藏北高寒植被群落物种多样性与土壤环境因子的关系

用样带法研究了藏北高寒植被群落物种多样件及其与土壤环境因子之间的关系,对3类高寒植被多样性指数和7个土壤指标进行相关性分析和回归分析.结果表明:从高寒草原到高寒荒漠植被,群落组成逐渐趋于简单化;土壤环境因子影响多样件指数,高寒植被土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和多样性指数及丰富度指数有极显著(P＜0.01)正关系;均匀...     

连续放牧对沙质草地植被盖度、土壤性质及其空间分布的影响

在科尔沁典型沙质草地,设置不同放牧强度的4块样区:重牧区、中牧区、低牧区和封育对照区。连续放牧4年后,通过统计学分析及方差均值比、秩相关系数和分维数等方法,分析了植被平均盖度、多样性指数和土壤颗粒组分、土壤养分含量(有机碳和全氮)在各样区的变化及其空间分布。结果表明,(1)沙质草地的植被平均盖度、多样性指数均随放牧强度的增加而降低,植被平均盖度对放牧的反应比多样性指数更为敏感,变化幅度更大;植被在各样区均为聚集分布,但随聚集程度随放牧强度的降低而降低;(2)不论放牧强度大小,植被平均盖度在4个样区均受到土壤养分的制约作用,而土壤颗粒组分对植被的影响随放牧强度的降低逐渐减弱;(3)通过比较植被平均盖度和土壤某些指标在4个样区的分维数值认为,在科尔沁沙质草地,放牧强度应保持在低牧水平,更高的放牧强度将导致植被和土壤特征的空间分布格局产生大的改变,可能导致沙漠化。     

Characteristics of soil seed banks at different geomorphic positions within the longitudinal sand dunes of the Gurbantunggut Desert,China

Understanding the characteristics of soil seed banks in sand dunes is crucial to stabilize the dune systems and maintain the plant populations in deserts. In this study, we conducted a survey investigation in the field and a seed germination experiment in the laboratory to explore the characteristics of soil seed banks at various geomorphic positions of longitudinal sand dunes in the Gurbantunggut Desert, China. Totally, 17 plant species belonging to 17 genera and 9 families were identified in soil seed banks, and 35 plant species belonging to 34 genera and 17 families were identified in aboveground vegetation. Plant species richness in soil seed banks decreased with increasing soil depth. The highest species richness was presented in the upper slope of the windward slope and the lowest species richness was presented in the base of the windward slope. There was no significant difference in seed density of soil seed banks among the examined seven geomorphic positions. The highest seed density occurred in the lower slope of the leeward slope while the lowest occurred in the crest. Moreover, seed density decreased with increasing soil depth, being the highest in the upper soil layer(0–2 cm). For both soil seed banks and aboveground vegetation, there was no significant difference in Simpson's diversity index among the seven geomorphic positions; however, Shannon-Wiener diversity index and Pielou's evenness index showed significant differences among the seven geomorphic positions. Those results showed that although there was no significant difference in seed density of soil seed banks among the seven geomorphic positions, the geomorphic positions significantly affected the species richness, diversity and distribution of soil seed banks. Therefore, understanding the characteristics of soil seed banks at different geomorphic positions of sand dunes is essential to vegetation restoration or reestablishment. Furthermore, the Jaccard's similarity coefficients of plant species between soil seed banks and aboveground vegetation at the seven geomorphic positions were low, suggesting that vegetation restoration or reestablishment processes should be promoted through adding seeds to surface layers.     

