衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落数量分类及物种多样性研究

采用数学模糊聚类分析法,对衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行数量分类,并应用Patrick丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数以及Pielou均匀度指数比较分析了衡阳盆地紫色土丘陵坡地不同空间位置的物种多样性特点.结果表明:(1)街阳盆地紫色土丘陵坡地的植物群落可分为3种群丛类型,分别为Ⅰ.马尾松+杉木-牡荆+六月雪-野菊花+夏枯草群丛;Ⅱ.糯米条+紫薇-野菊花+蒲公英群丛;Ⅲ.须芒草+狗尾草群丛,它们分别位于紫色土丘陵坡地的下坡、中坡与上坡.(2)通过分析衡阳盆地紫色土丘陵坡地的物种多样性可知:①物种丰富度、均匀度和生物多样性指数其大小顺序均为:草本层>灌木层>乔木层;②衡阳盆地紫色土丘陵坡地有一定的坡性特征,阴坡植被无论是乔木层、还是灌木层和草本层,它们的物种丰富度、均匀度、Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数均是大于同一水平空间的阳坡;③衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物生物多样性在不同的垂直空间位置上表现各异,无论是阳坡还是阴坡其物种丰富度、均匀度、Simpson多样性指数和Shan-non-Wiener多样性指数从总体上来说从上坡至下坡有逐步增大的趋势.     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落物种多样性研究

通过对衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行分析,结果表明,衡阳盆地紫色土丘陵坡地乔木有8科10属12种,灌木有20科42属58种,草本有28科58属78种;衡阳盆地紫色土丘陵坡地的物种丰富度与生物多样性指数变化趋势为阴坡〉阳坡,下坡〉上坡。     

湖南省绥宁县黄桑坪自然保护区植物群落的数量分类

采用数学模糊聚类分析黄桑坪自然保护区的植物群落,结果表明:模糊聚类分析方法是一种理想的植物群落分类方法,可得到比较客观、合理的分类结果;黄桑坪自然保护区的植物群落大致可分为4种类型,即Ⅰ.马尾松-映山红+白栎—白茅+鹅观草群丛,Ⅱ.杉木—苎麻+茶—香石竹+蓼群丛,Ⅲ.杜仲—香樟—柴胡+野菊花群丛,Ⅳ.野百合+早熟禾群丛。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落物种多样性研究

通过对衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行分析,结果表明:(1)衡阳盆地紫色土丘陵坡地乔木有8科10属12种,灌木有20科42属58种,草本有28科58属78种;(2)衡阳盆地紫色土丘陵坡地的物种丰富度与生物多样性指数变化趋势为阴坡＞76＞阳坡,下坡＞中坡＞上坡.     

重庆地区野生春兰伴生群落数量分类与排序

对重庆地区的春兰伴生群落进行了区系成分分析和数量分类研究,结果表明：春兰的伴生群落共有维管植物68科110属131种,属种系数大,区系丰富度小;用Pcord4．0的Twinspan程序可以将春兰伴生群落划分为2个群系（马尾松林和糙皮桦林）5个群丛;5个群丛分别为：I．马尾松＋白栎-铁仔-五节芒＋蝴蝶花＋春兰群丛;Ⅱ．马尾松＋白栎-柞木＋华西小石积＋马桑-五节芒＋沿阶草＋春兰群丛;Ⅲ．杉木＋马尾松＋板栗-菝葜＋盐肤木五节芒＋春兰群丛;Ⅳ．马尾松-水竹＋板栗-五节芒＋春兰群丛;V．糙皮桦-川楝＋朴树-蝴蝶花＋蕨＋春兰群丛．在空间结构上,春兰样地分层明显,75％样地的乔木层可以划分为3个亚层;除-块为火烧迹地的样地外,其余样地灌木层盖度一般为20％以下,草本层盖度一般在10％以下．由CCA排序可知,经度、纬度、海拔、干扰强度、夏季郁闭度及坡向是对植被分布具有重要影响的环境因子．通过相关分析显示,与春兰在群落中的重要值呈极显著和显著相关的环境因子是枯落层厚度和群落冬季郁闭度．由马尾松、壳斗科落叶树和春兰组成的群落是典型的春兰适生伴生群落;保护由马尾松和壳斗科落叶树组成的混交林对于春兰的保护是有利的．     

