青藏高原北部戈壁区植物多样性及其环境解释

为了揭示青藏高原北部戈壁区植物多样性与环境因子的关系,用38个青藏高原北部戈壁区的群落样方调查数据和环境数据,通过单因素方差分析、CCA分析和方差分解等方法研究了青藏高原北部戈壁区植物多样性及其与环境因子的关系。结果表明:1)共记录植物12科29属36种,以藜科、柽柳科、禾本科和菊科植物为主,红砂分布频率最大,该地区植物生活型主要为灌木和草本;2)该区域不同优势群落外貌特征不同,在植株密度上存在极显著差异(P < 0.01),在植被盖度上存在显著差异(P < 0.05),但各群落的物种丰富度和香农指数无明显差异;3)经过CCA分析,年平均降水量显著影响该区域植物物种分布;4)该地区群落结构主要受土壤因子、气候因子、生物因子共同影响,三者的解释率达到51.68%,其中土壤因子的单独解释率最高,达到25.36%,剩余48.91%未解释部分说明还有其他因素影响着该区域植物群落结构。总而言之,青藏高原北部戈壁区植物多样性水平低,群落结构简单,其植物多样性主要受土壤条件的影响。      

海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库的影响

  目的  土壤种子库直接参与地上植被自然更新,与地上植被关系紧密,研究分析海拔和坡向对陡坡土壤种子库的影响及其与地上植物群落的关系,为高陡边坡植被恢复提供科学依据。  方法  本文以伏牛山600、800和1 000 m不同海拔与坡向（阴坡和阳坡）的陡坡自然植物群落为对象,通过植物群落调查、土壤种子库采集、种子萌发试验等研究手段,综合分析了海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库特征的影响。  结果  （1）地上植物群落植物种共67种,壳斗科植物占优势。土壤种子库有62个物种,以草本植物为主,占82.26%,远高于木本植物,其中菊科物种数最大,占整体24.19%,其次为禾本科和石竹科,分别都占9.68%。（2）土壤种子库密度在1 263 ~ 10 363 粒/m2之间,其中莎草科种子储量最高,其次为菊科和禾本科;土壤种子库具有一定的垂直结构,表现为上层（0 ~ 2 cm）和中层（2 ~ 5 cm）土壤种子库储量高于下层（5 ~ 10 cm）。（3）乔木层、灌木层物种丰富度与海拔呈显著正相关（P < 0.05）,草本层物种丰富度与坡向呈显著负相关（P < 0.05）。土壤种子密度与海拔、坡向呈显著正相关（P < 0.05）。（4）土壤种子库与地上植物群落的物种组成具有较大差异,共有种仅有17种,物种相似性系数较低,在0.08 ~ 0.21之间,其中草本层与土壤种子库具有较高的物种相似性,乔木层、灌木层结构对种子库特征具有一定的影响。  结论  伏牛山600 ~ 1 000 m自然陡坡土壤种子库和地上植物群落的物种多样性都随着海拔的升高而增大,其中1 000 m阳坡土壤种子库密度和物种多样性最高,具有较强的植被恢复潜力。      

浙江松阳县生态公益林群落分类排序及优势种种间关联分析

  目的  对浙江松阳县生态公益林群落进行分类和排序,探讨多样性变化规律及种间关系,有助于揭示植物群落和多样性在复杂环境梯度上的分布规律。  方法  以松阳县重点公益林128个固定监测样地为研究对象,利用双向指示种分析(TWINSPAN)、典范对应分析(CCA)、物种多样性指数及种间联结分析等对该县公益林群落特征展开研究。  结果  TWINSPAN结果显示:松阳公益林群落可分为6种群丛类型。CCA结果显示:松阳县公益林群落分布和类型在环境梯度上呈现明显的分异规律,其主要受到海拔、土壤类型和坡向的影响。物种多样性结果表明:针阔混交林和阔叶林为主导的群丛Shannon-Wiener指数和Simpson指数显著高于其他群丛,以毛竹Phyllostachys edulis为主导的群丛多样性显著低于其他群丛。种间联结分析显示:样地内大多数乔木树种呈现不显著联结,正负关联比为1.9,说明群落整体稳定。  结论  松阳县公益林应进行差别化管理,积极推广针叶林混交化和阔叶化。可考虑对不同立地条件不同林分的公益林进行不同的补植措施,对毛竹林进行边缘控制,对一些能适应各类环境的群落组合进行适当推广。图4表3参37     

