宁夏草原针茅属植物群落物种多样性和生产力格局及影响因素研究

物种多样性和生产力是草地生态系统的核心指标,是实现草地生态系统服务与功能的根本所在。宁夏温性草原位于干旱与半干旱的过渡区,针茅属植物是其优势种群,对水热变化敏感;因此,在全球气候变化背景下,探讨宁夏草原针茅属植物群落物种多样性与生产力的格局,在宏观尺度揭示其影响因素,不仅在生态学理论研究中具有重大价值,而且对宁夏天然草地生产与管理也具有指导意义。本研究以宁夏温性草原针茅属植物群落为对象,沿着环境梯度设置15个野外观测样地,调查了植物群落特征,测定土壤养分指标,结合各个样地的气候因子、土壤养分和空间数据,探讨了植物群落多样性和生产力空间分布格局及其对生态因子的响应,阐明植物群落物种多样性与生产力的关系。结果显示:1)宁夏针茅属群落生产力与纬度呈显著正相关,与海拔和经度显著负相关;物种多样性与纬度显著负相关,与海拔显著正相关,而与经度关系不显著;2)冗余分析(RDA)结果显示:土壤速效氮(SAN)、年均温度(MAT)、土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、年均辐射(Ssrad)、土壤水分(SWC)、土壤容重(BD)、土壤全磷(TP)、年均降水量(MAP)、生长季月均降水量(GSP)、干旱季月均降水量(PDA)是影响物种多样性和生产力的主要因素;土壤因子对生产力、多样性及整体解释量分别为15. 6%、17. 8%、19. 8%,水热因子对生产力、多样性及整体解释量分别为13. 8%、37. 9%、25. 2%,共同解释量分别为68. 7%、39. 6%、50. 6%。总体而言,水热及土壤因子是宁夏针茅属草原生产力及多样性格局的驱动因素,但对多样性和生产力解释比例不同,具有一定的倾向性;群落多样性与生产力呈正相关趋势,但不显著。本研究结果能为宁夏天然草原的生产与管理提供理论依据。     

锡林郭勒不同草原类型群落生物量及多样性研究

物种多样性和生物量是表征草地生态系统数量特征的两个重要指标,深入探讨物种多样性和生物量的变化,为草原生态系统的物种保护和生产力维持提供理论依据.本文以锡林郭勒草原为研究对象,利用样方法对草甸草原、典型草原和荒漠草原三种草原类型的植被特征进行调查,分析不同草原类型植被的地上生物量和物种多样性变化及二者与环境因子之间的关联...     

天然草地植被-土壤系统碳、氮、磷(钾)库的时空分布格局研究进展

天然草地是陆地最大的植物生产层,在维持全球碳、氮平衡和水循环中具有重要作用。碳、氮、磷元素的可利用性是草原生态系统生产力动态变化的关键决定因素,其在土壤与植被间的循环对生态系统的平衡和稳定具有重要作用。本文阐述了碳、氮、磷库在天然草地植被-土壤系统中的动态变化,对草原的合理利用和提高草原生产力具有重要意义,同时,对预测草原发育的方向和趋势以及物种多样性的保护和退化草地的恢复提供理论依据和科学指导。     

锡林郭勒放牧草地封育后植被恢复过程的研究

通过对不同时期(1987、1997、2003年)围封禁牧的草地与自由放牧草地的对比试验,研究了封育后锡林郭勒典型草原的恢复过程,结果表明:围封禁牧对草原植被的盖度、地上生物量、净生产力都有显著的影响;随禁牧时间的增加,群落覆盖度及生物量都有明显的增加;随着封育时间的延长,草原生态系统的物种多样性和丰富度都表现出先上升后下降的趋势;长期封育不利于草地物种多样性的提高。     

灭鼠对草地物种多样性保护引发的思考

草地灭鼠是草原建设与畜牧业发展的主要措施之一。然而,由此对草地物种多样性造成的影响与危害却为人们所忽视。通过分析草地动物生态特点,探讨灭鼠对物种多样性保护造成的影响与威胁,以引起社会的关注,维护草地生态系统的完整。     

祁连山高寒草原α多样性与生产力关系的研究

草原物种多样性与生产力的关系是生态学研究的热点之一,各生态区域草原生态系统的研究可推动生态与生产兼顾的理论研究.采用野外取样测定的方法,分析祁连山高寒草原春秋季牧场物种多样性与生产力的关系.结果表明:在群落水平,地上生物量随物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数的增加均呈"U"型变化...     

