紫茎泽兰在不同群落中的生长与繁殖特征

为探讨不同生境条件下紫茎泽兰的生态对策,采用样方法对广西野外4个不同群落中紫茎泽兰的生长和繁殖特征进行调查研究。结果表明,野外不同群落之间紫茎泽兰的生长与繁殖特征大多存在显著差异,除株高外,其他参数都是开阔地最高,白栎黄檀混交林最低。不同群落之间紫茎泽兰的地上生物量以及繁殖分配存在显著差异,开阔地和桉树林中紫茎泽兰的地上生物量显著大于其他2个群落;开阔地中紫茎泽兰繁殖分配最大,显著大于其他群落。群落的郁闭度与紫茎泽兰的各生长和繁殖参数都呈极显著负相关关系,说明群落郁闭度影响紫茎泽兰的生长与繁殖。紫茎泽兰能根据不同的环境变化选择不同的适应对策,说明紫茎泽兰具有很强的适应能力,容易入侵到各个生境中。郁闭度较高的群落对紫茎泽兰有较好的控制作用,因而进行群落改造、增加群落的郁闭度,能有效地控制紫茎泽兰。     

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。     

荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)的保育效应及其对群落物种多样性的影响

红砂(Reaumuria soongorica)是我国北方温带荒漠的主要先锋植物,也是一种潜力巨大的水土保持和荒山绿化物种,但是该乡土物种是否具有保育植物的特征,目前尚未有这方面的研究。文中通过研究生长于半干旱区的荒漠植物红砂群落不同分布格局和群落特征,分析红砂盖度变化对群落多样性的影响,探究保育效应的发生条件及其对群落物种多样性影响机理。研究结果表明:群落的植物物种多样性随着红砂植被盖度和地上生物量增大而逐渐增大,然而,当红砂总盖度超过48.73%(地上生物量为35.62g/m2)时,虽植被盖度和地上生物量继续增大,目标物种碱蓬(Suaeda glauca),蓍状亚菊(Ajania achilleoides)多度明显增加,但植物物种多样性并没有显著的变化。这些说明在干旱区,当红砂的盖度增加到一定程度之后,才能通过冠层遮阴产生保育效应。因此,在植被稀疏、物种多样性较低的干旱地区,可以充分利用红砂物种的保育效应,促进和加快植被自然恢复进程,调控物种多样性和群落结构。     

典型草原不同演替阶段群落结构与物种多样性变化

针对退化草地恢复进程及恢复过程中的合理利用问题,选取生长季围封(4至9月)收获干草,其它时间轻度放牧利用的草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展典型草原围封演替过程中群落结构与物种多样性变化的研究。研究结果表明:典型草原不同演替阶段群落的物种组成基本一致,但主要物种的优势地位发生了显著改变。在自由放牧草地,以星毛萎陵菜、冷蒿、糙隐子草为优势物种,采用生长季围封恢复措施后,优良牧草羊草、克氏针茅的优势地位增加,退化草地正向演替,群落的盖度、密度、地上、地下生物量及优良牧草比例增加,群落结构优化,物种多样性增加。但若围封后连续多年(13年以上)刈割利用,容易导致群落的盖度、密度、地上、地下生物量再次下降,草地发生2次逆行演替。研究认为:季节性围封的管理方式既可保证退化草地在一定程度上得到恢复,也能避免全年围封禁牧所带来的饲草资源浪费。季节性围封在我国牧区是可行的草地管理方法,但适宜的围封季节及围封后的合理利用问题(如合理的割草制度等)有待进一步研究。     

青海湖鸟岛水分梯度下草地生物量分配格局初步研究

研究了青海湖鸟岛地区不同土壤水分梯度下个体与群落水平株高,根长和地上、地下生物量的分配。旨在：(1) 在小尺度上调查不同土壤水分梯度对草地高、根长和地上、地下生物量分配的影响;(2) 在个体和群落水平上检验同速生长理论;(3) 为青海湖周边地区地下生物量估计提供数据支持,并讨论环境因素对地下生物量与地上生物量比值(R/S)的影响。结果表明：个体水平上株高、根长、地上生物量、地下生物量都随土壤含水量的增加而降低;群落水平上地上生物量随土壤含水量的增加而增加,而地下生物量随土壤含水量的增加而降低。青海湖流域鸟岛地区个体水平上根长、株高比值的变化范围为0.3～6.0,均值和中值分别为1.6和1.3;个体水平地下生物量与地上生物量的比值也有较大的变化范围（0.4～11.3）,均值和中值分别为2.5和1.5;群落水平地上生物量变化范围为221.59～352.77 g·m^-2,地下生物量变化范围为741.98～1182.20 g·m^-2,地下、地上生物量比值的变化范围为1.4～7.1,均值和中值分别为3.0和1.9。土壤水分在个体和群落水平上都影响到了植物株高、根长以及生物量的分配。基本表现为：个体水平上株高、根长、地上生物量、地下生物量都随土壤含水量的增加而降低;群落水平上地上生物量随土壤含水量的增加而增加,而地下生物量随土壤含水量的增加而降低。该区域草地生物量分配规律在个体和群落水平上都不支持等速生长假说。     