雪峰山（怀化段）植物群落的数量分类研究

对雪峰山(怀化段)的植物群落采用数学模糊聚类分析,结果表明:(1)模糊聚类分析方法是一种理想的植物群落分类方法,可得到比较客观、合理的分类结果;(2)雪峰山(怀化段)的植物群落大致可分为4种类型,分别是:①马尾松—映山红+白栎—白茅+鹅观草群丛;②杉木—苎麻+茶—香石竹+蓼群丛;③杜仲—香樟—柴胡+野菊花群丛;④野百合+早熟禾群丛。     

图们江嘎呀河流域河岸带植物群落多样性研究

为探究图们江嘎呀河流域河岸带植物的群落多样性特征及其与环境因子的关系,于2021年7—8月在该流域设定93个位点进行野外采样调查及生物多样性分析,利用TWINSPAN数量分类法和PCA排序方法对河岸带植物群落及其与环境因子之间的关系进行了研究。结果表明：嘎呀河流域河岸带植物共计531种,隶属于95科299属,优势科依次为菊科、毛茛科、禾本科,分别占植物物种总数的15.07%、5.46%、5.27%;植物群落共划分15个群丛,优势群丛依次为榆树-珍珠梅-水金凤群丛、东北桤木-珍珠梅-白花碎米荠群丛和三蕊柳-蒿柳-野大豆群丛等;Patrick丰富度指数为64～179,Shannon-Wiener多样性指数为3.42～4.56,Simpson优势度指数为0.87～0.94,Pielou均匀度指数为0.96～1.23;对河岸带植物群落组成与分布影响较大的环境因子为有机质、盐度及速效钾。调查结果可为图们江嘎呀河流域植物生物多样性保护、开发与利用及生态系统稳定性的维持与恢复提供研究基础与理论依据。     

关于植物群丛划分的探讨

在传统的植物群落分类系统中,群丛是植物群落分类的基本单位.从群丛分类的必要性出发,综述了传统植物群落分类系统中对群丛的定义及其划分方法,即在群丛的划分中主要依据群落中不同层片的优势种或特征种；但是在利用传统植物群落分类方法划分群丛时也存在一些不确定性因素,主要表现在确定群丛的特征种(组)时需要人为确定；同时,论述了当前植物群落数量分类的研究现状,分析了利用双向指示种分析法(TWINSPAN)、主成分分析(PCA)等数量分类方法划分群丛时存在的一些问题,主要表现在数量分类结果与传统分类单位的对应关系不能达到协调一致,无法判断是否划分到了群丛的水平.最后提出了群丛划分方法的展望:数量方法是基础,特征种(组)是及其数量特征是关键.     

山西历山自然保护区连翘群落及物种多样性

对山西历山自然保护区连翘(Forsythia suspensa)群落进行野外调查,采用TWINSPAN群落分类方法,样方DCA的第1轴基本上反映了各植物群落所在生境光照和水分情况,即DCA第1轴从左到右,海拔逐渐降低,将山西历山自然保护区连翘群落35个样方划分为8个群落类型:①连翘-披针叶苔草群丛;②连翘-披针叶苔草+蓝萼香茶菜群丛;③连翘-披针叶苔草+委陵菜群丛;④连翘+虎榛子-披针叶苔草群丛;⑤连翘-披针叶苔草+委陵菜+兔儿伞群丛;⑥连翘+山核桃-披针叶苔草群丛;⑦连翘-披针叶苔草+大火草群丛;⑧连翘+荆条-卷柏群丛。光照强度逐渐增强,群落土壤的水分条件逐渐改善;第2轴从下到上,海拔逐渐降低,气温逐渐升高。30个优势种DCA排序说明,植物群落中优势种的分布格局,在很大程度上决定着群落类型的分布格局。采用Patrick指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Alatalo指数等反映连翘灌丛的物种多样性,分析了连翘灌丛物种多样性与群落类型、结构及环境因子的关系,结果表明:连翘灌丛物种多样性受其所处的坡向、坡度、土层以及群落物种组成、人类活动干扰等因素共同影响。     

