Nutrient addition and disturbance effects on the community composition and assembly in a desert steppe北大核心CSCD

The effects of short-term nutrient additions (NPKμ, 10 g·m- 2) and disturbances on the species diversity, functional traits, soil properties, and community assembly mechanisms of the herbaceous community in the Urat desert steppe were examined. A mixed linear model, principal component analysis, and null model methods were utilized and both disturbance and interaction treatments were found to significantly reduce species richness and β diversity. Short-term nutrient additions significantly reduced soil pH but increased soil electrical conductivity. Six functional traits of the dominant species (i.e. Stipa glareosa, Peganum harmala, Salsola collina, Corispermum mongolicum) and six community-weighted mean significant changes under the disturbance and nutrient addition treatments were identified. The disturbance and nutrient additions promoted the transformation of the dominant species in the community from conservative strategies to acquisitive strategies. The results of the two null models revealed that community assembly under the control tended to be a stochastic process, while the disturbance and interaction treatments tended to be deterministic processes, and that of the nutrient addition treatments tended to be weaker deterministic processes. Plant communities in the desert steppe responded and adapted to the nutrient additions and disturbances through changes in the dominant species and their crucial functional traits. © 2023 Chinese Academy of Sciences. All rights reserved.     

祁连山不同植被类型土壤微生物群落多样性差异

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量转化中占有重要的地位。以祁连山中段不同海拔的4种植物群落,即垫状植被(cushion plants,CP)、高寒草甸(alpine meadow,AM)、沼泽化草甸(swamp meadow,SM)和高寒灌丛(alpine shrub,AS)作为实验样地,采用BIOLOG技术,探讨了土壤微生物群落多样性在不用海拔梯度形成的植被条件下的变化特征。结果表明,反映微生物活性的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)的大小顺序为:沼泽化草甸高寒草甸高寒灌丛垫状植被,沼泽化草甸土壤微生物群落代谢活性最高;高寒草甸和沼泽化草甸土壤微生物群落碳源利用模式相似,土壤微生物群落的Shannon-Wiener物种丰富度指数(H)与土壤有机碳和全氮显著相关(P0.05),Simpson优势度指数(D)和Mc Intosh指数(U)与土壤全氮显著相关(P0.05);冗余分析表明,土壤有机碳、p H和全氮可能是土壤微生物利用碳源的控制因子。研究结果为进一步探讨高寒草甸与土壤微生物之间的关系奠定了基础。     

禁牧对退化草地恢复的作用

草地是我国重要的农业自然资源之一,但目前草地退化的现象十分严重,超载过牧是主要原因之一。本文就针对草地退化提出的围封禁牧措施对草地植被、土壤及草地生态系统恢复过程中的作用进行综述,发现适度放牧对草地恢复是必需的,但采取长期围封禁牧恢复与重建草地的做法不可取,围栏封育并非恢复退化草地的万全之计。建议在我国要因地制宜,根据草地的退化程度,采取合理的划区轮牧强度和放牧时间,与退化草地生态恢复的围封措施结合,以达到既能恢复退化草地,又可收获畜产品的双赢目的,实现草地生态系统持续平衡发展的目标。     

新疆2000-2012年NDVI、降水和RUE的时空特征

本研究分析了新疆2000-2012年每年的6-9月归一化植被指数(NDVI)、降水量和植被降水利用率(RUE)空间分布特征和年际变化趋势。结果显示,1)月平均降水量和月平均NDVI空间分布均呈西北向东南递减的特征,13年间年降水量和年NDVI均呈现北疆递减、南疆递增的特征,但年降水量年际变化范围更明显;2)月平均降水量和月平均RUE空间分布对比不明显,年RUE与年降水量的年际变化呈相反趋势;3)不同土地类型中降水量和NDVI呈显著正相关(r0.3,P0.05),降水条件对植被空间分布影响明显,不同土地类型中降水和RUE呈显著负相关(r-0.22,P0.05),夏季过量降水对植被光合作用的抑制作用是其主要影响因素。     