华北平原冬小麦麦田覆盖对土壤温度和生育进程的影响

通过秸秆和薄膜覆盖田间试验,研究了不同覆盖材料对冬小麦田土壤温度(5 cm)以及冬小麦生长发育、穗分化、干物质积累和分配、营养生长期间的N转移、产量和水分利用效率的影响.结果表明,秸秆覆盖平缓了冬小麦整个生育期土壤温度的变化,使冬季土壤温度提高0.63℃,越冬后降低0.35℃;春季降温效应延长了冬小麦穗分化的时间,平均缩短了灌浆持续时间2 d;低温增加了冬小麦穗期干物质和N含量向收获期非籽粒转移的效率,最终造成产量和水分利用效率降低了1.98%和0.14 kg/m3.薄膜覆盖提高了冬小麦灌浆前土壤温度0.44℃,增温效应促进了作物生长,整个生育期的生物量提高116.0 kg/m2;穗分化时期的增温效应使得该处理冬小麦不易形成大穗,同时灌浆期的低温效应影响了籽粒的饱满度,最终产量和水分利用效率分别降低了3.24%和0.17 kg/m3.研究认为,秸秆覆盖和薄膜覆盖具有保墒效应,但其产生的温度效应对冬季作物生长发育造成不利影响,使得最终产量和水分利用效率并没有提高.     

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。     

呼伦贝尔草甸草原不同退化程度羊草群落指标研究

本试验对放牧干扰下不同退化程度呼伦贝尔草甸草原羊草群落进行研究。结果发现,随着退化程度的增加,群落的平均高度、地上生物量及植物群落α多样性指数均表现出降低的趋势。各物种的重要值变化幅度很大,建群种羊草的重要值在重度退化区高于轻度退化区。随着退化程度的增加,羊草群落伴生种的重要值降低,一些耐践踏、适口性差的物种增加,一、二年生植物的重要值也呈现出增加的趋势。通过研究表明,可用群落的平均高度和地上生物量、物种α多样性指数和重要值作为放牧干扰下确定不同退化程度的植物群落学指标。     

类短命植物粗柄独尾草器官生物量分配与估测

粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)是古尔班通古特沙漠特有类短命植物。采用全株挖掘法研究粗柄独尾草盛花期的生物学特征、器官生物量分配及生物量估测模型。结果表明：粗柄独尾草地上形态指标之间及其与器官生物量间均呈显著正相关,协同生长关系较强。粗柄独尾草地下生物量平均为(12.00±5.85) g/株,占全株58.23%±6.07%,地上生物量平均为(9.15±5.75) g/株,占全株41.77%±6.07%,根冠比为1.44±0.34。根生物量所占比例最大(51.61%±5.93%),其次为有性繁殖器官(25.14%±5.02%)和光合器官(16.63%±3.75%),这种分配模式体现了类短命植物生活型的特点。根冠比与地上形态指标间均为负相关关系。叶片、花序、地上及地下生物量间的相关生长分析表明,仅叶片重与地上生物量、叶片重与花序生物量间呈等速生长关系,其他均为异速关系。基于D (花柄基径)、HD² (H为株高)的地上、地下和总生物量直接估测模型均较为精确,且地下生物量的直接和间接估测(基于异速关系)效果相同。     

夜间增温对铅危害下小麦物质积累分配与根系生长的影响

为揭示气候变暖与土壤铅污染对农作物及其地下根系生长的影响,利用夜间增温系统研究了4种土壤铅水平下冬小麦关键生育期的干物质积累及其地上地下分配、收获指数、根系活性的变化。结果表明,夜间增温提升小麦全生育期的土壤温度0.6～1.4℃,增温效果明显。未污染处理的小麦蜡熟期总生物量与籽粒产量在夜间增温下显著提高,但收获指数却显著降低。铅污染加重造成小麦籽粒产量与总生物量下降,但夜间增温使铅污染处理小麦的产量显著增加14.7%～19.1%、总生物量显著增加13.0%～26.5%,其收获指数增加,表明夜间增温提高了小麦抗铅污染危害的能力。增温对提高小麦根干物质积累表现为正效应而铅污染胁迫则表现为负效应,增温具有增加小麦根系干重及根冠比的趋势,但受铅污染程度、作物生长时期制约。小麦根系活性随土壤铅污染加重而下降,而夜间增温具有提高低铅土壤小麦各时期根系活性的趋势,夜间增温在抽穗期显著提高了4个铅处理的小麦根系活性(12.2%～40.2%),增温下根系活性的增强有助于作物抵御铅污染危害。研究结果表明增温对小麦地下系统的正效应影响有助于提高其抵御铅污染胁迫的能力。     

