围封对固沙樟子松林土壤种子库的影响

选取章古台樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)半围封5年(E₅)和全围封10年(E₁₀)固沙林地,以对应未围封5年(CK₁)和未围封10年(CK₂)固沙林为对照,采用野外调查取样和室内萌发试验相结合的方法,分析了围封对樟子松林下植被土壤种子库的物种组成、密度、垂直分布的特征和物种多样性的影响。结果表明,E₅和CK₁的土壤种子库分别包括20种和15种植物,分属9科18属和7科13属;E₁₀和CK₂的土壤种子库则分别包括17种和15种植物,分属6科15属和6科13属。在围封林地中,一年生植物、多年生植物与灌木半灌木分别占47.83%、39.13%和13.04%,在对照林地中则分别占50%、38.89%和11.11%。E₅、CK₁、E₁₀和CK₂ 4个林地的土壤种子库密度分别为8 529.7、6 ...     

围封对伊犁河谷春秋草地土壤种子库的影响

以伊犁河谷昭苏马场春秋草地不同围封年限草地(围封6年、围封5年、围封1年和未围封)为对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对围封条件下退化草地自然恢复过程中持久土壤种子库的变化进行了研究。结果表明:随着围封年限的增加,土壤种子库的密度和物种数逐渐增加,显著增加了禾本科草类和豆科草类土壤种子密度,杂类草所占比例逐渐下降。禾本科草类和莎草类种子只存在0~5cm土壤表层。土壤种子库与地上植被的物种相似性,随草地的恢复呈增大—减小—增大的变化趋势。     

封育对荒漠草原沙芦草群落土壤粒径分形维数及理化性质的影响

退化草地的恢复问题已经成为草地生态学关注的热点之一。作为宁夏草原的主体类型的荒漠草原,既是天然的生态屏障,也是重要的自然资源,对保障国家的生态安全具有重要意义。封育是保护荒漠草原的基本措施,封育的效果不仅表现为植被的恢复,也表现为土壤理化性质的改善。为了更好的恢复与重建荒漠草原退化生态系统,本文通过研究宁夏荒漠草原沙芦草群落围封内外土壤机械组成、土壤养分含量和土壤颗粒分形维数的变化,旨在揭示围封对荒漠草原土壤粒径组成及分形特征的影响,为荒漠草原生态系统的恢复治理与重建提供理论依据参考。研究结果发现：研究区土壤粒径分布在0~250 μm之间。其中,围栏内黏粒（< 2 μm）、粉粒（2~50 μm）含量占主导地位,围栏外以极细砂粒（50~100 μm）所占比例最大,围栏内和围栏外粒径> 250 μm的比例几乎为0。与围栏外相比,围栏内0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm土层的土壤黏粒含量显著增加,而极细砂粒含量显著减少（P<0.05）。围封对土壤养分有不同程度的影响。围栏封育后,0~10 cm土层土壤全N、全P含量显著增加,而碱解氮、速效磷含量显著降低（P<0.05）;10~40 cm土层的土壤养分均没有表现出一定的变化规律。沙芦草群落的土壤粒径分形维数在2.65~2.69之间变动。围栏封育后,0~10 cm、10~20 cm土层的土壤粒径分形维数显著增加（P<0.05）,20~40 cm土层无显著差异。总之,围封可以促使土壤颗粒细化,对土壤养分有不同程度的影响,并有助于提高土壤颗粒的分形维数;土壤粒径分形维数与土壤黏粒、极细砂粒含量均呈极显著的线性关系,说明土壤分形维数能够作为一个用来表征土壤质地以及退化土壤恢复程度的指标。     

封育对退化沙质草地土壤种子库与地上群落结构的影响

对封育和未封育放牧草地土壤种子库、地上幼苗库和定植群落的结构特征进行了比较研究,并探讨了地上植被与土壤种子库密度的关系,主要结论是：1)对退化沙地实施封育措施后显著提高了地上植被与土壤种子库的密度和植物种数,特别是显著增加了地上与土壤种子库群落中优良禾草的种数与密度,草地质量得到很大改善。2)地上植被与土壤种子库对放牧干扰的响应模式不同,放牧对地上植被种丰富度的影响要明显大于土壤种子库,而对土壤种子库密度的影响又明显大于地上植被。3)由于放牧显著降低了地上植被与土壤种子库的共有种数,从而降低了地上植被与土壤种子库组成上的相似性。另外,封育和未封育草地在种子库组成上的相似性要高于地上植被组成上的相似性,提供了放牧更强烈地影响地上植被组成的重要佐证。4)回归分析显示,土壤种子库密度与地上早期幼苗库密度和后期定植群落密度以及幼苗库密度与定植群落密度之间均存在显著的正相关性,早期幼苗库密度的56％的变异可归结为土壤种子库密度的变异,而后期定植群落密度的77％的变异可由早期幼苗库密度的变异来解释.     