围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响

草地生态系统固碳能力对全球碳贮量的大小有重要影响。放牧作为草地最广泛的利用方式之一影响着草地的碳贮量,过度和不合理的放牧方式造成草地退化,引起草地碳的损失。围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响主要包括对植被生产力和土壤碳贮量的影响,本文对有关的报道进行了综述。结果显示,由于受植被凋落物、群落结构和气候等多因素的影响,围栏禁牧对草地植被生产力有正面或负面的效应;放牧对植被生产力的影响也没有一致的结果,此外,放牧对植被生产力的影响还与放牧的强度有关。围栏禁牧与放牧可以通过多种途径对草地土壤碳贮量产生正面或负面的影响。总之,围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响是复杂多样的,需要对草地碳贮量进行估算,并对相关的机制进行研究,这样才能在草地管理方面做出合理的决策。     

甘肃陇南地震扰动区植被群落特征

地震扰动对当地生态环境造成极大的破坏,引起植被群落种类组成、群落结构的变化,本研究采用样带结合海拔梯度的方法,于2013年8-9月,调查和研究了甘肃陇南武都区清水沟植被群落的种类组成、群落结构受地震扰动后的现状。结果表明,研究区内共发现34种植物,分属16科30属,主要以禾本科和菊科植物为主,群落垂直结构明显,大体分为3层;植物群落中多年生草本植物种类最多,是优势生活型,其次是灌木、藤本,无乔木分布;Shannon-Wiener多样性指数(H')和Pielou均匀度指数(E)表现为中坡位下坡位上坡位,Simpson优势度指数(D)表现为上坡位下坡位中坡位。     

青藏铁路植被恢复和“黑土型”退化草地治理的实践与启示

由于高、寒和旱的独特特点,青藏高原生态系统具有特殊的环境敏感性和脆弱性。近年来,工程扰动、放牧等人类活动的加剧对青藏高原生态系统稳定性的影响日渐凸显,集中表现为植被退化、土壤贫瘠化和水土流失加剧等。目前,为了尽可能避免人类活动对生态系统造成的负面影响,遏制生态环境的进一步恶化,已采用了多种方式和手段进行环境保护和植被恢复。本研究以青藏铁路工程植被恢复和"黑土型"退化草地治理两个典型案例为例,总结了青藏高原进行植被恢复的经验,提出了青藏高原植被恢复的基本原则和注意事项,对今后青藏高原工程扰动和草地退化后进行植被恢复具有指导意义。     

采煤沉陷区苦草的生物学特性及其竞争机制

采煤活动所致的动态沉陷湿地具有动态性、高潜水位和生态脆弱性等特点,探明此类人工重构湿地的水生植物群落的生物学特性及其竞争机制,有助于为采煤沉陷区湿地水生植物群落修复提供科学依据.本研究以淮南潘集区人工构建的苦草群落(Ass.Vallisneria natans)为倒,采用样方调查法,研究苦草的生物学特性及其与其他水生植物的竞争机制.结果表明,1)沉陷区苦草的生物学特性与浅水湖泊较一致.主要表现在苦草的繁殖方式、传粉方式、生活史方面,但研究区苦草以有性繁殖为主.2)沉陷区苦草能与以种子萌发形成的水烛群丛(Ass.Typha angustifolia)共生,但生物量低;在与形成两年以上的水烛群丛竞争中处于劣势,在水烛群丛盖度达到90％时苦草逐渐消失.3)沉陷区苦草在与浮叶植物莕菜群丛(Ass.Nymphoides peltatum)、苹群丛(Ass.Marsilea quadrifolia)竞争中处于弱势,其盖度、株高、生物量等指标都明显下降.4)沉陷区苦草在与沉水植物竹叶眼子菜群丛(Ass.Potamogeton malaianus)竞争中处于劣势,苦草与沉水植物黑藻群丛(Ass.Hydrilla verticillata)、狐尾藻群丛(Ass.Myrioph yllum verticillatum)、大茨藻群丛(Ass.Najas marina)、金鱼藻群丛(Ass.Ceratophyllum demersum)占据不同水层空间,种间竞争不强烈,能较好地共存.总之,苦草较之于相似生长型的植物具有较明显的竞争优势,对于具有不同生活型,尤其是挺水植物和浮叶植物,处于竞争劣势.     