沙漠化逆转过程中土壤颗粒分形维数的变化特征——以宁夏盐池县为例

通过野外采样和实验室分析,利用空间变化代替时间变化的手段,研究了宁夏盐池县多年围封区沙漠化逆转过程中土壤颗粒分形维数的变化特征。结果表明:沙漠化逆转的过程是土壤颗粒向细粒化方向演变及养分富集的过程。分形维数与土壤养分和黏粉粒等细颗粒的变化趋势相同,随着沙漠化程度的减小,分形维数呈逐渐增大的趋势。它与土壤粒径分布、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾之间存在着高度的线性相关,对黏粒含量的变化最为敏感。因此,可用土壤颗粒分形维数的变化来反映该区土壤理化性状的变化特征,并将其作为衡量沙漠化逆转过程中土壤结构、肥力状况及土壤退化恢复程度的一个综合性定量指标。     

Spatial pattern of plant species diversity and the influencing factors in a Gobi Desert within the Heihe River Basin,Northwest China

Understanding the spatial pattern of plant species diversity and the influencing factors has important implications for the conservation and management of ecosystem biodiversity. The transitional zone between biomes in desert ecosystems, however, has received little attention in that regard. In this study, we conducted a quantitative field survey(including 187 sampling plots) in a 40-km~2 study area to determine the spatial pattern of plant species diversity and analyze the influencing factors in a Gobi Desert within the Heihe River Basin, Northwest China. A total of 42 plant species belonging to 16 families and 39 genera were recorded. Shrub and semi-shrub species generally represented the major part of the plant communities(covering 90% of the land surface), while annual and perennial herbaceous species occupied a large proportion of the total recorded species(71%). Patrick richness index(R), Shannon-Wiener diversity index(H'), Simpson's dominance index(D), and Pielou's evenness index(J) were all moderately spatially variable, and the variability increased with increasing sampling area. The semivariograms for R and H' were best fitted with Gaussian models while the semivariograms for D and J were best fitted with exponential models. Nugget-to-still ratios indicated a moderate spatial autocorrelation for R, H', and D while a strong spatial autocorrelation was observed for J. The spatial patterns of R and H' were closely related to the geographic location within the study area, with lower values near the oasis and higher values near the mountains. However, there was an opposite trend for D. R, H', and D were significantly correlated with elevation, soil texture, bulk density, saturated hydraulic conductivity, and total porosity(P0.05). Generally speaking, locations at higher elevations tended to have higher species richness and diversity and the higher elevations were characterized by higher values in sand and gravel contents, bulk density, and saturated hydraulic conductivity and also by lower values in total porosity. Furthermore, spatial variability of plant species diversity was dependent on the sampling area.     

陕北黄土区微地形土壤有效水饱和度

为了明确不同微地形土壤有效水饱和度的特征以及与植被群落特征的关系,采用小波分析、回归分析和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析了陕北黄土区阳向陡坡不同微地形0~60 cm土层深度的土壤有效水饱和度。结果表明:(1)在0~60 cm土层深度范围内,不同微地形土壤有效水饱和度顺序为塌陷缓台原状坡切沟浅沟陡坎,其中切沟、塌陷和陡坎的土壤有效水饱和度呈现显著增加趋势,浅沟、缓台和原状坡的土壤有效水饱和度呈现下降趋势,但趋势不显著;(2)研究期间,不同微地形土壤有效水饱和度的变化周期不同,陡坎、塌陷和缓台的主周期相同,为22个月,浅沟、切沟和原状坡的主周期分别为23、21个月和28个月;(3)在不同微地形中,Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数均与土壤有效水饱和度呈正相关关系,其中Shannon-Wiener多样性指数和土壤有效水饱和度的相关性最高。     

阴山北麓地区景观格局变化研究

运用中国科学院遥感所承担国家土地资源调查成果数据对阴山北麓地区 1 995 -2 0 0 0年景观格局变化进行了分析。景观指数选取了 1 2个。结果表明 ,阴山北麓地区耕地面积呈增加的趋势 ,草地呈减少的趋 ,其变化显著 ,林地面积略有增加 ,但在地区景观中的比例仍非常小 ,未利用土地面积增加较快 ;整体景观的破碎度略有下降 ,多样性指数增加 ,景观类型间的差异增大 ,景观优势度降低 ,均匀度增加 ,草地的优势度下降 ,耕地和未利用土地的优势度增加 ,景观向均衡化发展。分析表明 ,阴山北麓地区以耕地和草地景观为主 ,呈现农牧交错区的典型特点 ,农林牧用地比约为 1∶0 1 4∶4。对面积和分维数关系分析表明 :随面积的增加 ,耕地分维数呈波浪式增加。     