北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究

  目的  以北京市花岗岩与白云岩山体为研究地,探究不同基岩条件下植物群落的差异性,为北京市花岗岩与白云岩山体植被修复提供科学依据。  方法  实验分别选择花岗岩与白云岩山体各3座,通过样方调查,从物种构成、生物多样性、海拔梯度特征、相似性系数等方面对两种不同基岩的山体植物群落特征进行分析。  结果  （1）花岗岩山体植被共计188种,隶属61科148属;白云岩山体植被共计95种,隶属38科80属;均以禾本科、蝶形花科、菊科为优势科,是两种基岩山体重要的植物修复种植资源来源。（2）采用对不同生活型分别进行测度的方法,得出北京市两种基岩山体植被之间乔木层、灌木层、草本层的优势种,可作为山体修复的重要材料。（3）对比花岗岩山体内部植物群落特征,发现彼此之间不具有一致性;对比白云岩山体内部植物群落特征,发现具有较高一致性。对比花岗岩、白云岩山体植物群落特征发现具有较高一致性。  结论  不同花岗岩与白云岩山体的植物群落物种在优势科属上具有一致性,是花岗岩与白云岩山体生态修复的重要植物资源。通过比较各山体间的相似性,表明进行花岗岩山体植物修复时不能一概而论,应注意区分不同立地条件;而针对白云岩山体,则可以采用类似的方法和植物种类进行修复。      

毛竹林皆伐和剩余物保留对土壤质量的影响

  目的  毛竹Phyllostachys edulis林生态修复是当前中国亚热带地区面临的一个难题。了解毛竹林皆伐和剩余物保留后迹地土壤的自然恢复状况可为毛竹林生态修复提供指导。  方法  在毛竹林皆伐迹地设置了保留采伐剩余物(UR)、清理采伐剩余物(CR)和未采伐毛竹林地作为对照(ck)等3个处理。5 a后,通过土壤调查与测定,分析比较不同处理土壤指标变化,运用模糊判别和主成分分析,定量评价毛竹林皆伐后土壤自然恢复效果。  结果  ①CR、UR处理土壤容重分别比ck降低31%和14% (P＜0.05),土壤总孔隙度、毛管持水量、田间持水量和饱和持水量均高于ck;UR处理土壤的持水力整体优于CR处理。②CR、UR处理土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾质量分数均高于ck,各指标增加幅度为117%~123%;有效磷则表现为CR处理极显著(P＜0.01)低于UR和ck;由于保留了毛竹林皆伐后采伐剩余物,UR处理土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷显著高于CR处理33%~99% (P＜0.05);③CR、UR处理土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶活性高于ck;UR处理土壤3种胞外酶活性均高于CR处理46%~98%。④综合评价结果表明:土壤质量得到较好恢复,毛竹林皆伐后恢复迹地土壤综合得分从高到低依次为采伐剩余物保留样区、采伐剩余物清理样区、毛竹林样区。  结论  毛竹林皆伐后的土壤经过5 a自然恢复,与毛竹林林地土壤相比得到较快修复,毛竹林皆伐后保留采伐剩余物更有利于土壤修复。图1表4参23     

萌芽杉木幼龄林植物群落特征

  目的  探索森林恢复方式,改善杉木Cunninghamia lanceolata林林分结构及维护生物多样性,对杉木人工林可持续经营和森林恢复活动具有理论和实践价值。  方法  2017年10月选择浙江省杭州市临安区昔口村二代萌芽杉木幼龄林为研究对象,对其植物群落特征进行实地调查。  结果  昔口村杉木萌芽幼龄林植物种类共104种,其中乔木层植物14种,灌木层植物58种,草本层植物41种,优势植被构成杉木-蓬蘽Rubus hirsutus-蕨Pteridium aquilinum群落;物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均为灌木层>草本层>乔木层;林下植被除部分优势种长势较好,多数植物种类数量较少且分布较稀疏。  结论  在改善森林生态系统物种、结构、资源利用方面的异质性时,要考虑当地农户和社区的需求,选择当地乡土阔叶树种、适生阔叶树种进行补植,形成混交林,并辅以科学的抚育措施。     

