乌拉特荒漠草原群落物种多样性和生物量关系对放牧强度的响应

以内蒙古乌拉特荒漠草原灌丛和草本植物群落为对象,研究这2种植物群落的物种组成、物种多样性及其与地上生物量关系对不同放牧处理(对照、中牧、重牧)的响应。结果表明:①随着放牧强度的增加,灌丛群落中红砂(Reaumuria songarica)和碱韭(Allium polyrhizum)的优势度增大,沙生针茅(Stipa glareosa)的优势度减小;重牧降低草本群落中沙生针茅的优势度,增加了蒙古韭(Allium mongolicum)和碱韭的优势度。②不同放牧处理显著降低了灌丛和草本群落的盖度、高度以及灌丛群落的密度,消除了灌丛和草本群落之间盖度的差异(P> 0. 05)。中牧降低灌丛群落的Pielou均匀度指数,重牧降低灌丛群落的物种丰富度,灌丛和草本群落的其他多样性指数在放牧处理之间无显著差异(P> 0. 05)。除物种丰富度外,其他多样性指数在灌丛和草本群落之间差异显著(P <0. 05)。③不同放牧处理降低了灌丛和草本群落的地上生物量和凋落物量,导致灌丛和草本群落之间地上生物量的显著差异(P <0. 05)。④地上生物量与Simpson优势度指数负相关,与Shannon-Wienner多样性指数和Pielou均匀度指数正相关;放牧处理下地上生物量与密度、物种丰富度正相关。放牧处理改变了荒漠草原植物群落组成、结构和功能,进而改变了群落结构和功能的重要关系。     

岷江干旱河谷灌丛物种多样性、生物量及其关系

通过对岷江干旱河谷灌丛生物量及其分配、灌丛物种多样性特征以及与生物量的关系调查。结果表明:干旱河谷不同灌丛类型生物量介于3220～8600kg/hm2之间,平均值为4750kg/hm2,其中灌木层生物量占灌丛总生物量的80%以上,草本层不足20%。干旱河谷阴坡灌丛物种丰富度、Shannon-Wiener指数都较阳坡高,Simpson指数与均匀度指数在阴阳坡上差异不明显。干旱河谷灌丛总生物量随灌木层物种多样性(r=0.902;P0.01)和群落物种多样性(r=0.936;P0.01)的增加而增加,但与草本层相关性不显著;灌木层生物量随其物种丰富度的增加而增加(r=0.945;P0.01),而草本层物种丰富度与其生物量并无显著相关性。这些结果表明,灌丛灌木层植物对维持干旱河谷植被物种多样性和生产力以及稳定群落结构和功能等方面具有更为重要的意义。     

石羊河上游不同海拔天然草地群落多样性与生产力的关系

生态系统的结构和功能、生物多样性与生产力的关系问题是近年来群落生态学中研究的中心问题,其中,生态系统生产力水平是其功能的重要表现形式,用10种不同海拔梯度草地群落探讨自然群落的物种多样性与生产力关系。结果显示:丰富度、多样性指数、均匀度指数随海拔升高先增大后减少;生态优势度指数随海拔升高先减少后增大;群落物种丰富度与初级生产力之间趋势模拟呈极显著的线性相关,相关系数为0.8678;物种多样性与初级生产力之间趋势模拟呈极显著的二次函数关系,相关系数为0.7396;均匀度指数和生态优势度与初级生产力之间趋势模拟均呈显著的二次函数关系,相关系数分别为0.6671、0.7287。不同的环境资源和环境异质性是形成群落结构特征、物种多样性分布格局差异的主要原因之一。     