岷江干旱河谷灌丛物种多样性、生物量及其关系

通过对岷江干旱河谷灌丛生物量及其分配、灌丛物种多样性特征以及与生物量的关系调查。结果表明:干旱河谷不同灌丛类型生物量介于3220～8600kg/hm2之间,平均值为4750kg/hm2,其中灌木层生物量占灌丛总生物量的80%以上,草本层不足20%。干旱河谷阴坡灌丛物种丰富度、Shannon-Wiener指数都较阳坡高,Simpson指数与均匀度指数在阴阳坡上差异不明显。干旱河谷灌丛总生物量随灌木层物种多样性(r=0.902;P0.01)和群落物种多样性(r=0.936;P0.01)的增加而增加,但与草本层相关性不显著;灌木层生物量随其物种丰富度的增加而增加(r=0.945;P0.01),而草本层物种丰富度与其生物量并无显著相关性。这些结果表明,灌丛灌木层植物对维持干旱河谷植被物种多样性和生产力以及稳定群落结构和功能等方面具有更为重要的意义。     

控制性增温和施氮对荒漠草原土壤呼吸的影响

以内蒙古高原短花针茅(Stipa breviflora)+冷蒿(Artemisia frigida)+无芒隐子草(Cleistogenes son-gorica)的荒漠化草原为研究对象,野外自然条件下进行的生态系统控制性增温与施肥实验,以研究温度和氮素的增加对荒漠化草原植物群落的土壤呼吸作用可能产生的影响。研究结果发现,实验期间内增温处理样地0cm,7.5cm,15cm,30cm和50cm土壤平均温度与对照样地相比,平均增加了1.32℃,0.92℃,0.88℃,0.80℃,0.74℃,土壤温度呈现出上层变异性大于下层的规律,不同土层土壤温度的显著增加(P<0.05)说明模拟气候变暖实验的有效性。虽然增温和对照样地不同土层的土壤温度与土壤呼吸速率均呈正相关关系,但无论是季节还是日变化上,近两年的增温作用没有增加土壤的呼吸速率,施氮作用也没有使土壤呼吸作用明显加强。     

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。     

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。     

祁连山草甸草原物种多样性和生物量与气候要素的关系

在植物生长季,通过对祁连山草甸草原物种多样性和生物量变化的实地调查,利用气象资料对生物量与气候要素的关系进行了探讨。结果表明:从海拔2 950~3 250 m,祁连山草甸草原从垂穗披碱草(Elymus nutans)+珠芽蓼(Polygonum viviparum)+紫花针茅(Stipa purpurea)群落逐渐演变为黑褐薹草(Carex atrofusca)+米口袋(Gueldenstaedtia verna)+多裂萎陵菜(Potentilla mulatifida)群落;随着海拔高度的升高,草甸草原的物种丰富度和多样性逐渐降低;海拔2 950 m处物种多样性在7月最大,海拔3 250 m处达到最大的时间比前者迟1个月,2个群落的物种均匀度在7月较大,物种相似性在8月最大,物种相异性在7月最大;海拔2 950 m处地上生物量在8月最大,地上生物量的月增加量在6月最大,海拔3 250 m处地上生物量及其月增加量最大出现的时间比前者迟1个月;草甸草原地上生物量对前1个月和前2个月的气候变化最为敏感,并且对气温比降水更为敏感。     

内蒙古典型草原初级生产力的补偿性与稳定性

降水量引起草原群落生产力的年际间波动,而典型草原系统又维持着相对稳定的生产力,其稳定的机制如何,是目前草原生态研究急需探讨的问题。文中研究根据中国北方广泛分布的羊草大针茅草原24年的定点监测数据,分析草原地上生物量与研究区10类气候因子的回归关系,结果表明4-8月的累计降水量对草原生物量的影响最大,降水量仅能解释生物量的13%左右。草原地上生物量随降水量年际间变动而波动,其波动幅度不如降水量波动幅度大,说明群落生物量具有相对稳定性。进一步分析24年样方中出现77种植物的相对生物量,结果表明相对生物量大的物种,其生物量的变异系数小,就是说草原群落优势种年际间的生产力波动性较小,这有利于维持系统的稳定性;相关分析显示31种植物之间存在着负相关,这些种之间可能存在着生物量的补偿性。通过分析这些植物种间的补偿性,可以看出优势种与亚优势种,优势种与其他非优势种,非优势种之间均存在着补偿性,这表明在草原生态系统中,当一个物种由于水分的限制使其生产力低于其平水年的生产力时,其他物种的生产力相对的增多,弥补了由于该物种生产力波动引起的群落总生产力的波动,从而相应地维持了草原生态系统的相对稳定性。总而言之,典型草原生物量随降水量的波动性较强,而其生产力能够长期维持相对稳定性依赖于群落中植物种类之间的补偿性。     