Ecotourist trail-use affects the taxonomic,functional and phylogenetic diversity of mammals in a protected area: lessons for conservation management

Ecotourism, by definition, aims to engage peoples’ interest in wildlife and the environment. The use of tourist roads and trails to access sites within protected areas (PAs) can detrimentally affect the behavior and distribution of species. The way mammals respond to anthropogenic pressures may differ across taxonomic, functional, and phylogenetic groups; nevertheless, how ecotourist trail-use affects these different diversity remains under-investigated. Here, we assessed 6 metrics of taxonomic, phylogenetic, and functional diversity for a mammal community in a PA in central China, recording how Trail use (using Trail type as a proxy) and habitat variables affected sightings and signs of mammals across 60 replicate 0.5 km transects. We then examined how Trail use affected the taxonomic, functional, and phylogenetic diversity indices of species (>1 kg). Using generalized liner mixed modeling, we identified that more used trail types had a greater adverse effect on all diversity richness indices than did less used trail types. Consequently, tourist pressure was associated with a general tendency to homogenize the site's mammal community. In contrast, the effects of Trail Types on all diversity evenness indices were non-significant. Furthermore, more developed and more heavily used trail types had a greater, significant negative effect on taxonomic, functional, and phylogenetic richness, whereas these richness indices were unaffected by minor trail types, used less intensively. As a general principle, lower biodiversity indices reduce ecosystem resilience, and so it is vital to better understand these responses to balance public access against biodiversity management in PAs.     

华北刺槐林与自然恢复植被土壤微生物量碳、氮含量四季动态

【目的】土壤微生物量碳、氮是植被所需碳、氮的重要“源”或“库”,是公认的综合评价土壤质量或肥力的重要指标,也是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,研究其动态变化,可为退耕还林及后期管理决策提供科学依据,并为深入研究林地碳氮循环及温室气体排放提供参考。【方法】以农田( FL)为对照,研究华北土石山区10年生刺槐林、43年生刺槐林、自然恢复植被( NRV)土壤微生物量碳、氮的四季动态变化,并对各样地微生物量碳、氮对土壤营养库的贡献率进行对比研究。【结果】各样地微生物量碳、氮随土层加深而逐渐下降,其季节动态变化差异显著;农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地0～20 cm 土层微生物量碳、氮含量四季均值分别为251.94,290.68,150.66,197.34 mg·kg －1和30.95,46.46,36.55,45.27 mg·kg －1。其中：自然恢复植被的微生物量碳、氮含量四季均值最高,其微生物量碳含量分别是农田、10和43年生刺槐林的1.15,1.93和1.47倍,微生物量氮含量分别是它们的1.50,1.27和1.03倍;土壤微生物量碳、氮含量随刺槐树龄增大而升高,43年生刺槐林0～20 cm 土层的微生物量碳、氮含量是10年生刺槐林的1.31和1.24倍。各植被样地不同层次土壤微生物量碳氮比季节差异明显,农田、自然恢复植被、10年和43年生刺槐林 0～20 cm 土层碳氮比四季均值分别为8.64,6.26,4.12 和4.36;10,43年生刺槐林碳氮比分别是农田的0.48和0.50倍,是自然恢复植被的0.66和0.70倍。在 0～20 cm 土层中,农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地微生物量碳对土壤有机碳平均贡献率分别为1.88%,2.00%,1.54%和1.24%,土壤微生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.21%,5.44%,3.55%和2.26%。【结论】各样地土壤微生物量碳、氮之间显著相关,它们与土壤全氮、有机质和速效钾含量均显著相关;除此之外,土壤微生物量碳还与土壤硝态氮含量显著相关。随着树龄的增加刺槐林土壤微生物量尤其是微生物量氮含量显著提高,因而土壤的生物肥力也显著提高;由土壤微生物量碳、氮含量及其对土壤营养库的贡献率可知,自然恢复植被更利于土壤微生物结构、功能的恢复和生物活性的改善。