浊漳河湿地植被数量分类与排序

在野外调查的基础上,采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对浊漳河湿地植被进行数量分类和排序研究。结果表明,利用聚类分析可将浊漳河湿地植物群落划分为12个群丛:马唐群丛、狼尾草+稗群丛、香蒲+慈姑群丛、香蒲群丛、矛叶荩草+大蓟群丛、旋覆花+酸模叶蓼群丛、藨草+芦苇群丛、藨草+狼尾草群丛、水莎草群丛、鬼针草+野大豆群丛、水蓼+水芹群丛、红蓼群丛;DCA排序轴第1轴(横轴)主要反映了水质和人为干扰的情况,排序轴第2轴(纵轴)主要反映了土壤水分梯度的变化情况。TWINSPAN和DCA这2种方法对样地和植物种的分类、排序结果一致,能够有效分析浊漳河湿地植物种分布的差异性;在浊漳河湿地,中生和旱生植物群落占调查总数的34.3%,说明近年来浊漳河湿地仍在发挥其作用,但干旱现象日趋严重。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落生物量特征

对湖南衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行研究,其生物量具有以下特点:1)衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落平均总生物量为5 133.6 kg/hm2,乔木层、灌木层、草本层和枯落物层平均生物量分别为1 936.7、1 624.7、1 400.8和171.4 kg/hm2,分别占其坡地群落平均总生物量的20.9%、24.1%、50.6%和4.4%.2) 乔木层、灌木层和草本层地上部生物量、根系生物量分别占乔木总生物量、灌木总生物量和草本总生物量的80.2%和19.8%,52.4%和47.6%,43.6%和56.4%.3)乔木层、灌木层、草本层和枯落物层的生物量在不同立地条件其大小顺序依次为:乔木层只在下坡存在;中坡灌木层大于下坡;中坡草本层和枯落物层高,上坡低.4)植物群落枝叶、枯落物、根系生物量占植物群落总生物量的比例其大小顺序是:上坡与中坡根系高、枯落物低,下坡枝叶高,枯落物低.5)草本层的地上部生物量和地下部生物量比值从上坡至下坡逐渐增大.     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地6种植物的抗旱性研究

[目的]为衡阳盆地紫色土丘陵坡地的植被恢复提供参考。[方法]对柏木、芦竹、马桑、刺槐、草木樨与龙须草等6种植物采取盆栽控水方式进行了水分胁迫,测定各植物的抗旱性主要生理指标,并采用隶属函数法对6种植物进行综合评定。[结果]叶片相对水分亏缺、保水力、脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、相对导电率、叶绿素含量等是影响植物抗旱性的主要生理指标;6种植物的抗旱性强弱顺序为马桑〉柏木〉刺槐〉芦竹〉草木樨〉龙须草。[结论]该研究结果对衡阳盆地紫色土丘陵坡地的植被恢复与重建有着重大意义。     

紫色土抗剪强度差异分析及土坎优化设计

选择钙质紫色土和中性紫色土为工程试样,通过室内多级三轴剪切试验测定了含水率和干密度交互作用对土坎稳定性重要指标——土壤抗剪强度指标的影响,确定了紫色土土坎坎高及外边坡稳定角的取值,以优化土坎设计.结果表明:干密度和含水率交互作用对土壤粘聚力的影响下,钙质紫色土和中性紫色土土坎土质的最优含水率分别为11%,8%,最优干密度分别为1.7,1.68g/cm3;在紫色土最优干密度和含水率下,考虑占地和稳定性因素,钙质紫色土土坎高度不宜超过2.0m,其外边坡坡度角可设计为80°;中性紫色土土坎高度不宜超过1.5m,其外边坡坡度角可设计为60°.本文旨在为紫色土区国土整治土坎修筑工程提供理论指导.     

