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。     

石羊河上游退化草地植物功能群生态位分异特征——以阿尔泰狗哇花型草地为例

采用时空转换方式,以石羊河上游高山草地阿尔泰狗哇花Heteropappus altaicus型退化草地及其原生群落为研究对象,以其主要功能群结构特征调查为基础,研究各功能群生态位季节动态特征。结果表明：该区生态位季节动态变化趋势同功能群类别有关,与功能群所处的演替阶段无关;功能群生态位数量特征变化的绝对数量及相对数量受到其所处的演替阶段影响,表现为随季节的推移禾本科功能群生态位宽度上升,其上升相对值为退化样地（120.8%）高于原生群落（65.5%）;而杂类草下降,其下降相对值差异较小,依次为51.38%和66.34%。随季节的推移禾本科-杂类草生态位重叠度升高,且升高的幅度为退化样地(113.3%)略低于原生群落(119.4%),就升高的绝对值而言,原生群落各观测时期均低于退化草地;杂类草-禾本科生态位重叠度则逐渐降低,其相对数量在退化样地与原生群落中依次下降53.0%和54.9%。其中退化草地禾本科、杂类草生态位重叠度在7月中旬存在一个拐点,其前期禾本科-杂类草组对低于杂类草-禾本科组对,而后期刚好相反。造成上述现象的原因可能与功能群生长特性和放牧干扰共同作用有关。返青较早的禾本科功能群早期生长受到放牧干扰的影响,为返青较迟的杂类草生长提供较大的资源空间,从而使得杂类草功能群在“植被空隙中进行季节更新”,进而改变了原群落的功能群结构。阿尔泰狗哇花型退化草地是植物群落退化演替过程中的关键阶段,如果加以适当的管理,草原退化将得到一定程度的改善;如果不加以保护,草地继续退化后的不可预知风险将提高。     

基于Biomod2组合模型预测青藏高原特有属扇穗茅属物种的潜在分布

为研究扇穗茅属（Littledalea）在青藏高的分布区及影响其分布范围的因子,本研究通过野外采样,利用Biomod2组合模型预测扇穗茅属3个物种（寡穗茅（Littledalea przevalskyi）,藏扇穗茅（Littledalea tibetica）,扇穗茅（Littledalea racemosa））地理分布格局及限制因子。研究结果表明：扇穗茅（L. racemosa）潜在适生区位于西藏自治区南部、四川西南部,分布面积最大（17.792万km²）;藏扇穗茅（L.tibetica）适生区面积最小（9.019万km²）,位于青海省南部、西藏自治区北部;寡穗茅（L.przevalskyi）分布于甘肃省西南部、青海省北部（15.783万km²）。当前生境环境气候影响扇穗茅属物种分布相对重要性较高的生态因子有7个,海拔（Altitude）因子影响最高。相比该属当前物种潜在分布,在未来2种温室气体排放情景下（2050年和2100年、RCP4.5和RCP8.5）,寡穗茅和扇穗茅适生区面积显著增加,特别是藏北高原那曲及玉树等地,而藏扇穗茅适生区整体缩小,未来气候变化可能对该属藏扇穗茅潜在分布的威胁最大。     

基于植物能量功能群的草原植物光合作用研究

植物能量功能群是依植物能量属性进行的植物功能类群划分,植物通过光合作用将光能转变成化学能,蓄积在植物体内,为了探究不同的能量功能群是否会表现出光合作用特征的差异,用LI-6400型便携式全自动光合测定仪,在内蒙古锡林郭勒典型草原区,于7月底至8月初的植物生长旺盛期,测量了羊草(Leymus chinensis)、糙隐子...     

四川省主要有毒植物的生态分布

通过收集资料、走访调查、实地采样、制作标本鉴定等方法,对四川省有毒植物的生态分布进行了调查分析.调查显示,省内主要有毒植物分属34科、60属、92种;主要分布在甘孜、阿坝、凉山、雅安、乐山、绵阳等地,其中棘豆属、瑞香狼毒和橐吾属的植物在川西北高原牧区已成为优势种,分别约占牧区草场面积的10%、2%、2.7%.紫茎泽兰在全省分布已超过81万hm2,占全省土地面积的O.16%,以凉山、攀枝花尤为严重.     