公路边坡植物群落多样性与土壤因子耦合关系

为促使高速公路边坡植被群落正向演替,探究植物群落多样性与环境因子的响应关系,以山东省青临高速公路16种典型绿化护坡类型为例,选取代表植物群落、地形条件和土壤特性的指标,运用冗余分析法揭示植被重建后群落多样性与环境因子的关系,并运用灰色关联度构建不同护坡模式下植被-- 土壤耦合模型。结果表明:1)各类环境因子共同解释了公路边坡植物多样性变异信息的87.599%,土壤理化性质的解释度最高,达到69.539%;2)多样性指数对土壤作用的反馈程度排序为Margalef指数＞Shannon-Wiener指数＞Simpson指数＞Pielou指数;3)与群落多样性平均关联系数大于0.65的土壤因子排序为速效磷＞全磷＞全氮＞全钾＞有机碳,属于较强关联;4)公路边坡植被-- 土壤的耦合协调程度以弱协调和中等协调为主,耦合度排序为土质边坡＞岩质边坡＞岩土混合边坡。该研究可为山东省乃至华北地区公路边坡植被恢复提供参考依据。      

试验林火干扰下大兴安岭北部落叶松林土壤含水率的时空变化

  目的  跟踪量化轻、中、重度火干扰下兴安落叶松林土壤含水率,定点分析其时空变化规律与火烧强度干扰差异,深入探讨其形成机制;旨在清楚地认识高寒区火干扰森林生态系统恢复初期土壤水分变化对植被恢复的影响力,并为其调控提供参考。  方法  采用网格法确定固定点位并实施林火干扰试验,根据火烧强度等级划分轻、中、重度火烧区,烘干法跟踪监测火烧前、火烧后、翌年融雪季后、翌年生长季土壤含水率。  结果  林火干扰后:（1）轻、中、重度火烧区土壤含水率立即下降,春旱时段进一步大幅下降,生长季迅速回升;（2）生长季前重度火烧区土壤含水率显著低于轻、中度火烧区,生长季火烧强度干扰差异消失;（3）生长季前,土壤含水率及其相对变化率的空间格局与火烧强度空间格局极显著负相关。  结论  寒温带针叶林火干扰生态系统恢复初期,春旱时段重度火烧迹地土壤含水率可能限制植被更新和再生,应加强集水保水技术调控。      

宁夏盐池荒漠草原不同生境对琵甲物种多样性的影响

为研究荒漠草原不同生境中琵甲昆虫群落结构及其多样性变化,分析其与土壤及植被等环境因子的关系,2010年3-10月利用巴氏罐诱法采集盐池四墩子6个不同植被类型的荒漠草原样带的琵甲属昆虫,并采用多样性指数和典范对应分析 (CCA)研究昆虫群落与环境因子之间的相关性。共采集8种琵甲,标本计3 436。其中弯齿琵甲（Blaps femoralis）的个体数量占总数的91.33%,为该地区琵甲属的优势种。CCA排序结果说明,排序能较好地反映物种与环境因子间的关系,琵甲属昆虫群落的分布能正确表达环境因子的变化,植物群落多样性、植被密度、土壤含水量和植物生物量对琵甲属昆虫群落的分布影响较大;弯齿琵甲和异距琵甲与植物群落多样性、土壤含水量及植物生物量都呈正相关;边粒琵甲、皱纹琵甲和异形琵甲与植被密度呈正相关;扁长琵甲和达氏琵甲与植物生物量呈正相关;戈壁琵甲与植被密度和土壤含水量相关性较好,与植物生物量呈负相关。     

大小兴安岭过渡区木本植物群落数量分类与排序

为了科学利用和有效保护植被资源、改善区域生态环境,在群落样方调查基础上,采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)对大小兴安岭过渡区木本植物群落进行了数量分类和排序。TWINS-PAN分类对大小兴安岭过渡区33个样地划分为7个群落类型:红松—红皮云杉针叶混交群落;落叶松—白桦群落;白桦群落;蒙古栎—山杨群落;水曲柳群落;樟子松—兴安落叶松群落;樟子松群落。33个样方的CCA排序结果反映了植物群落类型与环境梯度之间的关系,表明海拔和土壤状况是影响物种分布分异的最主要环境因子,郁闭度对物种分布分异起次要作用。物种样地与环境因子CCA排序结果是:第一轴与海拔、土壤全氮存在极显著关系,与土壤有机质含量、湿度和群落郁闭度指数存在着较显著的相关关系;第二轴与土壤全磷有显著的相关关系;第三轴则主要反映了土壤含水率的变化。     

