围封沙质天然草地植物的构件和个体生物量比较研究

生物量是植物积累能量的主要体现,其在各器官中的分配是植物对环境适应的结果,反映了植物的生长策略。调查甘肃省景泰县绿洲边缘围封沙质草地常见的27种灌木和草本,采用全挖法研究了各植物盛花期时的个体和根、茎、花、叶等构件的生物量特征以及地下-地上生物量关系(根冠比,R/S)的变化趋势。结果表明:1)27种植物中,花、叶、茎干重小于1.0 g的分别占到89%,70%,56%,27种植物的根冠比均小于1;2)随着封育措施和人工抚育措施的实施,4种灌木的根冠比(R/S):沙蒿(均值为0.32)、猫头刺(均值为0.78)、荒漠锦鸡儿(均值为0.24)和白刺(均值为0.10)在各样地中表现出显著差异性;3)大部分植物构件对地上生物量的贡献率为:茎>叶>花>根,植物构件对个体生物量的贡献率为:叶>茎>花>根;一年生草本地上(花、叶、茎)生物量与个体生物量的比率显著高于多年生草本和灌木(P<0.05),不同构件对生物量贡献率的差异有利于不同生活型植物的种群扩散和繁衍。     

南方红壤丘陵区3种森林群落内主要草本植物种群生态位特征

生态位是解释自然群落中种间共存与竞争机制的基本理论,对了解植物群落构建及其与环境因子的耦合关系具有重要意义。本研究以南方红壤丘陵区3种森林群落内主要草本植物为研究对象,在群落调查的基础上,运用Levins生态位宽度、Pianka生态位重叠指数和生态位相似性公式,分析了针叶林、阔叶林和针阔混交林下主要草本物种的生态位宽度以及物种间的生态位重叠与生态位相似性,并从生态位角度探讨了不同森林群落内草本种群的生长状况。结果表明,3种森林群落内草本种群的生态位宽度平均值从大到小依次为针叶林(0.572)>针阔混交林(0.508)>阔叶林(0.424),且针叶林中崖爬藤(Tetrastigma formosanum)、淡竹叶(Lophatherum gracile)、鳞毛蕨(Dryopteris sp.)以及六月雪(Serissa japonica)等草本植物的生态位宽度均大于针阔混交林和阔叶林的;生态位重叠度与生态位宽度之间不是绝对的正相关关系,生态位宽度小的物种与其他种群也可能发生较大的生态位重叠,甚至出现完全重叠的现象;针叶林和阔叶林内主要草本植物的生态位宽度与其重要值呈显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.758和0.918;3种森林群落内草本种群的生态位宽度与其重要值变异系数均呈显著负相关(P<0.01),相关系数分别为-0.996、-0.967和-0.963。在现阶段植被演替过程中,针叶林和针阔混交林下草本种群的重叠程度较高,环境资源存在着高度的空间异质性,群落结构仍处于不稳定状态。     

坡向对青藏高原东北缘高寒草甸植被构成和养分特征的影响

坡向是重要地形因子之一,通过影响光照、温度及土壤养分等进而影响群落植物种的组成和分布。本研究通过对青藏高原东北缘不同坡向高寒草甸草地的植被构成和养分特征进行了分析,揭示坡向对植物群落组成和空间分布形成的影响。结果表明,1) 草地群落优势种和亚优势种构成,阳坡以禾本科的赖草、西北针茅和洽草等为主,阴坡以莎草科的矮嵩草和线叶嵩草及豆科的阴山扁宿豆等为主;2)草层高度、植物物种数和α多样性指数为阴坡>阳坡,β多样性指数在坡向之间无显著差异;3) 阳坡和阴坡草地植物生活型以地面芽和地下芽为主,分别占草地群落总物种数的71.0%和89.0%,1/2年生及地上芽植物为阳坡>阴坡,地面芽植物为阴坡>阳坡,地下芽植物在坡向之间无显著差异;4) 草地群落生物量构成,阳坡为禾本科(78.3%)>莎草科(8.3%)>菊科(6.4%)>其他科(7%),阴坡为莎草科(54.3%)>豆科(16.4%)和禾本科(14.8%)>蓼科(5.3%)和菊科(4.6%)>其他科(4.0%);除菊科外,所有各科植物生物量在坡向之间均差异显著,地上总生物量在坡向之间无显著差异;5) 0~20 cm土壤N含量为阴坡>阳坡,10~20 cm土壤P、K、Cu、Zn含量为阳坡>阴坡;6) 0~30 cm土温为阳坡>阴坡,0~40 cm土壤含水量阴坡>阳坡。总之,坡向对高寒草甸草地群落植物种构成和土壤理化特性的变化起着重要作用。     