荒漠草原地区不同载畜率对功能群特征及其多样性的影响

采用随机区组试验研究了内蒙古高原荒漠草原亚带短花针茅(Stipa breviflora)草原群落不同载畜率对草原功能群特征及其多样性的影响,结果表明:不同载畜率水平下,功能群组成结构没有改变,功能群内物种组成及其群落学特征随着载畜率的增加发生了相应的变化。灌木类和多年生禾草特性比较稳定,多年生杂类草随着载畜率的增加物种组成下降幅度较大,使得群落结构和组成随载畜率的增加趋于简单化。丰富度指数和多样性指数重牧区最低,均匀度变化有所不同,因为中度放牧提高草地群落的植物多样性,更主要地是通过改变群落物种均匀性来实现的。     

模拟增温对土壤电导率的影响

为研究模拟增温对土壤电导率的影响,为气候变化背景下高寒草地土壤盐渍化趋势动态研究提供理论基础。本研究选择位于青藏高原腹地的三江源草地生态系统监测定位站开展试验,自2015年9月至2017年9月对OTC增温室内外0～15 cm和15～30 cm土壤温度、含水量以及电导率进行同步测定并分析其变化特征。结果表明:①OTC的模拟增温效果明显,与未采用OTC的对照相比,0～15 cm和15～30 cm土壤温度分别增加2. 41℃和1. 27℃;增温导致0～15 cm和15～30 cm的土壤含水量分别增加27. 65%和32. 17%; 0～15 cm土壤电导率,增温处理和对照的观测值分别为45. 67μS·m~(-1)和45. 75μS·m~(-1),而15～30 cm土壤电导率增温比对照高158. 09%。②相关性分析表明,在土壤冻结期,土壤温度对土壤电导率的贡献大于土壤湿度,与对照相比,模拟增温条件下土壤含水量与电导率的相关性增加;在土壤消融期,与对照相比,模拟增温条件下0～15 cm和15～30 cm土层土壤温度与电导率的相关性增加,土壤含水量与电导率的相关性随土层深度而不同,0～15 cm土层土壤含水量与电导率的相关性增加,15～30 cm土层土壤含水量与电导率的相关性变化不大。土壤温度对土壤电导率的贡献率高于土壤含水量。     

内蒙古羊草+大针茅草原植被生产力的研究Ⅰ、群落总生产量的分析

本项研究从1981年—1986年在内蒙古锡林河流域用规则定位样方测定法对羊草+大针茅草原群落在全年生长季分期进行各植物种群密度、高度、物候期的登记、测定鲜重生物量,并在实验室烘干,再测定干重生物量。六年所取得的数据通过计算机与综合分析得到以下结果。 六年来群落地上现存生物量的季节变化形式都是单峰曲线,每年的高峰值出现在8月中旬到9月初旬。虽然每年峰值不同但曲线表现了一致的趋势。说明群落生物量的季节动态有一定规律性。六年内的最高测值是332.51g/M~2(1981年9月1日测得)。经分析,各年份的群落地上现存生物量相对增长速度的变化趋势是从生长季开始到末尾逐渐降低,最后达到负值。高峰值出现在正负值之间的时间内。根据数据建立了群落地上现存生物量动态的拟合曲线数学模型。从而可每年植物萌动到出现最大的现存生物量其公式为:W=e_(-ea-k)t。从推算任一时间的地上现存生物量为: B_t=B-(?)-ea-kt 群落的抽象平均高度为各种群的平均高度以相应的相对密度为概率值的累加,抽象平均高度的变化与生物量的变化相符合。群落抽象平均密度为各种群的平均密度以相应的相对生物量为概率的累加。群落的平均个体生物量为群落的平均现存生物量与群落的抽象平均密度的比值。这些研究均有一定的生态学意义。     

蒲公英花期种群构件的生物量结构与异速生长分析

采用大样本随机取样的方法,选取30株蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.Mazz)开花植株,对其根、茎、叶、花等构件的生物量及物质分配关系进行定量分析。结果表明:蒲公英种群花期各构件生物量的变异系数分别为54.11%、59.48%、111.21%和64.65%,具有较大的表型可塑性;其生物量与生物量分配的大小具有相同的规律:叶花根茎。蒲公英植株大小随着根、茎、叶及花生物量的增加呈幂函数形式增加,各功能构件生物量与有性繁殖构件之间均呈极显著的幂函数异速生长关系。