黄土丘陵区典型植被生态系统功能的权衡关系

为探究黄土高原植被恢复形成各群落生态系统功能权衡关系,本研究以植被恢复形成的灌木、自然草地、撂荒草地及乔木群落为对象,采用均方根偏差法(Root mean square deviation, RMSD)研究了生物量生产、土壤含水量、土壤养分含量、物种多样性4种生态系统功能差异及其权衡关系。结果表明：各植被类型间生态系统功能差异显著;各植被类型最高权衡均出现在生物量与其他生态系统功能间,RMSD在0.27～0.53间变化;乔木群落生态系统功能严重失衡,需要降低生物量促进各功能协调发展;灌木群落和自然草地群落生态系统功能中度失衡,是较为适合该区域的植被恢复的类型,两种群落分别需要改善土壤养分含量和土壤含水量;撂荒草地失衡程度最轻但生态系统功能低下,需要提升物种多样性及生物量。研究结果为黄土高原植被恢复调控与可持续发展提供依据。     

物种多样性-生态系统功能关系的影响因素

物种多样性和生态系统功能的关系是生态学研究的重要科学问题.综述影响物种多样性和生态系统功能关系的因素,可为今后的相关研究提供借鉴和参考.物种多样性-生态系统功能之间的关系受多种因素影响,实验类型的不同引起物种多样性-生态系统功能关系的改变;小规模时空尺度下的人工调控实验结论对于区域范围的普遍意义具有较大的局限性;天然草...     

草地生态系统中物种多样性、群落稳定性和生态系统功能的关系

自20世纪70年代前,人们相信多样性比较高的群落增加生态系统的稳定性, 到倾向于物种多样性与生态系统稳定性关系的探讨至近20年间,生物多样性与生态系统功能的关系及其内在机制成为生态和环境科学的中心问题.多样性的变化始终与生态系统功能的重要表现形式--生产力密切相关,同时也与许多其他影响生产力的因素相关.人们对于这一重大课题的认识不断有新的进展,同时争论的观点也不断延伸.1)考虑空间类型来揭示由环境因子引起的多样性与生产力之间的相关性;2)考虑时间尺度上物种多样性-生态系统的功能;3)非生物因素(放牧干扰、土壤养分)等环境因子、物种多样性动态和生态系统功能之间的交互作用的实验研究不断开展;4)在注重提高资源利用率的同时,应注意引起资源的过度开采,导致生物多样性的丧失,从而降低系统生产力.     

青藏高原生物多样性

生物多样性包含生态系统多样性、物种多样性、基因多样性和景观多样性。青藏高原是我国生物多样性极其丰富且保存相对完好的地域之一。本文从物种多样性和生态系统多样性两个层面对青藏高原这块神秘土地上的生物多样进行综述,以便为保护利用该地区的自然资源提供最基本的知识支撑。     

青藏高原生物多样性

生物多样性包含生态系统多样性、物种多样性、基因多样性和景观多样性。青藏高原是我国生物多样性极其丰富且保存相对完好的地域之一。本文从物种多样性和生态系统多样性两个层面对青藏高原这块神秘土地上的生物多样进行综述,以便为保护利用该地区的自然资源提供最基本的知识支撑。     

不同退化程度高寒草甸植物物种多样性与生态系统多功能性关系

为探究高寒草甸不同退化程度生态系统多功能性的变化,本研究综合考虑了植物物种多样性和多种生态系统功能如生产力、养分循环和固存能力、土壤涵养水分能力等,运用降维因子分析的方法计算了生态系统多功能性,综合分析了植物物种多样性与生态系统功能和多功能性间的关系。结果表明：高寒草甸退化显著降低了Margalef指数、Shannon-weiner指数、Simpson指数和Pielou指数(P<0.05),各生态系统功能趋于恶化。高寒草甸退化导致生态系统多功能性的下降,综合统计量结果为轻度退化(21.9955)＞中度退化(8.7295)＞重度退化(—30.7245)。植物物种多样性与生态系统多功能性之间均存在正相关关系,其中Simpson指数与生态系统多功能性指数拟合的结果最好,说明高寒草甸生态系统多功能性受植物物种多样性的制约。本研究可为青藏高原草地退化及恢复的过程和机理研究提供理论依据。     