东北黑土区水土保持林降雨截留特征分析

为了解林冠截留对东北黑土区水土保持林水分循环、分配及利用率的影响,以落叶松和落叶松-蒙古栎混交林为研究对象,在吉林省东辽县杏木小流域布设野外观测试验,对两种不同林分降雨截留特征进行分析。在15次降雨观测中,落叶松与落叶松-蒙古栎混交林的林下穿透雨分别占总降雨量的72.02%和67.42%,树干流占2.62%和2.74%,截留量占25.32%和29.80%,两种林分林冠截留率为8.93%~73.50%,落叶松-蒙古栎混交林对降雨的截留作用较佳。落叶松与落叶松-蒙古栎混交林产生地表径流各8次,共计产流3.52 和3.40 mm。不同林分林下穿透雨和截留量随月份变化表现为8月>7月>6月>5月>9月,树干流为7月>8月>6月>5月>9月,9月截留率最高,分别为44.49%和49.02%,7月份截留率最低,分别为20.40%和25.17%。不同林种林下穿透雨、树干流及截留量均与降雨量呈显著线性相关(P<0.05),且当降雨量<30 mm时,树干流增幅较小,降雨量>30 mm时,树干流迅速增加并逐渐趋于平稳。截留率随着降雨量的增加则逐渐降低,当降雨量较小时(<30 mm),林冠截留率由73.50%降低到21.90%,随着降雨量的增大,截留率变化幅度较小,并趋于稳定。两林分林下穿透雨与降雨强度呈显著线性相关(P<0.05),树干流与降雨强度以对数拟合较好(P<0.05),降雨强度与林冠截留量和截留率相关性不显著。当降雨强度≤2.65 mm/h时,两林分林冠截留率均大于50%。     

豫西北地区暖性灌草丛类草地生态系统固碳特征

草地中灌木数量动态变化是影响草地生态系统碳收支的重要因素,灌木层的碳储量是草地生态系统碳库中最不确定的组分之一。暖性灌草丛在豫西北丘陵山地广泛分布,属区域典型植被类型。为揭示暖性灌草丛类草地生态系统固碳特征,对豫西北地区7个样地的灌木层、草本层与土壤碳密度进行了调查,并对生态系统碳密度进行了计算。结果表明,植被与土壤平均有机碳密度分别为2360.07和4610.47 g C·m^-2,其中灌木层植被碳密度(981.63 g C·m^-2)低于草本层(1387.44 g C·m^-2),但差异不显著(P>0.05)。植被碳密度主要由根系所贡献,占整个植被碳密度的93.04%,其中灌木层根系所占比例为41.51%,略小于草本层。生态系统中土壤碳密度占有较大比例,约占整个生态系统碳密度的62.80%。对不同样地而言,由于各自所处生境不同,其生态系统固碳特征存在一定区域差异。各样地的植被碳密度大小顺序依次为P₁>P₅>P₂>P₄>P₆>P₇>P₃,但差异并不显著(P>0.05);土壤碳密度大小顺序依次为P₁>P₂>P₆>P₅>P₄>P₃>P₇,其中P₁与P₄、P₃、P₇存在显著差异(P<0.05);生态系统碳密度大小顺序依次为:P₁>P₂>P₆>P₅>P₄>P₇>P₃,其中P₁与P₄、P₃、P₇差异显著(P<0.05)。     