基于Maxent模型的互花米草潜在生境适宜性分析

明确影响互花米草(Spartina alterniflora)的主导环境因子及其潜在适生区对防控管治互花米草具有重要意义。本文以中国大陆滨海地区为研究区域,综合考虑气候、地形、土壤及海洋环境因子,利用生态位模型(Maxent)预测互花米草潜在适生区。结果表明：互花米草的分布受海拔影响最为显著,其主要分布于-2～5 m范围内。此外,当年平均气温介于14.0℃～23.5℃、土壤可交换钠盐含量介于26.4%～46.0%、气温极差介于14.2℃～26.3℃或海水盐度介于23.0%～28.3%及33.5%～33.8%时,互花米草存在概率均达到60%以上。互花米草高度适生区主要分布于江沪浙闽四省市以及莱州湾地区,该区域内适宜互花米草生长的海拔、年平均气温、气温极差、海水盐度分别为-1～0 m, 17.9℃,23.0℃及27.5%。因土壤可交换钠盐含量空间异质性差异较小,故在该区域内对互花米草分布影响不明显。此外,大丰麋鹿、厦门珍稀海洋物种及漳江口红树林国家级自然保护区面临较高的互花米草入侵风险。     

阿尔泰狗哇花型退化草地植物功能群特征初探

采用空间序列代替时间序列的方法,以石羊河上游重度放牧条件下形成的阿尔泰狗哇花型退化草地及其原生群落（阿尔泰针茅Stipa krylovii+扁穗冰草Agropyron cristatum-冷蒿Artemisia frigida+阿尔泰狗哇花Heteropappus altaicus）为研究对象,对2种草地植物功能群的季节动态特征进行初探。结果表明：草地退化使禾本科牧草的平均盖度、密度和高度依次降低20.4%33.6%、24.0%34.6%、36.2%59.9%,而杂类草的平均盖度、密度和高度依次升高18.1%63.0%、26.7%82.8%、6.9%80.8%;由此推断随时间推移,禾本科功能群较杂类草空间拓殖速率降低,在群落中的地位下降,此特征与功能群所处的退化阶段无关;禾本科功能群在原生植被中始终保持优势地位,而在退化草地中其地位在7月上旬后被杂类草取代,导致群落成员型发生改变。造成该区草地退化的主要原因很可能同放牧干扰与植物功能群季节生长特性相叠加有关,家畜选择性采食和践踏的双重作用,降低了禾本科功能群对资源空间占有的能力,为杂类草生长提供更多的资源空间,造成了杂类草生长势更强,导致其在群落中地位上升,最终形成以杂类草为景观的退化草地。     

CMIP6气候变化情景下青海三江源区雪灵芝潜在适宜分布预测

青海省三江源区是我国重要的生态安全屏障,气候变化严重影响区域植被的生长与分布。雪灵芝(Arenaria kansuensis)作为三江源区典型高山植物,其分布动态变化对高山生态系统稳定具有重要指示意义。基于物种分布数据和WorldClim气候环境因子,采用刀切法与相关分析确定影响雪灵芝分布的主导环境因子并构建MaxEnt模型,结合第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)中的4种共享社会经济路径(SSPs)预测未来中期(2041-2060年)和远期(2061-2080年)雪灵芝潜在适宜分布区域,探求雪灵芝气候变化响应的空间格局。结果表明：1)当前气候条件下,中部地区更适合雪灵芝生存。在未来中、远期区域竞争路径(SSP370)气候情景下适宜区面积扩张,而其他情景下适宜区面积均下降,适宜区质心整体向东南迁移。2)大部分地区在中间路径(SSP245)气候情景下不适宜生存,尤其是西部治多县、格尔木市南部(唐古拉山乡)、曲麻莱县及东部的兴海县和共和县。3)影响其空间分布的主要气候因子为年降水量和最冷季降水...     