纳帕海典型草甸群落土壤有机碳储量及碳组分变化特征

【目的】探索不同地下水位埋深引起纳帕海典型草甸湿地土壤碳组分的变化特征及其与环境因子的耦合关系,为理解高原湿地土壤碳循环过程提供数据支撑。【方法】2020年11月,在纳帕海湿地选择地下水埋深由高到低的疏花早熟禾Poa pratensis群落、鼠曲草Gnaphalium affine群落和云雾薹草Carex nubigena群落3种典型草甸群落作为研究对象,比较土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳的质量分数以及沿土层的分布特征,并分析碳组分与植物多样性和土壤理化因子之间的关系。【结果】随着地下水埋深降低,不同典型草甸群落土壤总有机碳储量(0～40 cm土层)呈减少趋势,从高到低依次为疏花早熟禾群落(47.55 t·hm^-2)、云雾薹草群落(42.28 t·hm^-2)、鼠曲草群落(32.14 t·hm^-2),并沿土层加深而降低,其中鼠曲草群落土壤总有机碳储量下降幅度最大;土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳和颗粒有机碳均随地下水埋深降低而减少,变幅为1.8～3.4倍;土壤有机碳组分质量分数沿土层加深而...     

北京温榆河生态廊道春季鸟类物种构成与多尺度环境因子的关系

  目的  城市化进程加剧了城市绿地的破碎化,严重威胁了城市鸟类多样性,河流生态廊道在鸟类栖息地保护方面起到重要作用。然而,各类群鸟类多样性受多尺度环境因子的共同影响,针对不同类群的城市生态廊道鸟类栖息地格局优化与栖息地营造亟待理论研究的支撑。本文在分析北京温榆河生态廊道春季鸟类物种构成特征的基础上,对景观格局、栖息地斑块和微栖息地3个尺度下的环境因子对各类群鸟类物种构成的影响进行综合分析,以期深入了解影响鸟类栖息地选择的环境因素,为城市鸟类多样性保护和城市河流生态廊道栖息地建设提供参考。  方法  于2019年春季对温榆河生态廊道内部鸟类物种构成和植物群落结构特征进行实地调研,并对流域栖息地类型进行目视解译和格局分析,通过冗余分析法（RDA）对鸟类物种构成特征与多尺度环境因子的相关性进行分析。  结果  50 ~ 200 m内的景观格局环境因子对廊道内鸟类总体物种构成解释度最高。鸣禽类群物种构成与微栖息地内的乔木均匀度、小范围内的水体、湿地面积以及较大范围内的草地、落叶林地相关指数相关;陆禽类群物种构成与耕地和灌丛相关;游禽和涉禽类群物种构成与较小范围内的水体面积、湿地面积相关;猛禽与湿地水体相关性强。相同生态类群下不同居留型鸟类与环境因子之间的相关关系存在差异。多数鸟类的多度与100 m范围内湿地面积、湿地最大斑块占比和湿地结合度以及2 000 m范围内水体分离度等指数正相关。  结论  不同类群鸟类与各环境因子的关系存在差异,但水体和湿地相关指数对河流生态廊道内各生态类群鸟类均有影响。在未来的城市生态廊道建设中,建议考虑不同类群鸟类的栖息地偏好,注重廊道内部湿地水体格局的优化,针对目标物种开展鸟类栖息地营造与保护工作。      

戴云山南坡不同海拔森林土壤优势细菌群落特征及影响因素

  目的  探讨土壤细菌群落在戴云山保护区不同海拔梯度（900 ~ 1 500 m）分布特征,为理解海拔影响森林土壤结构和功能提供理论依据。  方法  基于高通量测序探讨不同海拔土壤细菌群落组成及多样性,并分析环境因子对土壤优势细菌群落结构的影响过程。  结果  （1）随海拔升高,土壤全磷含量总体呈逐渐递减;土壤有效磷含量整体呈单峰模式;土壤全碳和全氮含量呈双峰变化趋势。（2）不同海拔中土壤细菌优势菌门为变形菌门、酸杆菌门和放线菌门（相对丰度 > 10%）。（3）不同海拔梯度土壤细菌多样性指数如物种数、Chao1指数、Shannon-Wiener多样性指数和ACE指数沿海拔梯度呈先上升后下降的趋势,均在1 100 m处达到峰值,且达到显著水平（P < 0.05）。（4）微生物共现网络分析表明戴云山不同海拔土壤优势细菌群落具有明显模块化结构,关键类群包括变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门和疣微菌门的部分属,其中变形菌门的细菌关键类群最多。  结论  海拔、坡度、pH值、土壤全氮、水解氮和土壤有效磷是驱动不同海拔森林土壤优势细菌群落结构及多样性的主要因子。      