不同草地利用方式对暖性(灌)草丛类草地固碳能力的影响

利用方式差异对草地生态系统碳循环影响不同,评价不同利用方式下各类型草地生态系统固碳能力有助于制定相应生态管理策略,对减缓草地温室气体排放具有现实意义。采用野外调查和室内试验相结合的方法,对河南不同利用方式下(围封未利用、零散放牧+割草、季节性放牧和全年放牧)两种典型草地(暖性草丛和暖性灌草丛)固碳能力进行研究。结果表明,暖性草丛植被生物量在不同利用方式上表现为围封未利用>零散放牧+割草>季节性放牧>全年放牧,但差异不显著(P>0.05);而暖性灌草丛植被生物量在零散放牧+割草条件下显著大于围封未利用和全年放牧方式(P<0.05)。在围封未利用条件下,暖性草丛植被生物量显著大于暖性灌草丛(P<0.05)。两种草地地上碳密度和根系碳密度在不同利用方式下差异均不显著(P>0.05)。从植被碳密度来看,暖性草丛在不同利用方式下表现为围封未利用>零散放牧+割草>全年放牧>季节性放牧,暖性灌草丛为零散放牧+割草>围封未利用>季节性放牧>全年放牧。季节性放牧条件下暖性草丛土壤碳密度(13369.07 g C·m^-2)显著大于围封未利用方式(2544.25 g C·m^-2)(P<0.05);暖性灌草丛土壤碳密度在不同利用方式下表现为零散放牧+割草>围封未利用>季节性放牧>全年放牧,但差异不显著(P>0.05)。不论在何种利用方式下,两种类型草地的植被碳密度均主要由根系所贡献,分别达到87.42%与81.52%;而生态系统碳密度均主要由土壤所贡献,分别达到91.72%与84.98%。双因素方差分析表明,土壤碳密度是决定河南两种类型草地固碳能力的根本因素,而与利用方式无关。本研究可为河南草地资源合理利用提供科学依据,为精确评估河南草地固碳能力提供数据支撑。     

青海大通地区人工林林下植被结构及其生境分析

采用样地、样线调查法,对青海省大通县的人工林林下植被的物种组成和优势种进行了初步研究。结果表明:人工林为草本、灌木的发育和植物群落的演替提供了必要的场所。针叶林如紫果云杉纯林、华北落叶松纯林及青海云杉×华北落叶松混交林的林下植被以耐荫植物为主;阔叶林如青杨纯林、白桦纯林的林下植被类型为喜光性植物;混交林如青杨×沙棘混交林、青杨×青海云杉混交林、白桦×青海云杉混交林的林下植被以喜阴性植物为主。阔叶纯林及阔叶混交林的林下植被生物量相对较大,而针叶纯林及针叶混交林的林下植被生物量相对较小。     

青海省森林林下草本层化学计量特征及其碳储量

为阐明青海省森林生态系统林下草本层化学计量特征和碳密度分布格局,基于2011年青海森林资源野外样方调查和室内分析,评估了青海省7个优势种(白桦、白杨、红桦、青杄、山杨、圆柏、云杉)林下草本层的化学计量特征(C、N、P;C∶N、C∶P、N∶P)以及碳密度的差异。同时,估算了青海省7个优势种林下草本层碳储量大小。结果表明,草本层地上碳含量圆柏林[(419.9±1.44) g·kg^-1]显著高于其他林型,但是地下碳含量[(364.6±8.33) g·kg^-1]显著低于其他林型;氮含量均表现出圆柏和云杉林显著高于其他林型;磷含量在不同林型间差异不显著。圆柏林和云杉林林下草本层C∶N、C∶P显著低于其他林型,而N∶P显著高于其他林型。此外,林下草本层地上和地下生物量、碳密度均表现出圆柏林显著高于其他林型。根据青海省7种优势树种化学计量特征与碳密度的相关性分析,发现草本层碳密度与其化学计量特征有相关性,可以根据碳含量推算碳密度。将海拔作为环境因子考虑,发现圆柏和云杉林下草本层碳密度分布于较高海拔,其他树种则分布于较低海拔。因此,理解养分元素在草本层“地上-地下部分”之间的生态化学计量特征,以及估算草本层的碳储量,对于揭示青海省森林生态系统的养分状况和生物化学循环过程极为重要。     