河西山地绿洲荒漠植物群落多样性研究 Ⅱ 放牧振动下草地多样性的变化特征

对张掖山地绿洲荒漠各草地群落放牧扰动下物种丰富度及物种替代速率（β多样性）进行了测度，结果表明：在放牧压力梯度（轻度、中度、重度和过度）上，山地荒漠草原、山地典型草原、高山草甸草原和盐渍化草甸的物种丰富度呈单峰曲线；荒漠草原物种丰富度在过牧压力下最高。在放牧压力下各草地群落βω和βt植（物种替代速率）由大到小的序列是：高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地典型草原＞荒漠草原；βc和βc的测度结果兼有反映草地群落放牧压力梯度上物种替代速率和植物群落物丰富度的内涵。二者的测试结果为：山地典型草原＞高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地荒漠草原＞荒漠草原。草地群落固有的物种多样性是保持草地稳定和草地生产力的载体和基础。     

河西山地绿洲荒漠植物群落多样性研究Ⅱ放牧扰动下草地多样性的变化特征

对张掖山地绿洲荒漠各草地群落放牧扰动下物种丰富度及物种替代速率(β多样性)进行了测度,结果表明:在放牧压力梯度(轻度、中度、重度和过度)上,山地荒漠草原、山地典型草原、高山草甸草原和盐渍化草甸的物种丰富度呈单峰曲线;荒漠草原物种丰富度在过牧压力下最高.在放牧压力下各草地群落βw和βt值(物种替代速率)由大到小的序列是:高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地典型草原＞山地荒漠草原＞荒漠草原;βc和βr的测度结果兼有反映草地群落放牧压力梯度上物种替代速率和植物群落物种丰富度的内涵.二者的测度结果为:山地典型草原＞高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地荒漠草原＞荒漠草原.草地群落固有的物种多样性是保持草地稳定和草地生产力的载体和基础.     

刈割强度对大针茅草原植物群落特征和土壤理化性质的影响

探究不同刈割强度对大针茅典型草原植物群落特征以及土壤理化性质的影响,可为大针茅草原制定合理科学的刈割制度提供理论依据。本研究以大针茅典型草原为对象,于2020年在内蒙古锡林浩特市毛登牧场刈割实验平台进行野外植被调查和取样。该实验平台于2014年建立,以不刈割为对照（CK）,设置轻度（LM）、中度（MM）及重度刈割（HM）3个处理。本研究通过计算物种重要值和多样性指数,测定植物群落地上、地下生物量以及土壤理化性质,探究群落特征与土壤理化性质的关系。结果表明：1）与不刈割相比,不同刈割强度均增加了新物种,且中度刈割的物种数最多;与不刈割相比,不同刈割强度均显著增加了群落的丰富度和Shannon-Wiener指数,且轻度刈割显著增加了优势度和均匀度指数,表明轻度刈割最有利于群落多样性的维持;不同刈割强度对大针茅草原的生产力均无显著影响;2）土壤全碳、全氮和pH均在中度刈割时最高,且显著高于不刈割,表明中度刈割对土壤养分有积极影响;3）硝态氮是影响草地生产力的主要土壤因子,土壤含水量是影响草地群落多样性的主要土壤因子。本研究可为大针茅典型草原群落结构、物种多样性以及生产力等方面的研究提供重要参...     

宁夏毛乌素沙地退化草原恢复演替过程中物种多样性与生产力的变化

对宁夏毛乌素沙地退化草原种植不同林龄柠条Caragana korshinskii后物种的多样性、群落结构及草地生产力进行了研究,结果表明:种植柠条林对退化草地的植被恢复有积极的作用,植物群落的多样性随柠条林龄的增加而增加,而且随林龄年份的增加,群落结构更趋于稳定.草地生产力由于土壤储水量相对较高,表现为随林龄的增加,草产量受季节降水量变化的影响较小,相对稳定的趋势.     