芦芽山旅游干扰下不同植被景观区物种多样性的比较

利用12个物种多样性指数,研究了芦芽山不同植被景观区物种多样性的差异。结果表明:1)随着旅游干扰程度的减少,物种的均匀度和综合多样性表现出不断增大的趋势。至于物种丰富度的变化则与其不同,旅游活动的适度干扰有利于物种丰富度的增加,旅游干扰较少或干扰严重均不利于其增加。2)物种丰富度与坡度呈显著正相关,均匀度与海拔和路宽呈显著正相关,与旅游影响系数呈显著负相关,综合多样性与景观重要值呈显著正相关,与旅游影响系数呈极显著负相关。3)在丰富度指数上,Patrick指数和Margalef指数相对较好,而Menhinick指数相对较差。在均匀度指数上,Pielou指数、Sheldon指数和Heip指数属于一组,Hill指数和修正的Hill指数属于另一组。在综合多样性指数上,Shannon-Wiener指数、Hill的多样性指数N1和N2都表现出一致的变化趋势,而Simpson指数由于计算方式和所反映的生态意义特殊,因而其变化趋势与其它指数不同。     

准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤螨类的群落多样性与相似性

为了查明准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤螨类群落多样性与相似性特征,于2010年4月、7月、9月和11月中旬对该区的自然林、防护林、耕地、菜瓜地、荒草原、灌木林及荒漠等7种不同生境进行采样调查研究。结果表明,共获得土壤螨类5200只,隶属于4目41科61属。在7种不同生境土壤螨类群落多样性间具有明显的差异(p<0.05),Shannon-Wiener多样性指数(H)顺序为灌木林>防护林>自然林>荒草原>耕地>荒漠>菜瓜地,Margalef丰富度指数(M)顺序为自然林>防护林>灌木林>荒草原>耕地>菜瓜地>荒漠。Jaccard群落相似性分析表明,不同生境土壤螨类相似性程度主要为中等不相似(处于0.25～0.50),而在荒漠与自然林、防护林及灌木林之间的相似程度已达到极不相似水平。7种生境土壤螨类聚类和排序分析结果分为林地环境类型、耕作环境类型、荒漠草原环境类型和荒漠环境类型等四大类型。研究结果表明植被类型、土壤湿度和人为干扰是影响土壤螨类群落多样性及其动态变化的主要因素。     

棉田及其邻作田地表节肢动物天敌的季节动态

运用陷阱法对小麦/玉米-棉花、苜蓿-棉花、棉花-棉花3种交错带的棉田及其邻作田共6种类型田块的地表节肢动物群落进行了抽样调查,研究地表天敌物种组成、数量及多样性的季节动态.结果表明：与不同作物邻作的棉田中,每个陷阱全年收集到的物种数差异显著,以与小麦/玉米邻作的棉田物种最丰富,为13.3种,与苜蓿邻作和棉棉邻作棉田的物种数分别为10.4和11.7种;每个陷阱全年收集的天敌个体数差异亦显著,以棉棉邻作棉田的最少,平均50.1头,与小麦/玉米和苜蓿邻作棉田分别为75.1和77.6头.3种邻作方式下,棉田地表天敌数量在4月中旬至8月中下旬均呈现明显的季节性波动,8月底至9月底则呈波动上升趋势.棉田及其邻作苜蓿田或小麦/玉米田天敌数量的季节性波动趋势基本一致,棉田与其邻作田之间地表节肢动物天敌存在迁移.综合6类型田块地表节肢天敌功能团的数量动态,蜘蛛类在各类型田块中长期是优势天敌功能团,尤以6、7、8月数量更大;隐翅甲是次优势天敌功能团.对6类型田块地表节肢天敌的群落特征分析表明,天敌功能团多样性指数H＇与物种多样性指数H＇显著相关,可用天敌功能团多样性指数H＇代替物种多样性指数H＇研究天敌群落特征;节肢动物天敌功能团优势度指数D、均匀度指数J与物种优势度指数和均匀度指数并不完全显著相关.对地表节肢动物天敌群落特征的系统聚类分析结果表明,与小麦/玉米邻作、棉棉邻作的两块棉田地表节肢动物天敌群落较为相似;与苜蓿邻作的棉田较为特殊,其多样性指数H＇最低（1.425）,优势度指数D最高（0.473）,均匀度指数J最低（0.731）.     