干热河谷冲沟沟头活跃度对植物群落结构的影响

为研究干热河谷冲沟沟头活跃程度对植被物种组成及其群落结构的影响,从而服务于冲沟植被恢复过程中最佳植被配置,采用典型样地法对元谋县内22条冲沟进行实地调查。研究结果表明:1)冲沟内植物种类随着沟头的稳定程度增加而增加,其中活跃型冲沟内植物12科28属共28种,半稳定型冲沟内植物16科29属共29种,稳定型冲沟内植物15科35属共37种;2)不同活跃程度的冲沟植被群落按生活型可分为3个层次,一是以扭黄茅为优势种,孔颖草、三芒草为次优种的草本层;二是以车桑子为优势种,银合欢为次优种的灌木层;三是以印楝为优势种,桉树为次优种的乔木层,但活跃型冲沟无乔木层;3)冲沟乔木层、灌木层和草本层的植被盖度均随着冲沟沟头稳定性的增加而增加,表现为稳定型冲沟>半稳定型冲沟>活跃型冲沟;4)不同活跃程度的冲沟沟头群落结构均以多年生草本和灌木为主,乔木种类较少,优势物种相同且占有显著地位,但随着冲沟沟头的逐渐稳定,乔木数量和多样性均逐渐增加;5)活跃型冲沟、半稳定型冲沟、稳定型冲沟之间草本层、灌木层、乔木层的植物群落相似性分别表现为中等相似、极为相似、极度不相似,且冲沟不同恢复阶段灌木层中植物有趋同演化的趋势,共有程度很高,冲沟沟头活跃程度对灌木层植物群落功能造成的影响小于对草本层和乔木层植物群落。总体而言,不同活跃程度的冲沟沟头植被群落结构之间具有显著差异,研究结果将为冲沟生态恢复提供科学依据。     

内蒙古草甸草原生物量碳分配格局

以中国北方草甸草原为研究对象,借助GIS等工具手段,在草地群落类型实测数据基础上,对内蒙古草甸草原的地上/地下生物量分配开展定量研究,主要结论如下:1)内蒙古草甸草原的生物量碳密度为660.43 g C/m²,其中地榆群落(460.63 g C/m²)具有最高的地上生物量碳密度,地榆群落(787.10 g C/m²)和五花草塘群落(776.22 g C/m²)具有最高的地下生物量碳密度,其他群落间则不存在显著性差异(P>0.05);2)温带草甸草原以16.60×10⁶ hm²的面积,贡献了111.20 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳为27.57 Tg,地下生物量碳为83.63 Tg,根冠比(R∶S)为3.03;3)地下生物量沿土壤深度的分布可分为两种类型:线叶菊、芨芨草、野大麦、地榆、贝加尔针茅、苔草以及五花草塘群落属于“指数型”,其地下生物量主要分布在0~10 cm土壤层,且符合指数函数,该类型占据草原群落的主要部分;拂子茅、小叶锦鸡儿以及芦苇群落属于“抛物线”形,其地下生物量主要分布在0~10 cm和20~40 cm土壤层,该类别群落主要为灌木或半灌木,分布曲线不符合指数函数而符合二次函数。     