高寒蒿草草甸退化生态系统植物群落结构特征及物种多样性分析

以高寒嵩草草甸退化生态系统植物群落样地资料为基础，研究了不同退化演替阶段植物群落的结构及物种多样性特征，分析了植物群落物种多样性与不同退化演替阶段的关系，研究结果表明：超载过牧，鼠虫危害，人为干扰以及全球气候变化等因素是青藏高原高寒草甸草地严重退化的主要原因，从11个不同演替阶段植物群样地数据的PCA排序结果可归为4个类型，按群落阶段依次为原生植被（Ⅳ），轻度退化（Ⅲ），重度退化（Ⅱ）和极度退化（Ⅰ），群落物种丰富度指数依次为Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ；物种多样性指数（H′和N2）同丰富度指数有相同的变化趋势，即原生植被的物种多样性指数明显高于不同退化程度的群落类型，高寒嵩草草甸生态系统的退化，不仅使群落物种组成发生巨大变化，而且导致物种多样性发生改变，它随着干扰和退化程度的加 剧而降低，江河源区的植被保护不仅为草地畜牧业可持续发展提供物质基础，而且还具有涵养水源，控制水土流失的作用，对长江，黄河中下游地区的经济发展和生态环境保护具有重要的意义，因此，加强和保护江河源区的生态环境势在必行，有必要借鉴国内外的先进技术和管理经验，进行长期的生态工程建设。     

河北省森林草原区草本植物物种多样性和功能多样性

理解物种多样性和功能多样性之间的关系以及分析它们对环境变化的响应,有利于揭示生物多样性的影响因素。本研究以塞罕坝地区不同植被类型(草地、灌木林和天然次生林)的草本群落为研究对象,分析了物种多样性(物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度)和功能多样性测度指标(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)之间的相互关系,并采用相似性分析检验(ANOSIM)和冗余度(RDA)分析等方法研究了它们随植被类型和环境因子的变化规律。结果表明,草地中草本植物物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著高于灌木林和天然次生林中的草本群落(P<0.05),而功能丰富度指数在草地中最低(P<0.05),功能均匀度和功能离散度在灌木林中最低(P<0.05),Pielou均匀度指数在不同植被类型间差异不显著(P>0.05);功能丰富度与物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著负相关(P<0.01),功能离散度与物种均匀度显著正相关(P<0.01),而功能均匀度与所有物种多样性指数均不相关(P>0.05);影响物种多样性的主要因子有土壤含水量、土壤有机质、土壤pH值、土壤全氮含量和坡向,影响功能多样性的主要因子有土壤有机质、土层深度、土壤含水量和海拔。物种多样性和功能多样性分布主要受土壤因子的影响,分别占到总解释变异的29.1%和29.8%。本研究结果表明研究区草本植物物种多样性和功能多样性变化相对独立,物种多样性可能主要是由资源可利用程度决定,而功能多样性可能是生态位分化即环境筛选和物种间相互作用共同决定。     

天然红松林植被多样性与土壤功能多样性的关系

以黑龙江省伊春市带岭区小兴安岭天然红松林(Pinus koraiensis)为研究对象,于2013年采用典型抽样法及生态群落学调查法对林内植被多样性进行研究,采用常规方法对林内土壤理化性质及酶活性进行测定,以期揭示天然红松林植被多样性与土壤功能多样性的关系。结果表明,植被多样性指数、土壤理化性质、土壤酶活性、土壤功能多样性之间存在相关关系,其中,乔木植被物种丰富度S指数与磷酸酶呈极显著负相关(P0.01),与纤维素酶呈极显著正相关,群落均匀度指数(Jsw)与β-糖苷酶呈显著正相关(P0.05);灌木植被S指数与纤维素酶和脲酶呈显著正相关,物种多样性H′指数与纤维素酶呈显著正相关;草本植被S指数与β-糖苷酶呈极显著正相关,与磷酸酶呈显著负相关。土壤功能多样性H指数与乔木、灌木植被S指数和乔木植被H′指数显著正相关,与草本植被S指数、H′指数呈极显著正相关。由此表明,天然红松林植被多样性通过影响土壤酶活性进而影响土壤功能多样性,并且二者之间存在显著相关关系。     

生物多样性,生态系统功能与时空尺度

生物多样性与生态系统功能的关系已成为重大的科学问题呈现在生态学界。大量的研究表明, 生物多样性对系统生产力、分解性、养分循环以及稳定性等多种功能均有重要影响。本研究在众多研究的基础上, 就生物多样性的基本内容——物种多样性对生态系统功能的2个方面,即生产力和入侵性的关系模式、作用机理、存在的争议, 以及时空尺度对其的影响作一综述。通过生物多样性与生态系统功能关系基本理论的探讨, 阐明生物多样性对生态系统功能的重要影响及潜在机理, 以期为相关研究者提供科学参考, 以促进我国的生物多样性研究。     

