鲁克高寒草原天然草地进行灌溉、围栏(2年、7年、13年)和自由放牧处理,探讨不同干扰类型对草地植物多样性和生物量的影响。结果表明:灌溉使草地植物群落的高度、盖度和地上、地下生物量达到较高的水平,物种多样性也有一定程度的增加;而在自由放牧制度下,由于干扰过于剧烈,草地已呈退化趋势,物种多样性和生物量均较低;在围栏草地中,随着围封年限的增加,群落高度、盖度、地上、地下生物量逐渐增加,物种丰富度、多样性指数、均匀度指数呈现先增加后减小的趋势。在5种干扰类型中,物种丰富度、Shannon-W iener指数(H′)的排列顺序为:放牧草地<围栏2年草地<灌溉草地<围栏13年草地<围栏7年草地;P ielou均匀度指数的排列顺序为:围栏2年<放牧<灌溉<围栏13年<围栏7年;地上生物量的变化趋势为:放牧草地<围栏2年草地<围栏7年草地<围栏13年草地<灌溉草地;地下生物量的变化趋势为:放牧草地<围栏2年草地<灌溉草地<围栏7年草地<围栏13年草地。     

奇台荒漠草地自然保护区典型植物群落物种多样性分析

以重要值为测度指标,选择反映群落物种多样性、丰富度、优势度和均匀度的7个测定指数对奇台荒漠草地自然保护区荒漠植物群落物种多样性进行了研究。结果表明:在整个研究区荒漠植物群落中,白梭梭、梭梭、碱蓬、琵琶柴、沙蓬、驼绒藜和沙漠娟蒿等物种有较高的重要值。依据群落外貌结构和植物种类组成等特征,按照样方中建群种和优势种的重要值,将研究区植物划分为14个典型群落,各群落类型的物种多样性指数(Shannon-wiener指数H′)的顺序为:梭梭+角果藜(2.0740)>白梭梭+驼绒藜(1.9037)>白梭梭+羽毛三芒草(1.8909)>梭梭+芦苇(1.8474)>梭梭+雾冰藜(1.7434)>芦苇+猪毛菜(1.7278)>梭梭+白茎娟蒿(1.6723)>白梭梭+琵琶柴(1.5410)>白梭梭+沙蓬(1.4886)>白梭梭+假木贼(1.4530)>梭梭+碱蓬(1.4437)>白梭梭+刺木蓼(1.4277)>白梭梭+角果藜(1.3637)>白梭梭+沙漠娟蒿(1.3362)。     

青海湖流域沙柳河草甸群落结构与数量特征

沿青海湖流域沙柳河河岸,选取多个断面进行样方调查,分析沿沙柳河距河流入湖处不同距离、垂直河岸方向上草甸群落结构、地上生物量以及物种多样性的变化特征,并讨论影响群落结构变化的生境因子。结果表明：① 在所调查的样地中,有草本植物52种,隶属39属,13科。平均总盖度为70%,平均地上生物量为131 g•m^-2。② 随着离湖距离的增加,Shannon-Wiener指数、物种丰富度、物种均匀度指数、地上生物量呈现先增加后略微减小的趋势,盖度的变化趋势是先增加后不变。土壤含水量和土壤含盐量、海拔等可能是影响植物群落空间分布差异的主要原因。③ Shannon-Wiener指数、物种丰富度与地上生物量呈现不明显的线性关系。     

Influence of groundwater depth on species composition and community structure in the transition zone of Cele oasis

The paper analyzes the hypothesis that the distribution of dominant plant species and characteristics of plant communities are related to groundwater depth. The results showed that variations of groundwater depth impacted distributions and characteristics of dominant plant communities. However, besides groundwater depth, the community composition and species diversity were also influenced by physiognomy of the habitat. Based on the similarity coefficient, the differences between dominant plant communities were significant at different groundwater depths. Compared with other results relating to desert vegetation and groundwater depth, variations of community distribution were similar at the large spatial scale. However, in this extremely arid region, there were significant differences in community type and community succession when compared with other arid regions, especially in relationship to deep groundwater depth. With groundwater depth from deep to shallow, communities transformed with the sequence of Alhagi communities, Tamarix spp. communities, Populus communities, Phragmites communities, and Sophora communities. At groundwater depth of less than 6.0 m, the community type and composition changed, and the species diversity increased. Among these dominant species, Tamarix exhibited the biggest efficiency in resource utilization according to niche breadth, which means it possessed the best adaptability to environmental conditions at the oasis margins.