植物沙障不同种植模式对川西北沙地的恢复效应

生物沙障被广泛地应用于沙化治理中,但是生物沙障不同种植模式下对沙化治理的相关研究较少,尤其是复合草本在高寒地区不同种植模式下的研究较为缺乏。为了明确混合草本沙障不同种植模式对高寒沙地治理效应,选择川西北沙地作为典型高寒半湿润沙地,利用燕麦、垂穗披碱草、中华羊茅作为混合草本沙障,自2014年利用行播、带播、撒播种植模式恢复高寒半湿润沙地4年,于2014年测定一年生燕麦生长状况,调查4年后地表植物群落盖度和多样性特征,并且测定土壤水分、容重、含水量、pH值、有机碳、全氮、全磷等指标,分析复合草本不同种植模式对高寒沙地恢复效应。研究结果表明:复合草本带播和撒播模式对高寒沙地恢复效果明显。一年生燕麦后期从生态系统中消失,多年生草本适应性良好。带播和撒播种植模式显著增加了地上植物盖度、物种多样性、生态优势度。带播和撒播模式也显著减小了土壤容重,增加了土壤含水量、有机碳、全氮、全磷等含量。在高寒沙化复合草本种植恢复过程中,建议将土壤容重、有机质、全氮作为衡量土壤性质变化的指标。综合地表植被和土壤理化性质变化,建议以混合草本带播和撒播种植模式作为高寒沙化治理的主要种植模式。     

川西北地区沙化草地特征研究

高寒地区沙化草地草本植物多样性恢复是沙化治理过程中的重要环节。迄今为止,较为全面分析高寒沙化草地土壤因子与草本群落物种多样性的研究较少。为明确高寒草原沙化草地土壤因子与地上草本群落物种多样性的关系,于2014年7月,在川西北高寒地区通过调查和采样分析来研究不同草本群落物种多样性和不同土层土壤因子之间的关系。结果表明：随着沙化,草地草本群落由湿生型向旱生型转变;沙化草地草本群落物种多样性降低;沙化草地土壤水分和土壤碳、氮、磷含量降低;5~15 cm土壤水分、0~15 cm土壤铵态氮含量、0~15 cm土壤全磷含量和地上草本群落物种多样性显著（P<0.05）相关。在高寒草地沙化治理过程中,恢复地上草本群落物种多样性应该充分考虑不同土层土壤水分含量、铵态氮含量和全磷含量的影响。     

青藏高原东南缘沙地3种治沙草本根系形态格局特征

植物根系是沙化地中植物固沙的重要基础,为明确不同治沙草本植物根系形态格局特征,本研究在青藏高原东南缘比较了资源圃和沙化地中一年生燕麦(Avena sativa)、多年生垂穗披碱草(Elymus nutans)和以礼草(Kengyilia hirsuta)地下根系根尖数、分枝数、平均直径、根长、根表面积、根体积的形态特征,分析了3种草本根尖比、根长比、根表面积比、根体积比的形态格局特征,探讨3种草本根系对沙化环境的适应能力。结果表明,一年生燕麦根系表面积和根体积在资源圃中显著高于沙地(P 0.05);垂穗披碱草根系形态在资源圃和沙地中没有明显差异(P 0.05);以礼草根系根尖数、根分枝数、根长、根表面积在资源圃中明显低于沙地,但是以礼草根系平均直径在资源圃中明显高于沙地(P 0.05)。一年生燕麦根系体积在沙地中大量减少,增加0.2～0.4 mm各径级下的根尖比、根长比、表面积比、体积比用于适应沙化环境;多年生的垂穗披碱草并未显著调整自身根系结构用于适应沙化环境;多年生以礼草通过减少了较大径级(0.7～0.8 mm)的根长和表面积来增加了小径级(0.1～0.2 mm)的根长、表面积和体积的格局,来增加对沙化环境的适应性;垂穗披碱草和以礼草根系形态格局比燕麦根系形态格局更加适应沙化环境。     

黄土梁大熊猫走廊带典型群落恢复初期植物多样性研究

为了探究黄土梁典型植被(康定柳灌丛、紫果云杉人工林)改造1年后植物多样性恢复的初期规律,采用样方法对改造前后的柳灌丛、云杉林进行了群落学调查,对比分析了二者的物种组成与多样性的差异。有以下结果:(1)康定柳灌丛、云杉人工林改造1年后,主要增加了速生、喜阳的草本物种,栽植的乔木幼苗和大熊猫主食竹生长缓慢,二者盖度、多度较低;(2)与改造前相比较,灌丛皆伐带、疏伐云杉林、云杉林窗样地的灌草总丰富度分别提升77.27%、13.89%、22.23%;(3)柳灌丛、云杉人工林灌木和草本的ShannonWiner指数、Simpson指数均呈上升的趋势。黄土梁大熊猫走廊带的两种典型植被(康定柳灌丛、紫果云杉人工林)改造后还需要更长时间的恢复,以充分提升物种多样性,恢复大熊猫主食竹和栖息地生态功能。     