放牧强度对黄土丘陵区草地植物群落特征的影响

退耕还林(草)工程实施后,黄土丘陵区形成大面积草地,该草地的可持续管理备受关注。适度放牧可能有利于草地植物群落的自然更新及可持续发展,同时可增加经济收入,但该区鲜见相关报道。为此,本文以该区20年以上退耕草地为研究对象,通过野外调查,研究了不同放牧强度(以单位面积羊粪球数量表征)对草地植物群落特征的影响。结果表明：轻度放牧(粪球密度为0～10个·m^-2)可促进退耕草地植物群落发育,群落平均高度、盖度、生物量、Shannon-Wiener指数和Margalef指数较封禁草地分别增加了39.8%,5.0%,26.0%,14.8%和32.8%。放牧超过一定强度(粪球密度大于10个·m^-2)将导致退耕草地植物群落退化,群落平均高度、盖度、生物量、Shannon-Wiener指数和Margalef指数较封禁草地分别降低了48.0%,24.2%,63.1%,14.3%和27.0%。在一定放牧强度(15～20个·m^-2)下植物群落中直立、丛生生活型物种优势度降低,莲座和匍匐生活型物种优势度增加,耐牧性增强。本研究可为黄土丘陵区大面积退...     

高寒嵩草草甸退化生态系统植物群落结构特征及物种多样性分析

以高寒嵩草草甸退化生态系统植物群落样地资料为基础,研究了不同退化演替阶段植物群落的结构及物种多样性特征,分析了植物群落物种多样性与不同退化演替阶段的关系.研究结果表明:超载过牧、鼠虫危害、人为干扰以及全球气候变化等因素是青藏高原高寒草甸草地严重退化的主要原因,从11个不同演替阶段植物群落样地数据的PCA排序结果可归为4个类型,按群落阶段依次为原生植被(Ⅳ)、轻度退化(Ⅲ)、重度退化(Ⅱ)和极度退化(Ⅰ).群落物种丰富度指数依次为Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ;物种多样性指数(H′和N2)同丰富度指数有相同的变化趋势,即原生植被的物种多样性指数明显高于不同退化程度的群落类型;高寒嵩草草甸生态系统的退化,不仅使群落物种组成发生巨大变化,而且导致物种多样性发生改变,它随着干扰和退化程度的加剧而降低;江河源区的植被保护不仅为草地畜牧业可持续发展提供物质基础,而且还具有涵养水源、控制水土流失的作用,对长江、黄河中下游地区的经济发展和生态环境保护具有重要的意义.因此,加强和保护江河源区的生态环境势在必行,有必要借鉴国内外的先进技术和管理经验,进行长期的生态工程建设.     

黄土丘陵区草地群落多样性和优势种养分对氮添加的响应

为探究大气氮沉降对黄土丘陵区草地群落多样性及其优势种生长的影响,本研究以白羊草(Bothriochloa ischaemum, Bi)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica, Ld)为优势种的草地群落为研究对象,设置3个氮添加处理(N0,0 kg ·hm^-2·a^-1;N25,25 kg ·hm^-2·a^-1;N75,75 kg ·hm^-2·a^-1),测定并分析了白羊草和达乌里胡枝子的株高、盖度、地上生物量(Aboveground biomass,AGB),物种多样性和养分含量。结果表明：氮添加处理下,Bi和Ld群落的总AGB显著提高;Bi群落中,氮添加显著降低物种多样性指数,而显著提高白羊草的全氮含量和氮磷比;Ld群落中,氮添加显著增加物种多样性指数,而显著降低达乌里胡枝子的全氮含量和氮磷比;相关性分析表明,物种多样性与白羊草的盖度和生物量呈显著负相关关系,与达乌里胡枝子的高度、盖度和AGB呈显著正相关。综上,氮添加促进了白羊草生长但抑制达乌里胡枝子,其群落优势种的AGB对物种多样性影响更加重要。     

不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性分析

植物功能性状与功能多样性是评价草地生态系统功能的重要工具。本研究以黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限人工刺槐林林下草地和自然撂荒草地作为研究对象,通过对草地植物群落及功能性状进行调查,分析不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性动态变化,结果显示：1）林下草地和自然撂荒草地植物群落主要以多年生菊科和蔷薇科为主;2）随恢复年限增加,林下草地植物从以双子叶为主逐渐演替到以单子叶为主,从以菊科为主逐渐演替到以禾本科为主;而撂荒草地物种始终以菊科为主,且在恢复过程中逐渐演替为以灌木和半灌木为主的群落;3）林下草地群落水平叶片功能性状值大于撂荒草地,而群落水平盖度、密度和地上生物量性状小于撂荒草地。撂荒草地物种多样性和功能多样性指数高于林下草地,撂荒草地相较林下草地具有更高的生态效益。本研究可为黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统功能评估提供理论依据。     

五台山亚高山草甸群落生态关系分析

本文用现代数量分析技术研究五台山亚高山草甸的生态关系，该植被可分为八个植物群落型。群落型及优势种的分布与地形因素有密切的关系。物种多样性在群落型分化中有重要作用，并建议对五台山亚高草甸进行特殊保护。     

高寒草甸退化阶段植物群落多样性与系统多功能性的联系

高寒草地在碳储量、生产力、养分循环以及涵养水源等方面的系统功能与群落生物多样性紧密相关,但现阶段大多数研究仅从少数的或单一生态系统功能与群落多样性之间的关系展开.基于此,本研究采用冗余分析和因子分析对青藏高原东缘退化高寒草甸群落进行了多功能性评价,探讨草地生态系统多功能性与植物群落多样性之间的关系.结果表明:随草地退化...     