放牧强度对环青海湖高寒草原群落物种多样性和生产力的影响

通过2年的连续放牧试验,采用比较样地法,调查了不同放牧强度对环青海湖高寒草原生物多样性和生产力的影响,并探讨了植物物种多样性与草地生产力之间的关系,为高寒草原的合理利用提供基础资料。结果表明:物种丰富度和多样性指数随放牧强度的增加基本呈单峰变化,即在中度放牧下多样性最高,重度放牧下群落物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均表现为最小;群落生产力随放牧强度的增加而降低(P<0.05);莎草科地上生物量差异不显著,禾本科和豆科生产力降低(P<0.05),杂类草生物量有增加趋势;禾草和豆科比例减小,莎草和杂类草比例增加;草地生产力与Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数呈显著的单峰函数关系(R²=0.910, P=20.027; R²=0.953, P=20.010),结合Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数才能更好地反映维持草地生产力水平的多样性指标。放牧强度是影响群落物种多样性和生产力及其关系的重要因素。     

高寒草地植物多样性与Godron群落稳定性关系及其环境驱动因素

植物群落多样性及稳定性对草地生态系统功能的稳定发挥至关重要。本研究以青藏高原高寒湿地草甸、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原为研究对象,基于480个野外样方调查及实验分析,运用显著性分析、回归分析和结构方程模型等方法,探究不同草地类型植物多样性与稳定性之间关系及其影响因素。结果表明：高寒草原植物多样性显著高于其他3种草地类型;高寒草甸群落稳定性最高。高寒草地中,不同的物种多样性指标与群落稳定性的关系不同,4种草地类型均匀度与群落稳定性显著负相关;高寒草甸和高寒荒漠草原中Shannon-Wiener多样性与群落稳定性显著负相关,在高寒湿地草甸和高寒草原中丰富度与稳定性显著正相关。降水量是影响高寒草地植物多样性和群落稳定性的主要因素,土壤有机碳、pH以及铵态氮含量也能通过影响植物多样性进而影响群落稳定性。综上,在高寒草地生态系统的管理过程中,需充分考虑气候和土壤因子的变化,根据草地类型制定不同的管理措施。     

基于植物多样性的喀纳斯景区山地草甸生态系统恢复力评价

在明晰草地生态系统恢复力涵义的基础上,建立一个基于植物多样性的草地生态系统恢复力评价体系,从维持自身结构与功能能力、恢复能力、抵抗能力3个方面定量测度草地生态系统恢复力,并对受到人类活动干扰而受损的新疆喀纳斯景区山地草甸生态系统的恢复力进行定量评估,以期为景区草地生态系统的科学管理提供依据。结果表明:随着人类活动强度及频度的增加,山地草甸生态系统维持自身结构与功能能力和恢复能力在物种多样性、功能群多样性及群落多样性层次均呈下降趋势,且背景区、缓冲区均显著高于活动区与强烈活动区(P<0.05);抵抗能力在物种多样性层次也随着人类活动强度及频度的增加而呈下降趋势,多年生植物是物种多样性层次恢复力的主要贡献者;但在功能群多样性和群落多样性层次则由于功能群与群落的功能冗余作用,稳定了群落的生产力和生态系统过程,虽呈下降趋势,但下降程度和变化幅度减缓。这反映了利用单一指标或单一植物多样性组织层次评价草地生态系统恢复力的不足之处。因此,多尺度草地生态系统恢复力评价体系避免了单项指标评价的偏差,使得评价更加合理。     

施氮肥对草原生态系统影响的研究进展

氮是植物生长和发育必需的大量营养元素,是草地生产力主要限制性因素之一。本文综述了施氮对草原生态系统的影响研究进展,结果发现,目前施氮对草原生态系统的影响试验,多是针对某一具体草地类型短期的试验研究,具有很大的片面性,还没有得出普遍的规律和结论;以往的研究也主要是针对植物群落的地上部分,土壤生态过程变化成为施氮对草原生态系统的影响研究中的"瓶颈"。建议开展施氮对不同类型草原生态系统影响的定位试验,长期监测氮输入对草原生物多样性、生产力、土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物多样性和土壤有机碳的影响过程,并加强植物和土壤生态系统整合研究,揭示我国不同类型草原生态系统氮输入阈值形成的机制及模式,对草原的可持续利用和管理具有重要的理论和实践意义。     

青海湖地区紫花针茅型高寒草原群落特征变化

气候变暖促进青藏高原高寒草原分布面积逐渐增加,但有关紫花针茅(Stipa purpurea)型高寒草原生产力与物种丰富度长期变化特征及其驱动因素尚不明确。本研究连续13年观测青海湖地区高寒草地地上生物量、物种丰富度和盖度等指标,阐明了植被群落特征的长期变化规律,采用结构方程模型,解析了紫花针茅型高寒草原生产力和物种丰富度的主要影响因素。结果表明,高寒草原地上生物量和物种丰富度均呈现较强的波动上升趋势,平均鲜重和物种数分别为215.41 g·m^-2和15,高物种丰富度促进生产力增加;高寒草原群落总盖度和平均高度呈现显著增加趋势。紫花针茅型高寒草原地上生物量和总盖度分别受到年均气温和生产力的显著影响。未来增温气候情景将会显著增加青海湖地区紫花针茅型高寒草原生物量,但降雨量增加会降低物种丰富度。     