外来入侵植物意大利苍耳在我国适生区预测

意大利苍耳是20世纪90年代入侵我国的检疫性杂草,近年来呈快速扩散趋势。明确其适生区对科学监测和控制该杂草意义重大。本研究采用生态位模型预测了其在我国的适生区。首先利用原产地北美洲的分布点构建GARP生态位模型预测其在全球适生区,然后利用全球已知入侵点为独立检验数据通过ROC曲线检验模型的准确性。分析显示原产地数据构建生态位模型具有很强的预测能力(AUC=0.91)。进而将该模型投影到中国,结果显示除青海、西藏、新疆天山山脉以南和内蒙古北部地区外的区域都是意大利苍耳在我国的适生区。针对于意大利苍耳在我国广阔的适生区以及繁殖能力强、种子具钩刺等易于扩散的生物学特性和多样化的扩散途径,意大利苍耳在中国即将进入一个快速扩散阶段。建议对新入侵的地区采取早期根除措施,加大对适生区内港口、机场、旅游区等极易传入区域的监测力度,以预防其再度入侵和控制其在我国进一步的扩散。     

川滇高原高寒草甸生态系统不同功能群植物分布格局的MaxEnt模型预测

为探究青藏高原高寒草甸生态系统不同主要功能群适宜生境的空间分布格局、主控气候因子及在气候变化背景下的变化趋势,基于青藏高原第2次科考数据(2019-2021年),利用MaxEnt模型预测川滇高原高寒草甸生态系统主要功能群的4种典型物种(莎草科-矮嵩草;禾本科-垂穗披碱草;杂类草-鹅绒委陵菜;豆科-异叶米口袋)在未来气候变化条件下空间分布格局及影响其分布的主要气候因子。结果表明,矮嵩草、垂穗披碱草、鹅绒委陵菜和异叶米口袋在当前气候条件下的适宜生境面积分别为11.09万、9.23万、17.12万和16.53万km²,主要位于川滇高原中部和北部区域。环境因子贡献率和响应曲线显示,4个物种生境适宜性对生存环境具有相似的生态要求,且影响其分布的主要气候因子均为气温年较差、等温性和年均温等与温度有关的环境因子。在未来气候背景下,4个物种适宜生境面积均呈扩张趋势且平均海拔均升高了100～200 m,但变化速率趋于减缓,高寒草甸生态系统的物种多样性、生物量和稳定性可能随着气候变化而增强。     

三峡消落带几种一年生优势草本枯落物分解及养分释放特征

基于三峡消落带夏汛期水淹特征,设置两种水分处理[无水淹对照组(CK)和水淹组(F)],采用分解袋法,对三峡库区消落带3种具有典型代表性的一年生草本植物狼杷草(Bidens tripartita)、稗(Echinochloa crus-galli)和水蓼(Polygonum hydropiper)地上枯落物干质量损失率和养分释放特征进行研究。结果表明:1) 3种一年生草本枯落物的初始化学组成及其化学计量比差异显著(P <0.05),干质量损失率和元素释放率与初始N、P、K含量及N/P比值显著正相关,而与初始C、木质素含量以及木质素/N和C/N比值显著负相关;2)水淹加速了3种植物枯落物的干质量损失率和元素释放速率,对N、P、K释放率的影响最大;3)除对照组的P元素释放速率和水淹组的K元素释放率外,狼杷草和稗的干质量损失率和元素释放率均显著高于水蓼(P <0.05)。这表明狼杷草和稗对三峡库区的水体和底泥的营养状态具有较大影响,其枯落物的快速分解可能造成水体和底泥N、P含量升高,而水蓼对其的影响较小。因此,建议优先考虑对狼杷草和稗在夏汛期前适时回收、刈割,从而减少其对库区水体及...     

山西长治湿地草本植物优势种群和群落的空间格局分析

种群和群落空间格局分析是揭示群落结构的重要手段,目前已成为现代植物生态学的研究热点之一。长治湿地位于长治市主城区西北3 km处,是山西省面积最大和保存最好的水库湿地。本研究应用除趋势对应分析(DCA)与双项轨迹方差法(TTLQV)相结合的方法,对长治湿地草本植物优势种群和群落的分布格局进行分析。结果表明,在长治湿地草本植物群落空间格局分析中,这2种方法的结合可以成功地揭示群落的特征。同时群落格局与其优势种的格局关系密切,扁秆藨草+芦苇群系和小苜蓿+双穗雀稗群系的格局差异明显,随着土壤水分含量的减少,群落的格局规模减少,群落分布格局不仅受优势种的生物学特性影响,还受环境因子制约,优势种群的小斑块规模一般为20~290 cm,大斑块规模则多为900~1 270 cm,格局规模随优势种的生物学特性而变化,并且土壤水分等环境因子在格局形成和变化中也起着重要作用,结果很好的揭示了长治湿地草本植物群落的结构特征。     