植物群落物种多样性对生态系统生产力的影响

物种多样性对生态系统功能的影响是生态学领域所研究的核心科学问题之一.本研究利用人工构建的一年生植物群落,就植物群落物种多样性、植物功能群多样性和功能群成分对生态系统生产力的影响进行了研究,并对物种多样性-生态系统功能关系的作用机制--取样效应和生态位互补效应进行了验证.结果表明,随着物种多样性的增加,群落生产力呈增加趋势,物种多样性对生态系统功能存在正效应,物种多样性增加的总体效应可通过生产力与物种数的二次函数关系y=-37.463x2 478.63x 1 097.3,(R2＝0.916 7)得到较好的体现.功能群多样性和功能群成分均对系统功能有显著影响.总体而言,物种数一定时,功能群多样性较高的群落其生产力水平也较高,而功能群多样性一致时,含C3、C4功能成分的群落其生产力水平较其他群落的高.分析结果还表明,在多样性-生态系统功能关系中,取样效应和生态位互补效应共同发生作用,说明物种的特性及物种在资源利用方面表现出的异质性对生态系统功能可能都有重要影响.     

草原生物多样性评价与持续利用的生态学基础

草原是陆地生态系统的重要组成部分,与森林等其他陆地生态系统一起构成地球表面绿色植被,成为完整的生物生存环境和可再生资源.由于所处的地理位置不同,生态环境迥异,相应形成了多种多样的草原类型.主要包括典型草原、草甸草原、荒漠草原、寒生草原和盐湿草原.     

黄土丘陵区不同植被类型根际微生物群落功能多样性研究

为了解生态恢复过程中土壤微生物功能特征,采用Biolog-Eco微平板法分析了黄土丘陵区人工灌木(柠条 Caragana korshinskii、沙棘 Hippophaer rhamnoides)、人工草地(沙打旺 Astragalus adsurgens、柳枝稷 Panicum virgatum)和天然草地(阿尔泰狗哇花 Heteropappus altaicus、茵陈蒿 Artemisia capillaries)的根际微生物碳源代谢多样性特征。结果表明:柠条、阿尔泰狗哇花和茵陈蒿的根际微生物对糖类的代谢能力显著高于沙棘、沙打旺和柳枝稷;阿尔泰狗哇花和茵陈蒿对氨基酸类、酚酸类和聚合物类的代谢能力较高。茵陈蒿和阿尔泰狗哇花的微生物代谢功能多样性高于其他4种植物。柠条、阿尔泰狗哇花和茵陈蒿具有相似的根际微生物代谢功能。黄土丘陵区植被类型显著影响微生物群落碳源利用能力,天然草地根际微生物群落代谢功能多样性优于人工灌木和人工草地。     

科尔沁沙地草场物种多样性特征及其与生境的关系

通过对科尔沁沙地不同固定程度的沙丘及其各部位的野外植被和生境的样地调查以及室内实验室分析,应用生物统计学的方法研究了沙地植被在时间和空间尺度上的变化特征及其与生境的关系.研究结果表明:1)该沙地植被的物种多样性在不同固定程度类型的沙丘和各部位之间,从总体来讲,存在明显差异,随着沙地固定程度的增加,沙地表面的细颗粒含量和有机质含量增大,植物种多样性在增大.沙地植物种多样性指数与地表＜0.1 mm颗粒百分含量成正相关,与沙质地表有机质含量基本服从线性函数y=0.163 6x 1.230 9或三次函数y=-0.058 1x3 0.478 1x2-0.859 1x 1.806 5.不同固定类型植被间存在显著差异,流动沙丘和半固定沙丘的各个部位植物种多样性存在显著或极显著差异.但固定沙丘的各部位之间,植物种多样性差异不显著;2)沙地植被在较小尺度上的空间异质性随着沙丘固定程度的逐渐增加,空间异质性程度逐渐减小.沙地植被空间异质性程度与地表＜0.1 mm颗粒百分含量呈负相关,基本服从指数函数y=0.229 7e-0.046 1x,与沙质地表有机质含量基本服从乘幂关系y=0.195 5x-0.721 1;3)对同一固定程度类型的沙丘迎风坡而言,坡中部的植被空间异质性一般都小于其下部和上部,其原因是否是迎风坡各部位的坡度、风蚀风积强度的变化所致或者是坡面气流场特性对植物繁殖体传播的影响所致,还有待于今后进一步研究.