模拟增温对高寒草甸植物物种多样性与初级生产力的影响

青藏高原因其环境脆弱的特征,高寒植物群落生产力和多样性对气候变化的响应极其敏感。当前,关于高寒针茅化草甸多样性和生产力对气候变化做出何种应答还不明确。本研究利用开顶气室法（Open top growth chambers,OTCs）进行模拟增温,通过研究高寒针茅化草甸生态系统植物群落物种多样性和初级生产力的变化,探讨高寒针茅化草甸对增温效应的响应。研究结果表明：1）温度升高对高寒针茅化草甸部分物种的重要值产生显著影响（P<0.05）,群落Shannon-Wiener多样性指数显著下降（P<0.05）,物种丰富度指数显著下降（P<0.05）,群落的总初级生产力变化不显著;2）物种多样性与初级生产力之间不是简单的线性关系。因此,增温处理使得土壤水资源匮乏,导致物种多样性与初级生产力的相关性减弱。     

刈割留茬高度对大针茅草原物种多样性及地上生物量的影响

刈割作为草地有效管理手段之一,对生态系统功能与多样性均具有重要的影响。本研究以内蒙古锡林郭勒盟大针茅草原为研究对象,利用围封草地作为对照,探讨了不同刈割留茬高度（留茬8 cm、留茬5 cm和留茬2 cm）对群落生物量与多样性的影响。结果表明：与围封草地相比,留茬8 cm对地上生物量无显著影响,留茬5 cm和2 cm处理显著降低了群落地上生物量（P<0.05）;多年生禾草和大针茅生物量在留茬2 cm处理下显著降低（P<0.05）;留茬8 cm和5 cm处理显著提高了群落物种多样性指数（P<0.05）。相关结果表明合理的留茬高度对草原物种多样性和地上生物量有积极影响,本试验对指导当地生产实际、提高草地合理利用等方面具有重要意义。     

阿尔泰山布尔津林区不同草地类型物种和生产力关系及随海拔变化特征

阿尔泰山草地是新疆草地生态系统的主体，不同草地类型物种多样性和生物量的关系及沿海拔梯度的空间分布格局在气候变化及人为干扰的双重影响下已发生重大变化，为明晰海拔对物种多样性和生物量的影响，本研究以布尔津林区5种草地类型为研究对象，调查137个样地的物种名录，分析不同草地植物科属种的变化特征，探讨不同草地类型物种多样性和地上生物量的相互关系及其垂直变化特征。结果表明：1)荒漠草原以禾本科、菊科、豆科为主要优势科；山地草原与山地草甸以伞形科、禾本科、百合科为主要优势科；山地草甸草原与高寒草甸均以禾本科、毛茛科、百合科为主要优势科，但所占比例不同。2)植物在科属种水平上数量的变化特征均为山地草原>高寒草甸>山地草甸草原>荒漠草原>山地草甸。3)地上生物量与Alatalo均匀度指数仅在荒漠草原中具有显著正相关关系(P<0.05)；除山地草甸草原外，地上生物量与Shannon-Wiener多样性指数均呈显著正相关关系(P<0.05)；荒漠草原与山地草甸中的地上生物量与Margarlef丰富度指数呈显著正相关关系(P<0.05);Simpson优势度指数与地...     

不同利用方式对大针茅草原生态系统多功能性的影响

为探究不同利用方式对大针茅(Stipa grandis)草原生态系统多功能性的影响,本研究以大针茅草原为研究对象,比较了刈割、放牧以及围封3种不同草地利用方式下大针茅草原生态系统多功能性的差异及其主要影响因素。结果表明：刈割显著提高了植物群落Shannon-Wiener指数和Margalef指数(P<0.05);围封和刈割下生态系统多功能性显著高于重度放牧,而且重度放牧显著降低了碳循环指数和氮循环指数(P<0.05);植物多样性与生态系统多功能性呈显著的正相关关系(P<0.05),植物多样性与土壤环境因子综合解释了生态系统多功能性72.75%的变化,综合考虑土壤环境因子有利于提高对生态系统多功能性的解释量。综上所述,重度放牧显著降低了生态系统多功能性,导致草地加剧恶化,而刈割在维持较高水平的生态系统多功能性的同时显著提高了植物多样性,因此,与围封和重度放牧相比,刈割下草地恢复状态最佳。     

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.