退化草地放牧和围封条件下的土壤种子库

本文研究了退化草地在放牧和围封条件下土壤种子库的密度和组成,以验证草地封育对退化草地植被恢复起到的作用。结果表明:(1)放牧草地植物种数23种,围封草地植物种数28种,围封使土壤种子库植物种数增加了21%;(2)放牧草地种子库密度为7375有效种子数/㎡(平均值),围封草地种子库密度为10670有效种子数/㎡(平均值),比放牧草地提高了44%。     

乌海周边土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系

土壤种子库是植被自然更新和恢复的物质基础,对干旱荒漠区生态恢复具有重要意义.本研究以内蒙古乌海周边为研究区,选择典型生境和植被类型,通过样地植被调查、持久和短暂土壤种子库采样、萌发试验、土壤理化性质分析,对土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系进行探讨.结果表明:1)乌海及周边土壤种子库平均密度为217～1547粒·m?2,物种以多年生草本为主,种子库密度随土壤深度的增加呈下降趋势.持久土壤种子库占种子库总密度的17.34％～64.22％,且轻度和中度干扰样地的持久种子库占比达40％以上.2)不同生境和植被类型下的土壤种子库差异较为显著,相近地理环境下的土壤种子库具有一定相似性,但中度干扰下的样地种子库密度和物种多样性要高于周边轻度干扰的样地.3)新星矿区周边土壤种子库与地上植被相似性较高,其他区域土壤种子库与地上植被在组成和结构上存在较大差异.4)土壤种子库物种在不同土壤环境中呈现不同的聚类,土壤因子只能部分(30％～40％)反映土壤种子库特征.影响0～5 cm和5～10 cm持久土壤种子库的最主要土壤因子分别为有机质、粉粒、黏粒含量和砾石含量,影响0～5 cm和5～10 cm短暂土壤种子库的最主要土壤因子分别为全磷、黏粒含量和容重、有机质.上述研究可为乌海周边表土种子库的植被恢复潜力及恢复技术提供理论依据和支撑.     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系

土壤种子库与地上植被的耦合研究对于探索有效的植被恢复方法具有重要意义。通过野外调查和室内试验研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,地上植被的物种数(54种)多于土壤种子库中的物种数(28种),菊科、禾本科和豆科都是它们物种组成的主要植物;土壤种子库和地上植被的丰富度指数、多样性指数、生态优势度与退耕年限的相关性未达到显著水平,只有均匀度指数和退耕年限呈显著正相关关系;土壤种子库和地上植被的相似性比较小,相似性系数(CC)变化范围为0.143~0.414,平均为0.261。黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库的物种数、丰富度指数和多样性指数均小于地上植被,这从一定程度上说明了该研究区土壤种子库在植被恢复中的潜力还比较小,植被恢复还需要适度的人为干预与调控。     

不同微地形固定沙丘地上植被、土壤种子库和土壤含水量的分布特征

通过野外调查和室内培养的方法对盐池荒漠草原区不同微地形固定沙丘地上植被、土壤种子库和土壤含水量进行了调查,并研究了地上植被、土壤种子库和土壤含水量的空间分布特征及其关系以及微地形对土壤种子库及地上植被物种类型、物种密度、相似性和土壤种子库物种多样性的影响。结果表明,1)固定沙丘土壤种子库和地上植被物种数、密度、相似性、土壤种子库物种丰富度指数及土壤含水量、地上植被覆盖度和土壤种子库储量都呈现出底坡＞下部坡位＞中部坡位＞上部坡位＞顶坡的趋势,且土壤含水量、地上植被覆盖度和土壤种子库储量三者之间显著正相关(P0.05);2)土壤种子库物种多样性指数和均匀性系数随坡位变化呈现出波动状态。     

围封、浅耕翻改良对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响

应用幼苗萌发法比较研究了浅耕翻改良、围封改良和自由放牧对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响.结果表明,浅耕翻改良、围封改良措施均可显著提高退化羊草草地土壤种子库的密度,改善种子库的物种组成结构,其中围封改良较浅耕翻改良措施对土壤种子库的补偿和修复更为有利.     