天目山皆伐毛竹林自然更新群落类型与多样性分析

  目的  毛竹Phyllostachys edulis林是中国亚热带区域近30 a来不断扩展的森林群落类型之一,物种多样性单一、生态功能不强。近年来,毛竹林蔓延和入侵越来越严重,已威胁到竹林周边植被,势必要进行更新改造。本研究旨在探讨毛竹纯林皆伐后自然更新形成群落类型、生物多样性特点和影响因素。  方法  基于天目山毛竹林皆伐自然更新后形成的次生群落的监测数据,利用TWINSPAN分析方法对自然更新群落进行了分类,比较了不同群落之间α多样性之间的差异性,用冗余分析法分析环境因素的影响。  结果  毛竹林皆伐后自然更新群落物种和类型多样,可分成11个不同的群落,不同群落之间α多样性存在显著差异。冗余分析发现:在海拔、坡向、坡度3个地形因子中海拔是决定自然更新群落木本层以及草本层α多样性大小的主要因子,且与其呈显著负相关关系(P＜0.05)。  结论  揭示了毛竹林皆伐后演替初期群落与环境因子的分布格局,为天目山自然保护区内植被恢复提供理论依据。图3表3参38     

不同立地环境下金沙江干热河谷各区段植物多样性

  目的  为更精准地保护和修复金沙江干热河谷生态环境,明晰不同立地环境下金沙江干热河谷各区段植物多样性结构特征与差异。  方法  采用标准样地调查法调查金沙江干热河谷上段、中段和下段共47个样地的植物物种丰富度和多样性等。  结果  ① 金沙江干热河谷植物丰富度、多样性和均匀度从上段到下段有增加趋势,植物丰富度从大到小依次为天然林(20.56)、人工林(12.16)、稀树灌草丛(8.00),天然林和人工林之间多样性和均匀度差异均不显著。② 随海拔上升,植物多样性有增加趋势。阴坡植物多样性显著高于阳坡(P＜0.05)。③ 在海拔800~1 400 m,上段、中段和下段多样性差异不显著,而在海拔1 400~2 000 m,多样性从大到小依次为下段、中段、上段;同一坡向下段的植物多样性均高于中段和上段,且下段的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数显著高于上段(P＜0.05)。  结论  受海拔和坡向等立地环境的影响,金沙江干热河谷各区段植物多样性存在明显差异,局部造林可提高当地的植物多样性。图1表4参27     

环境因子对中条山油松人工林下物种分布的影响

【目的】量化环境要素对山西省中条山油松Pinus tabuliformis人工林下物种分布影响,为进一步揭示中条山油松人工林下物种多样性维持机制提供理论依据。【方法】基于中条山油松人工林样地植物和土壤调查数据,分析环境因子对油松人工林下物种分布的影响。【结果】环境因子对灌木、草本、藤本物种分布的解释率(校正解释率)分别为45.7%(34.5%)、37.0%(20.4%)、43.4%(30.6%);油松林下物种分布主要受非生物环境影响,海拔和土壤通气性是影响该地区物种分布的关键环境因子;灌木和藤本分布主要受海拔影响,草本分布主要受土壤通气性影响,且随着海拔、土壤通气性的升高油松人工林下物种多样性下降。【结论】地形(海拔)和土壤(土壤通气性)因子对区域群落生境的关键塑造作用所形成的环境筛是影响中条山油松人工林下物种分布的关键性因子。图1表5参39     

干热河谷不同恢复群落对林下物种多样性和土壤理化性质的影响

  目的  揭示红河干热河谷不同恢复群落对林下物种多样性和土壤理化性质的影响。  方法  以红河干热河谷人工恢复15 a的久树Schleichera oleosa群落、车桑子Dodonaea viscosa群落、铁刀木Cassia siamea群落、清香木Pistacia weinmannifolia群落等植物群落和天然次生稀树灌草丛为对象,采用典型样地和随机取样的方法,对林下草本层植物的物种组成、多样性特征以及土壤理化性质进行比较研究。  结果  ①不同恢复群落内,共发现维管植物60种,隶属于20科49属,其中优势科为豆科Leguminosae、菊科Asteraceae、禾本科Poaceae和大戟科Euphorbiaceae。②4种人工恢复群落中,清香木群落的丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、优势度指数均显著高于天然次生稀树灌草丛(P＜0.05)。③4种人工恢复群落在物种组成上均与天然次生稀树灌草丛处于中等不相似水平。④4种人工恢复群落的土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾均显著低于天然次生稀树灌草丛(P＜0.05)。  结论  红河干热河谷不同人工恢复群落中,林下物种多样性和土壤理化性质均存在显著差异。与天然次生稀树灌草丛相比,人工恢复群落可以在相对较短的时间内增加林下物种多样性,但不能快速恢复土壤养分。图2表3参35