蛇麻黄和沙蒿两种典型灌丛对藻类分布的影响

为了解生物结皮中藻类植物与维管植物的关系,通过野外采样和室内固体培养法,研究了古尔班通古特沙漠中蛇麻黄和沙蒿灌丛对藻类分布的影响。结果表明：在两种灌丛内外,藻类种类组成主要表现在优势物种和优势度的变化。藻类物种多样性在两种灌丛内外有一定的差异,蛇麻黄灌丛内藻类物种数及多样性指数显著低于灌丛外（P＜0.05）,而沙蒿内藻类物种数显著高于灌丛外,多样性指数无明显差异。在群落结构中,蛇麻黄灌丛内蓝藻和丝状藻类物种数及优势度显著低于灌丛外（P＜0.05）,但单细胞和球形种类的优势度变化趋势相反且变化极显著（P＜0.01）。沙蒿灌丛内蓝藻、单细胞和球形种类的物种数显著高于灌丛外;蓝藻和丝状藻类的优势度由灌丛内至灌丛外显著升高（P＜0.01）,而绿藻、单细胞和球形种类则相反。在两种灌丛内外,藻类不同类群优势度的变化主要由一些关键物种引起,藻类在这两种灌丛中的不同分布特征可能是由于调节机制不同所致。     

短脚锦鸡儿灌丛对植物群落和土壤微生物群落的促进效应研究

以内蒙古荒漠区短脚锦鸡儿灌木为研究对象,采用野外调查法分析灌丛对植物群落的影响,采用传统培养法,结合分子鉴定法分析灌丛对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)灌丛内植物群落多度和总生物量显著大于灌丛外,但是物种丰度和Shannon-Wiener指数灌丛内外无显著差异;(2)随土壤深度的增加,表层土与深层土的土壤可培养细菌丰度和真菌多度差异不显著,其余土壤微生物群落多样性特征均表现为:表层土显著大于深层土;(3)灌丛对土壤微生物群落具有正效应,且表层土正效应最大;(4)灌丛对植物群落的促进作用大于对土壤微生物群落的作用。     

天山南坡高寒草地物种多样性及地上生物量研究

在新疆天山巴音布鲁克草原对高寒草甸、高寒草原和高寒草甸化草原的物种多样性进行了研究,结果表明:盖度+高度指标测度群落物种多样性指数要优于盖度和株数指标,更适于测度高寒草地的物种多样性指数。丰富度指数、Margalef指数与Shannon-wiener指数相关性显著,在小的空间研究尺度内,草地植物群落物种多样性指数受丰富度指数的影响较大。地上生物量与丰富度指数、Margalef指数和Shannon-wiener指数呈负相关关系。     

沙质草地植物群落及土壤质地对补播和翻耕措施的响应

选取3个翻耕模式(深翻、浅翻及免耕),以未补播的原生沙质草地为对照(CK),分析不同模式下禾-豆混播草地土壤颗粒组成、植物群落结构特征及数量特征,研究退化沙质草地土壤质地及植物群落对翻耕和补播措施的响应。结果表明:深翻、浅翻、免耕及CK对应的草地群落物种丰富度分别为9、9、5种和8种,机械扰动和补播牧草降低了游击型克隆植物的繁殖与扩展能力,提高了补播牧草在群落中的优势度,深翻处理下多年生禾本科及豆科牧草优势度最为明显,翻耕及补播后草地植物群落物种多样性和均匀度明显增大,生态优势度与物种多样性变化趋势正好相反,其中浅翻处理下补播草地群落物种多样性和均匀度最高,游击型克隆植物提高了原生草地生态优势度;补播草地群落地上生物量大小表现为:深翻(348.39 g·m~(-2))浅翻(285.77 g·m~(-2))免耕(242.08 g·m~(-2))CK(141.83 g·m~(-2)),且与原生草地存在极显著性差异(P0.01);补播草地土壤颗粒组成主要以50~250μm的细沙粒为主,深翻、浅翻及补播牧草显著提高了0~20 cm土层土壤黏粉粒含量和土壤颗粒体积分形维数(P0.01),土壤质地改善效果明显,土壤整体稳定性明显提高。     

科尔沁沙质草地物种多样性与生产力的关系

在地处我国北方农牧交错带的科尔沁沙地,对6个典型生境类型的沙质草地(流动沙丘、半流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、干草甸和湿草甸)的17个植物群落进行取样调查,分析草地群落多样性与生产力的关系.结果表明:沙质草地的环境梯度从贫瘠到丰富的生境变化时,17个沙质草地群落类型的物种丰富度、均匀度、多样性和凋落物与生产力关系的趋势模拟均呈单峰型函数关系,说明在沙质草地中等生产力水平时,物种多样性最高、凋落物最多.科尔沁沙地由于长期的土地沙漠化,植被出现了不同程度的受损和退化,物种多样性与生产力的变化及其二者的关系,与异质性生境中生境资源限制和长期人类干扰的共同影响有关.     