围封、浅耕翻改良对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响

应用幼苗萌发法比较研究了浅耕翻改良、围封改良和自由放牧对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响。结果表明,浅耕翻改良、围封改良措施均可显著提高退化羊草草地土壤种子库的密度,改善种子库的物种组成结构,其中围封改良较浅耕翻改良措施对土壤种子库的补偿和修复更为有利。     

荒漠草原弃耕恢复草地土壤与植被的RDA分析

土壤质量变劣是沙化的本质, 核心内容为土壤物质流失, 理化性质和生物特性退化, 以及土体构型的变化。弃耕前土壤沙化程度和性质对弃耕地植被恢复进程、演替方向等产生重要影响。为了深入认识弃耕恢复草地不同覆沙厚度条件下,土壤环境因子和植物之间的关系,以宁夏盐池荒漠草原弃耕恢复草地为研究对象,应用冗余分析(redundancy analysis RDA),研究弃耕恢复草地随地表覆沙厚度在空间上的连续变化,植被分布及其多样性变化与主要土壤因子间的关系。结果表明,1)随着覆沙厚度的增加植被由达乌里胡枝子群落向苦豆子群落转变;达乌里胡枝子的重要值由0.334降低到0.104,苦豆子的重要值由0增加到0.404。2)植物群落物种多样性指数从0.32增加到0.79,丰富度指数从0.13增加到0.40,均匀度指数从0.11增加到0.22。3)对弃耕地植物群落分布及其物种多样性变化有显著影响的主要土壤环境因子分别为碳酸钙和全盐(0~10 cm)、碳酸钙(10~40 cm)。表层土壤碳酸钙含量的变化表征了地带性灰钙土的沙化程度和退化阶段,弃耕恢复草地当前植物分布格局的形成主要还是特定土壤退化状态约束下物种随机扩散竞争的适应性结果,覆沙厚度所决定的表层土壤环境因子的直接或间接作用是主要的决定因子,土壤养分对植被的直接作用尚未充分体现。     

封育对荒漠草原两种植物群落土壤种子库的影响

土壤种子库作为植被的潜在种源,对荒漠草原植被恢复、群落演替具有重要的指示意义。以宁夏盐池县荒漠草原苦豆子群落和芨芨草群落为研究对象,在2种群落封育和未封育的草地上,选取地势相对平坦、环境条件较为一致的25 m×30 m 的4个大的样方进行群落调查;并在4个大的样方内取0~2 cm、2~5 cm和5~10 cm土层的土样,采取种子过筛直接辨认和种子萌发试验来进行土壤种子库的鉴定。分析了两种植物群落封育前后土壤种子库物种组成、种子密度、多样性及相似性等特征。结果表明:封育可提高两种植物群落土壤种子库中物种数目;而对两种植物群落土壤种子库种子密度的影响不同,苦豆子群落种子密度封育内外差异较小,芨芨草群落封育内种子密度显著提高。随着土层的加深,两种植物群落封育内外土壤种子库物种数和种子密度均呈递减趋势,封育后两种植物群落不同土层物种数均有增加,但封育对两种植物群落土壤种子库中种子密度的垂直分布影响不同。封育可提高两种植物群落土壤种子库的多样性、均匀度和丰富度,但两种植物群落土壤种子库的多样性特征对封育的响应不同,芨芨草群落在荒漠草原的稳定性更高。两种植物群落封育内外土壤种子库相似性相对较高,苦豆子群落封育后有向芨芨草群落演替的趋势。     

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P<0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P<0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在<4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。     

持久种子库在黄土高原植被恢复中的作用

通过对荒漠草原11个植被群落持久种子库特征及其与地上植被、地理位置关系的研究,探讨了持久种子库在植被恢复重建中的作用。结果表明,荒漠草原持久种子库以草本植物为主,密度为31.5～482.3粒·m-2,群落类型和土壤分层对持久土壤种子库密度影响显著（P<0.05）。持久土壤种子库密度与纬度之间呈显著负相关,而与经度的相关性不显著（P>0.05）;经纬度对持久种子库物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响不显著;海拔对持久种子库密度影响不显著,但对持久种子库的物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响显著,随着海拔的升高,物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性降低。持久种子库与地上植被的相似性较低,依靠持久种子库恢复灌木层植被的潜能很小。     