矿区排土场人工草地土壤水分及入渗特征效应

本研究以露天煤矿排土场新土体上建植的不同人工草地为对象,分析了不同人工草地地上生物量、土壤水分及土壤入渗性能。结果表明,不同人工草地地上生物量之间差异显著(P<0.05),灌木和草灌混播草地的地上生物量比单一草种草地高,冰草+沙蒿和沙打旺+沙蒿草地地上生物量分别比单一种植冰草和沙打旺的草地高40.84%~47.88%和27.31%~53.49%;不同人工草地土壤含水量随深度增加而增大,20~30 cm层土壤含水量花棒草地最高;不同人工草地地上生物量和土壤水分的累加值呈负相关关系;草灌混播草地的平均土壤初始入渗速率比单一草种草地高44.25%。本研究结果表明,在矿区排土场新土体改良和植被恢复建设中应以草灌混播人工草地为主,可有效提高草地生产力,改善土壤的水分状况和入渗性能,利于植被生长的可持续。     

小兴安岭原始红松林的植被多样性

以小兴安岭凉水自然保护区为研究对象,采用生态群落学调查方法研究了红皮云杉（Picea koraiensis）红松林及落叶松（Larix gmelini）林地表植被群落结构特征及群落物种多样性。结果表明,红松林共有维管束植物36种,隶属22科32属,落叶松林共有维管束植物31种,隶属22科27属,二者均属稳定型植被群落。两种林型的物种丰富度指数（S）与物种多样性指数（SP）均表现为乔木层＜灌木层＜草本层,且红松林各层之间差异显著;物种多样性指数（SW）在落叶松林各层中差异不明显,但在红松林各层中存在显著差异,以草本层最高;物种均匀度指数（Jsw）在红松林中表现为乔木层＞灌木层＞草本层,在落叶松林中以灌木层Jsw指数最高,且明显高于红松林中各层指数。     

青海森林凋落物生态化学计量特征及其影响因子

凋落物在调节植物-土壤间养分循环和维持森林生态系统物质平衡中具有重要作用。为阐明青海省不同林型(针叶林、阔叶林)森林生态系统凋落物养分含量以及影响凋落物养分变化的环境因子,本研究以青海21个地区的针叶林、阔叶林地表凋落物为研究对象,分析不同林型和海拔上凋落物养分、生态化学计量特征变化规律及其影响因子。结果表明:1)不同海拔分区上,针叶林凋落物碳(C)、氮(N)含量、C∶P、N∶P高于阔叶林,而磷(P)含量低于阔叶林;2)针叶林凋落物N、P含量、C∶N、C∶P、N∶P均与海拔呈线性关系(P<0.001),即N含量、C∶P、N∶P随海拔升高递增,P含量、C∶N随海拔升高递减;3)两种林型(针叶林、阔叶林)凋落物现存量、养分含量及生态化学计量特征与经纬度、坡度、郁闭度、群落高度、样地投影面积均存在显著相关性(除阔叶林P和C∶P外);4)两种林型(针叶林、阔叶林)凋落物C、N、P含量较低;针叶林、阔叶林普遍受到N限制(N∶P<14),其中针叶林在高海拔地区又受到P限制(14相似文献   

旱泉沟流域次生林演替过程中种群格局动态

对旱泉沟流域的植被种类组成、物种多样性和物种重要值进行调查分析,采用TWINSPAN对旱泉沟流域次生植物群落进行数量分类,从植物群系组成、植物群落之间的生态关系方面,研究旱泉沟流域封山禁牧区植被群落的分布格局,初步探讨乔木树种的演替趋势。研究结果表明：1）采用TWINSPAN数量分类方法,将植被划分为7个群落类型;2）从群落Ⅰ到群落Ⅶ, 乔木、灌木、草本的Simpson优势度指数基本持平,Shannon Wiener多样性指数为乔木<灌木<草本,Pielou均匀度指数为乔木>草本>灌木,物种丰富度逐渐升高。群落的物种组成和空间结构逐渐复杂化,并趋于稳定;3）次生林的演替序列为山杨树Populus davidiana→桦树Betula platyphylla→青海云杉Pica crassifolia,其自然演替顶级为青海云杉。     