阜新矿区孙家湾矸石山阴坡物种多样性研究

采用野外调查和统计分析相结合的方法,对孙家湾矸石山阴坡不同排矸年限地段物种多样性进行研究。结果表明:在不同排矸年限地段,物种组成变化较大,由排矸初期的5科5种发展为后期的7科23种,并由一年生草本群落逐渐演变为榆树群落。物种综合多样性指数、物种丰富度指数和Pielou均匀度指数与排矸年限呈显著的正相关关系,而A latalo均匀度指数与排矸年限呈显著的负相关。     

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。     

乌兰布和沙漠东北部几种白刺群落植物多样性研究

根据对乌兰布和沙漠东北部4种白刺植物群落的样地调查数据,采用物种丰富度指数S、Shannon-Wiener指数H'、Simpson指数D、Pielou均匀度指数J、Alatalo均匀度指数Ea、Whittaker指数βw、相异性系数CD、群落共有度Jaccard指数CP、Bray-Curtis指数CN等指标研究了该地区4种白刺群落分层的α多样性和β多样性。结果表明:这些α多样性和β多样性测度指标有效表征了干旱沙漠区同属不同植物群落内部在物种组成方面的差异、生境差异、群落间物种组成差异。四种白刺群落的草本层的物种丰富度指数都明显大于灌木层;唐古特白刺群落的物种丰富度指数最小,泡泡刺群落的物种多样性Shannon-Wiener指数H'和Simpson指数D最大,而且其群落均匀度也最大。唐古特白刺植物群落的Whittaker指数βw要比其它三种白刺群落要大,若仅考虑群落间共有物种数目多少,大白刺与泡泡刺在群落、灌木层与草本层间的相异性系数CD都最小,共有度Jaccard指数CP都最大;而西伯利亚白刺群落、灌木层和草本层与其余三种白刺的相异性系数CD都较大,Jaccard指数CP都较小。而数量数据指标Bray-Curtis指数CN变化与上述有所不同。采用植物盖度和相对盖度进行α多样性和β多样性对比分析,能够合理地说明不同白刺植物多样性特征。     

草原地裂缝分布的分形特征研究

研究草原地裂缝分布结构的分形特征 ,揭示地裂缝对草原的扰动生态学作用。运用分形理论 ,计算草原地裂缝分布的分形维数。结果得出草原地裂缝是一种分形体 ,它的分布结构具有自相似性。运用计盒维数方法揭示了地裂缝的空间分布特征 ,所得计盒维数值在 1.0 2— 1.30之间。在分形维数较高的区域 ,地裂缝的平均宽度、总长度、总开裂面积均比分形维数低的区域高 ,植株的平均高度、密度、生物量比分形维数低的区域低 ,土壤<0 .0 0 1mm的粘粒含量较高。因此 ,维数值是地裂缝对空间占据程度的有效表征 ,维数值越大 ,表明其结构越复杂 ,对空间的占据程度越大 ,相应地对植被及土壤的扰动作用也越大。     