紫色土坡耕地耕层质量障碍特征

【目的】 紫色土坡耕地具有高生产力和强侵蚀性的特点,是长江上游重要的耕地资源,分析坡耕地障碍耕层类型及其对农作物产量的影响,对坡耕地合理耕层构建参数确定、耕层质量调控和坡耕地持续利用具有重要应用价值。本文基于不同地力等级紫色土坡耕地耕层样本,定量化分析坡耕地耕层质量障碍特征。 【方法】 采用障碍度模型及聚类分析研究不同地力等级紫色土坡耕地障碍耕层类型及耕层质量变化特征。 【结果】 （1）不同地力紫色土坡耕地土壤物理属性差异显著,随地力等级降低,地块田面坡度显著变大、有效土层厚度显著变小,当田面坡度由5.1°变为21.7°,农作物产量可下降45%,五级坡耕地心土层缺失现象严重;而土壤肥力属性未表现明显差异,一至四级坡耕地同一地力等级土壤有机质、土壤全氮、阳离子交换量总体表现为耕作层>心土层>底土层,五级坡耕地耕作层与底土层之间各指标差异不显著。（2）一、二级坡耕地各土层土壤质量指数均在0.434-0.528之间,同一地力等级各土层土壤质量指数表现为耕作层>心土层>底土层;土壤物理属性对低产坡耕地土壤质量影响更为显著,五级坡耕地田面坡度指标障碍度为一级坡耕地的80.73倍。（3）紫色土坡耕地障碍耕层可分为3类,即Ⅲ土壤养分限制型、Ⅳ有效土层厚度限制型、Ⅴ田面坡度限制型,土壤物理属性为主要障碍特征时,耕层构型疏松,心土层缺失现象严重,农作物产量较土壤养分限制型坡耕地低25%。 【结论】 紫色土坡耕地耕层质量偏低,障碍耕层包含土壤养分限制型、有效土层厚度限制型、田面坡度限制型3种类型,土壤物理属性为主要限制因素,田面坡度偏大,有效土层厚度浅薄化严重。     

WEPP模型在紫色土区域适用性研究

利用紫色土区域某水保站1984—2017年7次典型降雨资料,应用WEPP(water erosion prediction project)模型模拟了不同降雨条件下不同地面坡度的紫色土坡面径流量和侵蚀量,提出了模型评价方法,将模拟值与实测值进行比较,验证WEPP模型及其内置参数在我国紫色土范围内模型预测的可行性及准确性。结果表明,WEPP模型对于紫色土区域水蚀模拟基本可行,产流量的预测比侵蚀量的预测更为合理,低坡度条件下的模拟结果优于高坡度条件。对于侵蚀量的模拟不够理想,高坡度条件下反而模拟较好。对于不同坡度下的侵蚀量进行相关分析,结果表明坡度是影响土壤侵蚀的动力因子,在一定的坡度范围内,随着坡度的增加,土壤侵蚀量与坡度呈幂函数递增关系。     

紫色土丘陵区横坡耕作措施在不同坡度上的水土保持性研究

[目的]为紫色土坡耕地的水土保持理论及技术基础上提供科学依据。[方法]采用人工降雨的方法,考虑降雨初期和降雨后期水平沟内溢流或者横垄坍塌破坏的横坡垄作的2种状态,从坡度与耕作措施相结合的角度研究紫色土丘陵区在不同坡度上的水土保持性,并针对不同坡度下的水平沟沟底0~30 cm的耕层,分析体积含水量随时间和坡度的变化规律。[结果]从水土保持性和耕层含水量变化分析得出横坡措施的水土保持性优于其他措施,且临界坡度在15°~20°。[结论]紫色土丘陵区要采取横坡措施。     