高寒半湿润沙地草本修复期土壤微生物变化研究

土壤微生物变化对生态恢复过程中土壤养分循环具有重要作用,但高寒半湿润沙地生态修复过程中土壤微生物及养分变化研究较为缺乏。为明确该环境下沙化生态系统的修复过程中土壤环境的变化,选用燕麦、垂穗披碱草、中华羊茅混播修复高寒半湿润沙地,并以未修复沙地为对照,测定0~10 cm和10~20 cm两土层修复4年过程中土壤微生物及土壤养分含量的变化,分析探讨土壤微生物和养分随植被修复的动态,及微生物与土壤养分变化的相关性。结果表明,随修复年限增加,土壤中主要微生物类群以细菌为主,沙地修复4年后土壤中微生物总量由8.30 nmol·g^-1增加到10.58 nmol·g^-1,但是细菌依然占微生物总量的50%以上,植被恢复并未改变细菌占微生物总量比例。两个土壤层土壤微生物生物量(碳、氮、磷)、多样性(细菌、真菌、放线菌、G^-菌、G⁺菌)、土壤养分(有机质、全氮、全磷)含量均呈现先降低后增加趋势,且0~10 cm始终大于10~20 cm土层。草本修复第1年,0~10 cm和10~20 cm土层微生物及养分各组分含量显著降低(P<0.05);修复2年后,0~10 cm土层含量开始增加;到修复第3和4年,土壤微生物与土壤养分中各组分含量均恢复到未治理水平,且有机质、微生物量氮(MBN)含量显著高于未治理沙地(P<0.05)。土壤养分中各组分含量与土壤微生物生物量、微生物总量和细菌含量呈极显著的正相关关系 (P<0.01),与G⁺、G^-菌、真菌、放线菌均呈不同程度的正相关关系。因此,在沙地进行人工草本种植能够提高土壤养分和微生物含量,对帮助高寒地区生态系统修复和稳定具有重要意义。     

水葫芦对重金属镉和铬的长期富集效应

[目的]探讨重金属复合作用下水葫芦富集能力的变化情况。[方法]通过为期2个月的室内水培模拟试验研究水葫芦对重金属镉、铬长期富集效果。[结果]水葫芦有较强镉转运能力,叶片也是富集镉的主要部位,最高可达根含量的77%以上。水葫芦对铬转运能力较低,叶片铬含量仅为根的10%~22%。镉、铬复合作用下,铬对镉的表现为拮抗作用,尤其是在叶片中。相反,镉对铬的影响规律不明显,叶中低铬浓度下(1.00 mg/L)抑制铬积累,高铬浓度下(4.00 mg/L)则促进,而该2个浓度下对根均无显著影响,可能主要影响了铬的转运。[结论]水葫芦根系镉和铬最高含量可达6 600 mg/kg和7 300 mg/kg以上,表明其较强镉、铬污染修复能力在重金属污染水体修复上具有良好的应用价值。     

成都主要植被分布区的植物区系与组成相似性研究

研究以典型公园城市成都为对象，采用样线调查方法对担负不同功能的13个主要植被分布区域进行植物组成调查，分析各区域的植被区系以及区域间植物组成的相似性。结果表明：成都的各植被分布区的植物物种分布不均匀，具有自然保护区的都江堰和彭州区域植物物种丰富，分别调查到277和239种植物，且蕨类植物分布较多，而人为干扰较大的大邑区域植物物种数量最少，只调查到80种；人工干扰下区域的植物物种数量依赖于其植被功能类型；整体来看，成都的植物分布主要集中在世界分布、泛热带分布及其变型、北温带分布及其变型、东亚分布及其变型等区系；具有自然保护区的区域间，人工干扰情况相似的区域间，其植物组成的相似度较高，不同区域间的植物组成相似性与区域间的水平距离和海拔差距没有明显相关性。基于调查结果，提出成都未来公园城市建设需要加强本土植物物种数量的参与比例，同时要提升龙泉山城市森林公园的功能建设。