放牧强度对克氏针茅草原植物功能群的影响

植物功能群及其多样性是维持群落结构复杂性和稳定性的基础,一定程度上反映着草地生态系统的健康状况。本研究以内蒙古呼伦贝尔草原的克鲁伦河流域草原为研究对象,以植物生活型划分功能群类型,比较了3种放牧强度对植物功能群的组成结构、地上生物量和优势度的影响。结果表明,1)轻牧、中牧和重牧3种放牧条件下的总物种数分别为20、23和18种,符合"中度干扰假说";3种放牧强度下多年生非禾草物种数在群落中均占较高比例。2)轻度放牧条件下物种丰富度较低,但各放牧强度下功能群多样性无显著差异(P0.05),物种丰富度与功能群多样性无显著关系。3)随着放牧强度的增加,多年生禾草和灌木、半灌木在群落中的优势地位呈现下降趋势,与之相反,多年生非禾草优势地位越来越显著。重度放牧增加了一、二年生草本在群落中的物种数和地上生物量,但与轻牧、中牧相比,其优势度无显著变化(P0.05)。     

铅锌尾矿区优势草本植物体内铅及氮、磷、钾含量变化特征

通过对铅锌尾矿区9种优势草本植物不同生长时期铅及氮、磷、钾含量分布特征及其相关性研究,结果表明,1)植物地上部氮、磷、钾含量均高于地下部,并随着生长时期的延长呈下降趋势; 2)在3个生长时期,9种优势草本植物均未表现出超富集铅的能力,但华中蹄盖蕨地下部能够囤积大量铅,最高含量和累积量分别达到15 542.1 mg/kg和41.81 mg/株; 3)除生长后期植物地上部氮、钾含量与铅含量存在显著的正相关关系(0.750^*和0.773^*)外,植物氮、磷、钾含量与铅含量在3个生长时期均未表现出显著的相关关系; 4)在植物生长前期,其地上部铅含量与地下部铅含量以及与生长旺盛期和生长后期的地上部或地下部铅含量均不存在显著的相关关系,而在生长旺盛期和生长后期,同一时期地上部和地下部铅含量之间以及不同时期地上部与地下部铅含量之间均存在显著或极显著的相关关系。     

高寒草甸不同功能群植被盖度对模拟气候变化的短期响应

 为研究高寒生态系统植被群落对气候变化的响应,于２００７年５月沿青藏高原东北祁连山南坡对海拔３２００ｍ 的嵩草草甸、３４００ｍ 的灌丛草甸、３６００ｍ 的杂草草甸和３８００ｍ 的稀疏植被进行双向移栽试验。功能群（莎草类、禾本类、豆科类和杂类草）植被绝对盖度的方差分析表明高寒草甸植被群落对气候变化较为敏感。莎草类盖度与土壤含水量呈负线性相关,禾本类和豆科类分别与土壤含水量和气温呈正线性相关。海拔与杂类草盖度的二次方程可解释其６１％的变异。非度量多维排序（ｎｏｎ ｍｅｔｒｉｃｍｕｌｔｉ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｃａｌｉｎｇ,ＮＭＤＳ）暗示功能群对气候变化的响应具有特殊性。豆科类和杂类草、莎草类和禾本类存在较弱的盖度补偿效应。对比早期和模拟降温下的嵩草草甸群落组成,印证其具有较高的稳定性。     