短脚锦鸡儿灌丛对植物群落和土壤微生物群落的促进效应研究

以内蒙古荒漠区短脚锦鸡儿灌木为研究对象,采用野外调查法分析灌丛对植物群落的影响,采用传统培养法,结合分子鉴定法分析灌丛对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)灌丛内植物群落多度和总生物量显著大于灌丛外,但是物种丰度和Shannon-Wiener指数灌丛内外无显著差异;(2)随土壤深度的增加,表层土与深层土的土壤可培养细菌丰度和真菌多度差异不显著,其余土壤微生物群落多样性特征均表现为:表层土显著大于深层土;(3)灌丛对土壤微生物群落具有正效应,且表层土正效应最大;(4)灌丛对植物群落的促进作用大于对土壤微生物群落的作用。     

干旱区山麓带植物群落特征指数与土壤因子关系初探

2007年10月,以干旱区山麓带新疆伊犁伊宁县金山地区28个样方调查资料为基础,选用Shan-non-Wiener和Si mpson综合多样性指数、Margalef丰富度指数、Herlbert多样性指数(种间相遇几率PIE)以及Pielou均匀度指数和土壤电导率、土壤含水率、土壤pH、土壤全盐量以及各种盐分、土壤有机质、养分共19个土壤因子进行回归分析。结果表明:土壤平均含水率与Pielou均匀度指数二项式回归达显著相关(P=0.037),土壤平均pH与Shannon指数和Herlbert多样性指数的二项式回归均达显著水平(P=0.049,P=0.044),Herlbert多样性指数和Shannon指数与0-20cm土壤的全盐量直线回归有极显著相关性(P=0.003,P=0.005),与20-40cm土壤的全盐量直线回归有显著相关性(P=0.01,P=0.04),与土壤电导率的直线回归有极显著相关性(P=0.001,P=0.001),与0-20cm和20-40cm土壤HCO3-有显著相关性(P=0.03,P=0.015;P=0.047,P=0.05),与0-20cm Ca2+表现为极显著相关(P=0.001,P=0.001)与20-40cm Ca2+土壤显著相关(P=0.021,P=0.078),Shannon多样性指数与0-20cm土壤有机质含量有较显著相关性(P=0.048)。     

高山草地蝗虫群落生物多样性和空间聚集强度对植物群落的响应

为明确高山草地蝗虫群落生物多样性和空间聚集强度变化及其对植物群落的响应,在位于甘肃省祁连山中段北坡的研究区调查温性草原、山地草甸和高寒草甸3类草地中的蝗虫种类和数量,对不同蝗虫群落进行生物多样性分析,并观察不同蝗虫种群的聚集程度。结果显示,共捕获蝗虫15种,8月温性草原内蝗虫虫口密度最大,为8.17头/m²,且此时Shannon-Wiener指数和Margalef丰富度指数均最大,分别为1.58和2.27;7月蝗虫群落的空间聚集程度高于其他两类草地。山地草甸和高寒草甸中蝗虫空间聚集高峰出现在8月,晚于温性草原。东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis种群的空间聚集程度最高,其次为白边痂蝗Bryodema luctuosum、狭翅雏蝗Chorthippus dubius和小翅雏蝗Chorthippus fallax种群,鼓翅皱膝蝗Angaracris barabensis种群的聚集程度最弱。冗余分析结果显示,蝗虫群落种类组成和数量以及空间聚集强度与植物群落生物多样性、覆盖度和高度存在显著相关性。     