黄龙山林区辽东栎群落类型划分及其生物多样性研究

根据陕北黄龙林区辽东栎群落30个样地资料,通过聚类对辽东栎进行了类型划分,共划分为6个群丛,分别为辽东栎-土庄绣线菊—披针叶苔草;辽东栎一虎榛子—披针叶苔草;辽东栎—胡枝子—大油芒;辽东栎一水木旬子—披针叶苔草;辽东栎-白刺花—草地早熟禾;辽东栎—黄蔷薇—华北风毛菊。各群落Whittaker多样性指数与其所处的生境条件密切相关,坡向对物种多样性分布起主导作用。     

基于生态脆弱性视角的南方丘陵区农业适应性对策研究——以衡阳盆地为例

文章首先分析了农业适应性的概念和内涵,然后,以衡阳盆地为例,分析了农业生态环境脆弱性的主要特征,在此基础上提出了农业适应性对策。适应性对策包括三个方面:蓄水方面,修复和兴建各类水利设施,蓄洪济旱,调节水资源的时间分配;固土方面,加强植被恢复和建设,调整坡地农地类型,以保持易蚀土壤,稳固基质。增加科技投入,培育良种,推广抗病虫害和治污技术,减轻农业环境污染和病虫害灾害。文章从生态脆弱性视角对农业适应性对策进行研究,以期规避农业风险,为研究区农业经济、社会、生态的可持续发展决策提供科学依据。     

不同降雨条件下紫色土横垄坡面地表微地形变化特征

【目的】地表微地形是影响坡面侵蚀过程的重要因素之一。它影响着地表填洼量、渗透速率、地表径流等过程,同时这些过程也会对微地形变化产生影响。论文探讨了不同降雨条件下地表微地形动态变化特征,为深入理解坡面水蚀机理,以及坡耕地水土流失的有效防治与耕作措施的合理布设提供科学依据。【方法】以川中丘陵区横坡垄作坡面为研究对象,以直线坡面为对照,通过室内人工模拟降雨方法,结合GIS技术,从地表糙度的角度,分析递增和递减降雨条件下,紫色土坡面地表微地形的变化特征。【结果】不同降雨条件下横垄坡面高程值变化范围最高可达-180—80 mm,主要集中在-20—20 mm,地表高程减小区域所占比例相对较大。直线坡面高程变化量在-10—10 mm,主要集中-5—5 mm。不同措施在递增降雨系列下的土壤侵蚀面积均大于递减降雨系列;不同降雨条件下横垄坡面地表糙度值介于57.47—65.32 mm,且不同坡位地表糙度值均呈现出上坡下坡中坡。直线坡面地表糙度值在5.71—6.28 mm内变动,不同坡位受随机糙度的影响具有明显的空间变异性;横垄坡面不同降雨条件下微坡度栅格数随坡度的增加呈现出先减小后增加再减小的变化趋势,坡度主要集中于0°—5°和30°—35°。对于直线坡面,栅格统计数随坡度的增加呈现出逐渐减小的变化趋势,微坡度主要集中在0°—10°。不同降雨条件下横垄坡面微坡向栅格数主要分布在北坡和南坡,且其余坡向分布较为均匀。直线坡面在不同降雨条件下微坡向分布差异较大。【结论】水蚀过程中,地表高程值变化、地表糙度体现了微地形垂直方向上的变化,地形因子体现了微地形的空间分布,将其结合起来可较好的反映横垄坡面微地形变化特征。递增型降雨雨型与紫色土区夏季主要侵蚀雨型特点相似,更易造成的土壤侵蚀的发生,是研究区坡耕地土壤侵蚀防控的主要雨型。该研究结果可以为地表微地形量化、揭示坡耕地土壤侵蚀效应本质提供新思路。