柠条人工林下草本植被特征与土壤特性相关性研究

为探索黄土丘陵沟壑区最佳的柠条（Caragana Korshinskii）平茬措施,本研究以该区柠条人工林为研究对象,对其进行4种不同方式的平茬措施,分析在不同平茬措施的柠条林下草本植被特征与土壤特性的相关关系。结果表明：隔行平茬措施下草本生物量最大,柠条林下各土层土壤含水量与草本地上生物量密切相关,且以负相关关系为主;草本植物多样性各指数均与土壤含水量呈负相关关系,40～80 cm土层的土壤含水量与Simpson指数的相关性显著（P<0.05）,与Shannon-wiener指数的相关性极显著（P<0.01）;土壤养分各指标与草本植物多样性没有显著相关性,在0～60 cm土层内,土壤碱性越大,草本生物量越大,20～40 cm土层土壤有机质越小,草本生物量越大。综合以上结果,在该区域采取柠条隔行平茬措施最佳。     

沙地植物功能群及其多样性对微地形变化的响应

以内蒙古锡林郭勒盟中国科学院生态系统定位站长期围封的沙地样地为研究对象,通过测定植物群落的生物量、盖度、密度和株高等相关指标,探讨群落的物种组成、生物多样性等对沙地微地形变化的响应情况,以阐明沙地微地形对植被的影响机理.结果表明:沙地微地形对生物量、生活型、功能群及生物多样性均有影响.其中,总生物量顺序为:阴坡 > 坡底 > 阳坡 > 坡顶;植物多样性指数坡底显著低于阴坡、阳坡和坡顶(P < 0.05),而阴坡、阳坡和坡顶三者之间无显著差异;丰富度指数和均匀度指数阴坡、阳坡和坡顶显著高于坡底,阴坡、阳坡和坡顶三者之间差异不显著;坡底以多年生杂类草占优,阴坡以灌木、半灌木及多年生禾草为主,阳坡以灌木、半灌木、多年生禾草及一、二年生植物为主,坡顶以多年生禾草和一、二年生草本植物为主.     

放牧和围封对藏北高寒草原紫花针茅群落生物量分配及碳、氮、磷储量的影响

草地围封工程是改善退化草原生态环境和促进牧区经济可持续发展的一项重大举措。以典型高寒草原紫花针茅(Stipa purpurea)群落为研究对象,选取自由放牧、围封4年和围封8年3块样地,比较分析不同草地管理方式下群落生物量分配和碳(C)、氮(N)、磷(P)储量差异。结果表明,自由放牧、围封4年和围封8年的群落地上生物量分别为46.12、146.40和256.44 g·m-2,0-15 cm土层根系生物量分别为274.74、214.87和764.59 g·m-2,15-30 cm土层根系生物量分别为17.80、17.56和31.64 g·m-2;围封显著促进了植被群落的增长(P<0.05),其中对围封4年的优势种紫花针茅和青藏苔草(Carex moorcroftii)总生物量影响最显著(P<0.05)。围封显著提高了植物群落地上部分C、N、P储量,其中围封8年样地营养元素储量最高(P<0.05)。研究结果有助于揭示草地围封工程对藏北高寒草原紫花针茅群落物质分配的影响,为评估该区域退牧还草的生态效应提供了基础数据。     

陕北黄土区不同植被恢复模式植被与土壤耦合关系研究

植被与土壤耦合协调关系是退耕还林还草工程高效实施与可持续发展的重要依据.通过对陕北黄土区针叶纯林、阔叶纯林、针阔混交林、乔灌复层林、灌木林和天然草地6种不同植被恢复模式植被和土壤的全面调查与采样分析,建立植被与土壤耦合关系评价指标体系,综合运用层次分析法和熵权法确定各表征指标的权重,构建了不同植被恢复模式植被与土壤耦合...