荒漠草原土壤种子库对灌丛引入和降水梯度的响应特征

为了揭示宁夏荒漠草原土壤种子库对灌丛引入过程及降水的响应特征,采用室内萌发法和野外水分激发法,对宁夏荒漠草原封育草地、放牧地、不同年限(3、12、22 yr)和间距(40、6、2 m)柠条灌丛地开展草地-放牧-灌丛引入过程的土壤种子库萌发及其对不同降水梯度(-60%,-40%,-20%,0,20%,40%)响应特征进行了研究。结果如下:不同年限、间距引入灌丛地0~200 cm年平均土壤水分含量显著低于封育草地和放牧地(P<0.05),随着灌丛年限和密度增加,加剧深层土壤水分的消耗,土壤旱化加重,使得灌丛地无明显春季返潮期,土壤水分仅为8.14%、8.83%,分别显著低于同期封育草地和放牧地16.00%、13.00%,在这样的水土条件下不同年限、间距灌丛地室内萌发下的0~10 cm土壤种子库密度分别为6186和5831 粒· m^-2,分别高于封育草地、放牧地2965、2065粒·m^-2(P<0.05)。各样地主要集中于0~5 cm土层,占萌发总数70.04%,且均以一年生猪毛蒿萌发为主,高达87.12%~96.55%,并随灌丛年限和密度的增大而增加,而多年生草本萌发种类仅为5种;不同降水梯度野外激发下的不同年限、间距灌丛地种子萌发平均数量为855和640粒·m^-2,以降水量+20%时所激发土壤种子库萌发密度最高,分别为2266和1600粒·m^-2,一年生与多年生草本种子库萌发密度和种类均随降水量升高而增加,且均在降水梯度最大时(+40%)呈下降趋势,而且相较于多年生草本,一年生草本在不同灌丛地萌发率高达90.58%~100.00%,显著高于放牧地或封育地(P<0.05),在灌丛引入过程中对土壤干旱和降水变化表现得更为敏感和适应。     

增水对伊犁绢蒿荒漠草地土壤种子库种子萌发特征的影响

为探明土壤种子库种子萌发对未来降水变化的适应机制,研究不同降水量[对照(CK)、增加5% (W₅)、增加10% (W₁₀)、增加15% (W₁₅)、增加20% (W₂₀)、增加25% (W₂₅)]对伊犁绢蒿荒漠0~5 cm、5~10 cm土层土壤种子库种子萌发物种组成、萌发动态及密度的影响,并对土壤种子萌发库与地上植被的相似性进行分析。结果表明:随降水量的增加,伊犁绢蒿荒漠0~5 cm 土层土壤种子库萌发的物种数及其萌发总密度呈增加趋势,与对照(3种,146.5粒·m^-2)相比,增水20% 及25% 处理土壤种子库萌发的物种数依次显著增加3.7、4.3倍,萌发的总密度显著增加65.2%、195.6%,且土壤种子库平均萌发总量仅占种子储存量(7.2×10³粒·m^-2) 的2.8%,而5~10 cm土层也呈现相同的变化趋势,萌发数仅占土壤种子库种子储存量(1.2×10³粒·m^-2) 的6.2%。从萌发物种看,增水显著促进串珠老鹳草、木地肤、荒漠蒲公英的萌发。随降水量的增加,伊犁绢蒿土壤种子库萌发物种与地上植被相似性呈逐渐增加趋势,相似性系数最高达0.81,且各增水处理间相似性系数也逐渐升高。总之,增水促进了伊犁绢蒿荒漠土壤种子库种子的萌发数量,提高了萌发物种数,增加其与地上植被的相似性,利于退化草地的演替与恢复。     

荒漠草原区围封草地群落特征及其形成机制

以宁夏盐池9年围封草地为对象,研究围封草地群落特征和土壤水分变化。结果表明,研究区具有异质性较高的植被群落特征,并且呈以长芒草+蒙古冰草群落、白草群落和赖草群落3个群落镶嵌分布的空间格局;土壤水分是影响该地区植被生长的关键生态因子,它对围封草地植物群落特征的影响程度不同,其中对生物量、高度和盖度影响较大,而对物种丰富度影响较小;植物群落的空间分布格局是群落特征形成的主要原因,而3种群落内各自土壤水分的空间变异特性使得各群落内部的植被生长状况差异也较大。     

荒漠草原植被及土壤生态化学计量对降水的响应

利用遮雨棚技术对宁夏盐池县荒漠草原降水量进行人为调控,分析了不同降水梯度[33%、66%、100%(正常降水)、133%和166%]下植物群落地上部分和地下部分,以及土壤的生态化学计量特征,以探讨不同降水梯度对荒漠草原生态系统化学计量学特征的影响。结果表明：1)植物群落地上部分碳(C)随降水的增加逐渐减少,氮磷比(N:P)在正常降水下显著(P <0.05)高于降水量增加的处理;植物群落地下部分C、氮(N)、磷(P)随着降水梯度增大而先减后增,且地下部分C、C:N、C:P均在66%降水处理下显著(P <0.05)高于其他梯度。2)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)随降水量的增加而增加;同一增水梯度下,表层土壤的SOC、TN和TP显著(P <0.05)高于深层土层。3)土壤SOC与植物群落地上部分P含量存在显著负相关(P <0.05),植物群落其他部分和土壤C、N、P无显著相关(P> 0.05)。研究结果表明,降水变化可改变植物养分分配,增加土壤养分积累,但降水变化过程下荒漠草原植物与土壤间元素耦合关系整体较弱。