准噶尔东部荒漠植物群落的结构及数量特征

调查区植物地理成分以中亚荒漠成分为主。物种多样性指数约1.5,群落均匀度0.6左右,生态优势度值为0.3左右,反映了调查区植物群落为由少数种组成,群落优势种相对突出,群落层片结构较为简单的荒漠植物群落结构水平。     

祁连山草甸草原物种多样性和生物量与气候要素的关系

在植物生长季,通过对祁连山草甸草原物种多样性和生物量变化的实地调查,利用气象资料对生物量与气候要素的关系进行了探讨。结果表明:从海拔2 950~3 250 m,祁连山草甸草原从垂穗披碱草(Elymus nutans)+珠芽蓼(Polygonum viviparum)+紫花针茅(Stipa purpurea)群落逐渐演变为黑褐薹草(Carex atrofusca)+米口袋(Gueldenstaedtia verna)+多裂萎陵菜(Potentilla mulatifida)群落;随着海拔高度的升高,草甸草原的物种丰富度和多样性逐渐降低;海拔2 950 m处物种多样性在7月最大,海拔3 250 m处达到最大的时间比前者迟1个月,2个群落的物种均匀度在7月较大,物种相似性在8月最大,物种相异性在7月最大;海拔2 950 m处地上生物量在8月最大,地上生物量的月增加量在6月最大,海拔3 250 m处地上生物量及其月增加量最大出现的时间比前者迟1个月;草甸草原地上生物量对前1个月和前2个月的气候变化最为敏感,并且对气温比降水更为敏感。     

甘肃河西绿洲边缘积沙带所表征的气候环境信息

绿洲边缘积沙带的研究是一个新的科学问题。甘肃河西地区经过半个多世纪的防沙治沙,在绿洲边缘形成了一条积沙带。为了研究积沙带的形成和发育与气候环境因子之间的关系,对河西走廊东端至走廊中西部绿洲边缘的积沙带进行了调查。结果表明：① 年降水量是决定积沙带高度和宽度的关键因子;② 降水量是决定植被盖度的关键因子,降水对天然植被盖度的影响大于对包括人工植被在内的植被总盖度的影响,随着降水增加,背风坡植被盖度增加幅度大于迎风坡;③ 积沙带不同样点之间植被盖度的差异主要是由植株个体大小引起的,亦即降水对植株个体大小的影响大于对植株密度的影响。     

半日花（Helianthemum songaricum）根系生态适应特征

珍稀濒危灌木半日花（Helianthemum songaricum）是古老的第三纪孑遗植物,其群落是荒漠植被的主要类型之一。采用全根挖掘法研究西鄂尔多斯半日花的根系形态特征,调查群落内土壤机械组成和有效降雨后土壤水分的垂直分布格局。结果表明：半日花根系分布深度在100 cm左右,根幅为冠幅的30倍以上,根冠比为2～3;...     

Desert vegetation distribution and species-environment relationships in an oasis-desert ecotone of northwestern China

Environmental heterogeneity significantly affects the structure of ecological communities. Exploring vegetation distribution and its relationship with environmental factors is essential to understanding the abiotic mechanism(s) driving vegetation succession, especially in the ecologically fragile areas. In this study, based on the quantitative analysis of plant community and environmental factors in 68 plots at 10 different transects in the Minqin oasis-desert ecotone(ODE) of northwestern China, we investigated desert vegetation distribution and species-environment relationships using multivariate analysis. Two-way indicator species analysis(TWINSPAN), detrended correspondence analysis(DCA), and canonical correspondence analysis(CCA) methods were used. A total of 28 species, belonging to 27 genera in 8 families, were identified. Chenopodiaceae, Zygophyllaceae, Gramineae, and Leguminosae were the largest families. Annual and perennial herbs accounted for 28.60% of the total number of plants, while shrubs(42.90%) were the most dominant. Nitraria tangutorum was the constructive species of the desert plant community. We divided the 68 plots surveyed in this study into 7 community types, according to the results of TWINSPAN. The distribution of these 7 communities in the DCA ordination graph showed that species with a similar ecotype were clustered together. Results of CCA indicated that groundwater was the dominant factor influencing vegetation distribution, while distance between plot and oasis(Dis) and soil electrical conductivity(EC) were the local second-order factors. Our study suggests that optimizing the utilization of groundwater in oases is key to controlling the degradation of desert vegetation. The favorable topographic conditions of sand dunes should be fully utilized for vegetal dune stabilization, and the influence of soil salinity on the selection of afforestation tree species should be considered.     