盐碱地不同施氮量对土壤微生物区系与食葵产量的影响

在内蒙古河套灌区盐碱食葵田进行大田试验,以不施氮肥为对照(CK),设置了75 kg·hm~(-2)(N1)、150kg·hm~(-2)(N2)、225 kg·hm~(-2)(N3)、300 kg·hm~(-2)(N4)、375 kg·hm~(-2)(N5)五个氮肥施用水平,研究了不同氮肥施用量对土壤微生物区系和食葵产量的影响。结果表明:(1)盐碱地施用氮肥可提高土壤微生物数量和细菌优势菌菌群多样性,各处理0~20 cm土层根区土壤微生物数量大小顺序为N4N3N5N2N1CK,各施肥处理较CK差异极显著(P0.01);(2)盐碱地施用氮肥可促进食葵生长发育,提高产量,随氮肥施用量由低到高,食葵长势和干物质积累呈逐渐增加趋势,产量与施氮量呈抛物线型关系,各处理产量分别较CK提高0.06%、36.27%、61.95%、105.36%和85.03%;(3)适量施氮可抑制土壤积盐,食葵收获后,各处理积盐量大小顺序为N2CKN5N3N1N4;(4)土壤微生物的数量和优势菌菌群数与氮肥施用量、食葵根干重呈正相关关系,与土壤含盐量和积盐量呈负相关关系。综合试验结果,内蒙古河套灌区中度盐碱地食葵生产中氮肥适宜施用量为300 kg·hm~(-2)。     

转cry1C,cry2A基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响

转Bt基因水稻的非靶标效应一直以来都是人们关注的重点,为了解转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落的安全性,本文以转cry1C基因水稻(T1C-19)、转cry2A基因水稻(T2A-1)及其非转基因亲本水稻明恢63(MH63)为材料,以浮游动物的种类和群落多样性为指标,研究并分析了转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响。结果显示,水稻不同生长时期里稻田中浮游动物种类变化不明显,数量变化明显,Shannon-Wiener物种多样性指数和均匀性指数在拔节期达到最大值。另外由于孕穗期不得不施用农药防治蝗虫,导致孕穗期浮游动物的数量及物种多样性显著降低,并且在使用农药后,多样性指数和均匀性指数随着水稻的生长逐渐下降。但转Bt基因水稻对浮游动物种类和数量及群落物种多样性与对照非转基因水稻相比均无显著性差异。与施用农药对水体带来的负面影响相比,转Bt基因水稻对水体环境无负面影响。     

刺五加根际效应和土壤环境因子对土壤跳虫群落结构的影响

为明确刺五加根际效应和土壤环境因子对土壤跳虫的影响，于2019年6-8月在中国科学院辽河源农业生态研究与示范基地调查刺五加根际和非根际土壤的跳虫总属数、个体数、功能性状参数以及群落特征参数，同时利用Pearson分析法和冗余分析法研究刺五加根系分泌物和土壤环境因子对跳虫群落结构的影响。结果表明，6-8月在根际土壤中捕获棘?属跳虫176头，所占比例为34.37%，为优势属，捕获钩圆?属、球角?属、长脚?属、德?属跳虫分别为26、37、32和31头，所占比例分别为5.08%、7.23%、6.25%和6.05%，均为常见属；在非根际土壤中，捕获棘?属跳虫91头，所占比例为17.77%，为优势属，捕获钩圆?属、球角?属、长脚?属、德?属跳虫分别为28、33、19和39头，所占比例分别为5.47%、6.45%、3.71%和7.62%，均为常见属；6月，刺五加根际土壤的跳虫总属数、个体数、Pielou均匀度指数分别为3.50、14.92和0.72，非根际土壤的跳虫总属数、个体数、Pielou均匀度指数分别为2.83、8.83和0.87，与根际土壤的差异显著；根际土壤跳虫的体宽、体长、触角与体长的比值、栖息环境功能性状值分别为0.73 mm、4.4 mm、0.19和0.18，显著低于非根际土壤跳虫的0.79 mm、5.58 mm、0.32和0.40；根际土壤pH与土壤跳虫群落的总属数、个体数呈正相关，与Pielou均匀度指数呈负相关，非根际土壤pH与土壤跳虫的个体数呈正相关；德?属、球角?属跳虫与土壤丁香酸含量、水杨酸含量、没食子酸含量呈负相关，长?属跳虫与土壤丁香酸含量、水杨酸含量和没食子酸含量呈正相关，棘?属和钩圆?属跳虫与土壤丁香酸含量呈负相关。表明土壤环境因子和刺五加根际效应对土壤跳虫群落有影响。