甘肃省野生维管植物多样性分布格局分析简

 通过已有文献和植物标本查阅分析,结合野外调查,建立甘肃省野生维管植物数据库。在ＡｒｃＧＩＳＤｅｓｋｔｏｐ９．３地理信息平台上,以县域名称为主键,将甘肃省各县域矢量图与汇总好的植物种数据联合,进行甘肃省野生维管植物丰富度、种域数、分化强度和县域间物种相似度数据的空间显示。结果表明,甘肃共有野生维管植物５２０７种,１２１６属,２１９科;不同县域间物种丰富度分布差距大,依次为,陇南、天水和甘南＞河西＞陇东地区＞中部地区;文县和武都为甘肃维管植物分布中心。属和科的分化强度均与物种密度呈正相关（R ＝０．７０２和０．７８１,P ＜０．０１）,种域数与物种丰富度分布格局相反。依据县域间物种相似度,将甘肃省野生维管植物种分布划分为陇东黄土高原区、陇中黄土高原区、甘南高原区、甘南高原与陇南山地过渡区、陇南山地区、天水秦岭区、秦岭北麓区、河西地区和白银荒漠９区。甘肃中部北纬３５°,自东向西有条明显Ｕ 型断裂带,是甘肃省野生维管植物种分布的分界线,该线以南各区域共有植物４４８８种,占全省维管植物的８６％;甘肃省野生维管植物地理分布格局的“突变”出现在崆峒区和榆中县。     

松嫩草地不同植物功能群土壤细菌的碳源利用

基于Biolog-Eco技术,研究了长期受放牧干扰的松嫩草地羊草(Leymus chinensis)、禾草、豆科植物和杂类草4类植物功能群土壤细菌碳源利用规律。结果表明,4类植物功能群土壤细菌碳源利用情况各不相同。其中,杂类草功能群土壤细菌代谢活性最高,其次是禾草功能群、羊草功能群,豆科植物功能群最低。4类植物功能群土壤细菌均对糖类和氨基酸这两类碳源利用较好,对酚酸和胺类这两类碳源利用情况较差。杂类草的Shannon-Wiener指数,Pielou均匀度指数以及Gini多样性指数最高,而豆科的最低。冗余分析(RDA)表明,土壤中全氮和有机质对杂类草及豆科植物功能群土壤细菌碳源利用情况影响较大,电导率、pH以及含水量则对羊草和禾草功能群土壤细菌碳源利用情况影响较大。     

草本植物根系对边坡浅层稳定性影响研究

为研究草本植物根系对边坡浅层稳定性的影响,在假设滑坡体为长方体的条件下,通过对植物根系加固边坡的力学原理进行分析,推导了植物根系对边坡浅层稳定性的安全系数公式,并计算分析了坡度、滑坡体尺寸以及根土面积比对边坡稳定性的影响。结果表明:随着边坡坡度及滑坡体尺寸的增加,边坡的稳定系数将减小。并且,植物护坡的坡体安全系数要大于无防护坡体的安全系数。随着根-土面积比的增大,坡体的稳定系数逐渐增加,说明植物根系能增加边坡的稳定性。     

温带果园护土生草鼠茅草的腐解和养分释放

鼠茅草是适合于温带果园的越年生护土生草,有助于防止水土流失,然而果农担心鼠茅草可能与果树争肥,不利于果树生产。本研究在青岛地区温湿气候条件下测试鼠茅草的腐烂分解及养分释放特征。2012年6月底采集枯死鼠茅草,将其埋在10 cm深的土壤中,使土壤含水量分别稳定在田间持水量的65%,75%和85%,7－10月份每隔10 d抽检其腐解程度和碳、氮、磷、钾元素的释放速率。结果表明,鼠茅草的腐烂分解是比较快的,自初夏枯死后经80 d大约分解30%;伴随鼠茅草的腐烂,碳、氮、磷和钾会释放出来,快速释放期集中在前20－40 d,钾的释放速度最快,其次为磷,碳、氮的释放速度较慢;土壤含水量影响鼠茅草的腐解过程,当土壤含水量由65%田间持水量提高至85%时,鼠茅草的腐解和养分释放加快。据此可断,7-10月是鼠茅草分解的主要时期,可为果树生长提供营养而非争夺养分。在青岛等温湿地区,以鼠茅草作为果园护土生草是可行的,它们同苹果等落叶果树在养分利用上可形成互补关系,有益于果园的养分循环和持续生产。