北方农牧交错带沙地生物结皮研究

为了解我国北方农牧交错带生物结皮的生态意义,本文以宁夏盐池为例,采用样线调查法进行结皮及植被调查,并在有结皮和无结皮覆盖两种情况下进行入渗试验。研究表明:北方半干旱区生物结皮对植物生长存在先促进、后抑制的过程。在风蚀环境条件和不稳定的土壤条件下,生物结皮的出现可创造适合植物生长的微环境,为植物的生长提供了条件。方差分析显示有结皮时的植被盖度明显高于无结皮覆盖的植被盖度。当环境条件改善时,结皮开始抑制植物的生长,两者存在一种显著的线性负相关关系。研究区从封育边缘到核心,结皮盖度为核心>边缘,植被盖度正好相反,两者的相关系数高达-0.920;生物结皮对入渗具有明显的阻碍作用,结皮盖度与入渗深度之间呈线性负相关,相关系数为-0.765,说明结皮的存在使土壤水分呈现浅层化趋势。     

几种工程措施对黄土区陡峭边坡植被盖度的影响及其机理

陡削以兰州新区的一段陡峭边坡作为试验地点,通过分析在植被重建初期经人工整地后形成的4种微地形(大圆形坑、小圆形坑、条形坑和原状坡面)的植被盖度特征及环境因子(土壤硬度和水分、地表和空气温度、坡位、无纺布)对植被盖度的影响,探寻能有效提高植被盖度的几种工程改造措施。研究表明:①铺设了无纺布坡面的植被盖度显著大于对照坡面;陡峭边坡不同坡位的植被盖度:下坡位>中坡位>上坡位(P<0.05),这与自然坡面植被盖度分布规律一致。②3种微地形的植被盖度均显著大于陡峭坡面,其中条形坑的土壤水分和植被盖度最大,最大盖度维持的时间最长。③微地形和坡面的植被盖度均与土壤水分呈显著正相关,与空气温度、地表温度均呈显著负相关;微地形的土壤硬度(3kg·cm^-2)适宜植物生长,大于该值会对植被生长产生抑制作用;铺设无纺布有利于促进上坡位的植被生长,使坡面植被分布更均匀。研究结果表明,在陡峭边坡坡度、坡位和温度等无法改变的情况下,选择对压实的坡面进行整地翻耕处理,增加长条坑的数量并铺设无纺布等有效的工程改造措施,能显著增加植被盖度,促进植被恢复。     

浑善达克沙地不同植被下的土壤水分状况

浑善达克沙地的中东段阳坡近裸的流动风沙土 0 - 1 0cm土层整个生长季内平均含水量较低、波动也比较大 ,而在 1 0cm以下则基本稳定在 3%左右 ,尤其是深层。丘间低地草本群落下的土壤湿度随深度增加变化较大 ,2 0cm以上土层含量较高 ,40 - 5 0cm土层的含水量最低 ,波动也剧烈 ,90cm以下达裸沙含水量水平。阴坡灌丛下 ,最低土壤含水量出现在 70 -90cm土层 ,深层土壤含水量长期稳定在 1 .5 %左右。这说明植物的生长使根层土壤含水量下降 ,而且不同植物利用水的土层及利用土壤水的量不同。这可能是引起流动风沙土向固定风沙土转变过程中地表植被演替及决定地区顶级群落的主要原因。在干旱半干旱地区 ,植被影响着降水在土层中的分布及地表的蒸散条件 ,使土壤有效水向浅层分配。而降水在土壤不同深度的分配及入渗深度 ,决定着地表植被的生活型 ,从而影响地表植被的演替方向及顶级类型。需水量较大的灌丛在沙丘阴坡能形成稳定的群落 ,是由于沙丘为植物避免干旱胁迫 ,延长在干旱季节的生存时间创造了条件 ,因此 ,沙丘是沙地的重要环境资源 ,尤其是高大沙丘 ,在这类地区的防风固沙中具有重要的作用。     

卡拉麦里山有蹄类保护区鹅喉羚的采食地选择

2006-2007年,通过野外直接观察采样的方法,研究了新疆卡拉麦里山有蹄类动物保护区内鹅喉羚的采食地特征。Mann-Whitney U检验表明,春夏秋三季鹅喉羚采食地内的植物种数、植被盖度、植被高度和可食生物量均显著高于对照地中相应成分。主成分分析表明,影响研究区内春夏秋三季鹅喉羚采食地选择的关键环境因子是食物因子(植物种数,可食生物量和各季节大宗食物密度)、警戒因子(坡位和植被盖度)、温度因子(坡向和植被高度),以及水分因子(富含水分的食物)。冬季鹅喉羚经受严重的放牧干扰,采食地呈现为生存而被迫选择局部次适宜区域栖息的特征。     

民勤荒漠植被的形成与演替过程及其发展趋势

甘肃省民勤县是我国的典型荒漠化地区,自西汉以来生态环境逐渐退化,植被经历了一个从沼泽植被到盐生草甸植被再到荒漠植被的退化过程。水资源的变化是决定当地植被退化的主导因子,在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。目前,荒漠植被正处于进一步退化过程中。退化演替的同一阶段存在多种演替过程,现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。20世纪中叶,在当地是从盐生草甸植被向荒漠植被演替的过渡时期,20世纪50年代以来,荒漠植被逐渐占据了优势。目前的天然种子植物共有22个科,72个属,127个种,其中以典型荒漠为主,共有3个植被型,7个群系组,17个群系。植物种类少,群落结构简单,群落随生境的分异性较大。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。在干旱内陆盆地,一旦水资源供给减少,湖盆、河道干涸,泥沙出露,形成沙漠和沙漠化则是必然结果。     

Vegetation dynamics of coal mining city in an arid desert region of Northwest China from 2000 to 2019

Coal mining has led to serious ecological damages in arid desert region of Northwest China. However, effects of climatic factor and mining activity on vegetation dynamics and plant diversity in this region remain unknown. Wuhai City located in the arid desert region of Northwest China is an industrial city and dominated by coal mining. Based on Landsat data and field investigation in Wuhai City, we analyzed the vegetation dynamics and the relationships with climate factors, coal mining activity and ecological restoration projects from 2000 to 2019. Results showed that vegetation in Wuhai City mostly consisted of desert plants, such as Caragana microphylla, Tetraena mongolica and Achnatherum splendens. And the vegetation fractional coverage(VFC) and greenness rate of change(GRC) showed that vegetation was slightly improved during the study period. Normalized difference vegetation index(NDVI) was positively correlated with annual mean precipitation, relative humidity and annual mean temperature, indicating that these climate factors might play important roles in the improved vegetation. Vegetation coverage and plant diversity around the coal mining area were reduced by coal mining, while the implementation of ecological restoration projects improved the vegetation coverage and plant diversity. Our results suggested that vegetation in the arid desert region was mainly affected by climate factors, and the implementation of ecological restoration projects could mitigate the impacts of coal mining on vegetation and ecological environment.     

民勤荒漠区植被退化动态定位研究

白刺、沙蒿、麻黄是民勤荒漠区的主要植物种类,梭梭是当地主要固沙造林树种。定位监测表明:民勤5月下旬土壤含水率与灌木、草本植物和优势种密度及植被总盖度之间呈正相关关系。6~7月的降水量与灌木密度和植被总盖度之间呈正相关关系。5~7月的降水量和土壤水分是限制当地荒漠植被密度、盖度的关键因子。从群落类型看,深根性的麻黄和梭梭盖度比较稳定。从地貌看,流动沙丘和半固定沙丘上的植被较稳定,固定沙丘植被普遍严重退化。设置黏土沙障易形成沙面结皮,阻止降水下渗,不利于接收和保存有限的天然降水。