天山云杉林土壤种子库物种组成及其垂直空间分布

采用萌发法对天山中部海拔1 800~2 210 m天山云杉林下0~10 cm深度的土壤种子库的物种组成及其垂直空间分布进行了研究。结果表明:①种子库共有高等植物31种,除天山云杉外均属一年生或多年生草本;②种子库的储量为(404.75±291.11)粒/m2,主要组成物种有高山羊角芹(31.81%)、白花车轴草(13.40%)、仰卧早熟禾(11.55%)、天蓝岩苣(6.42%)和准噶尔繁缕(5.68%),天山云杉仅占0.86%;③在垂直空间分布上,自上而下种子数量先增加后降低,2~4 cm深度的种子数量最多,达到总量的32.2%,0~6 cm深度的种子数量占种子库种子总数(0~10 cm)的72.14%。     

天山中部天山云杉林土壤种子库海拔梯度分布格局

[目的]通过对天山北坡中部海拔1 450～2750m高度天山云杉林土壤种子库的采样与分析,深入了解天山云杉林土壤种子库的海拔梯度分布格局,以期为天山森林生态系统的保育恢复与可持续管理提供科学依据.[方法]采用野外土壤种子库采样与室内萌发相结合的方法,对土壤种子库物种组成及种子数量进行鉴定.[结果]从天山云杉林土壤种子库中共萌发鉴定出种子植物49种,隶属23科38属.随着海拔高度上升,天山云杉林土壤种子库的物种组成数量总体上呈现波动中下降的趋势,最大值出现在海拔2000 m(1 950 ～2 050 m),达到30种;相邻海拔梯度之间共有物种数量呈现先增加后下降,最后趋于平稳;土壤种子库种子密度呈现单峰分布格局,密度最大值(1 813.8±154.0粒/m2)出现在海拔2000m(1950～2050m);土壤种子库中天山云杉种子密度也呈现单峰分布格局,密度最大值(190.0±16.8粒/m2)出现在海拔1800m(1 750～1 850 m).[结论]随着海拔高度上升,天山云杉林土壤种子库的物种组成数量总体上呈现波动中下降的趋势.天山云杉林土壤种子库种子密度和土壤种子库中天山云杉种子密度随着海拔高度上升均呈现单峰分布格局,但二者在海拔垂直空间分布上不具有同步性.     

天山中部天山云杉林土壤种子库年际变化

通过定点采样,采用萌发法对天山中部天山云杉(Picea schrenkiana Fisch.et Mey.)近熟林(101-120a)和成熟林(121-160a)2004-2011年(8a)土壤种子库物种组成、种子密度的年际变化和不同间隔年限土壤种子库物种组成的相似性进行了分析。结果表明:(1)土壤种子库中共萌发鉴定出种子植物87种,隶属29科70属,其中乔木种子植物2种,灌木种子植物2种,草本种子植物83种,土壤种子库中草本植物种子密度远远大于木本植物种子密度;8个采样年份土壤种子库恒有种仅有6种;(2)土壤种子库种子密度及其中天山云杉种子密度存在巨大的年际变动,且不具有同步性;土壤种子库种子密度最大(2009年)值为(953.75±66.12)粒/m²,最小(2008年)值为(186.50±20.37)粒/m²,其中天山云杉种子密度最高(2006年)达到(584.50±53.58)粒/m²,最低(2005年)仅有(0.25±0.26)粒/m²;(3)天山云杉林土壤种子库年际间物种组成的相似性不高,Czekanowski相似系数均值仅为0.344,并随间隔年限的增加呈现减小-增大-减小的变化趋势。天山云杉林土壤种子库物种组成和种子密度稳定性差,年际间相差悬殊,物种组成的相似性不高,种子库中天山云杉种子密度主要受其种子库采样前一年天山云杉结实丰歉的影响,属间断型。土壤种子库年际变化特征可为天山森林的更新恢复和可持续经营提供科学依据。     

天山云杉林下土壤物理性质空间异质性研究

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)是整个天山植被群落的优势树种和建群种,在新疆天山中段天山云杉分布海拔范围(1 960～2 700 m)内,按海拔梯度每隔100 m取样,研究不同海拔高度天山云杉林下.土壤物理性质的变化规律.结果表明:(1)土壤容重随土层深度的增加而增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤含水量、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量随土层加深而减小;(2)0～60 cm土层中,在海拔1 960～2 300 m之间,随着高度的增加,土壤容重逐渐减小,在2 300-2 700 m之间则相反;(3)在海拔1 960～2 300m范围内,土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度、毛管持水量、饱和持水量和田间持水量随海拔升高逐渐增大,在海拔2 300 m以上.随高度增加而逐渐变小;非毛管孔隙随着海拔高度的变化不大.(4)海拔2 500 nl处的土壤自然含水量最高.     

天山中部天山云杉林土壤种子库与地上植被的物种相似性

[目的]天山云杉(Picea schrenkiana Fisch.et Mey.)林是天山山地最主要的地带性森林植被,为新疆绿洲生态系统的生命之源,对水源的涵养发挥着不可或缺的重要作用.通过对天山北坡中部头屯河上游海拔1 750～2 750 m高度天山云杉林土壤种子库的采样和地上植被的调查分析,旨在深入了解二者在物种组成上的相似性程度,以期为天山森林生态系统的保育与恢复提供科学依据.[方法]采用土壤种子库采样与地上植被调查一一对应的方法和Jaccard相似性系数.[结果]从天山云杉林土壤种子库中共萌发鉴定出种子植物53种,隶属24科43属,从其地上植被调查中共鉴定出种子植物58种,隶属27科49属,二者共有物种43种.在l 750～2 750 m的10个海拔高度(梯度100 m)上,土壤种子库与地上植被物种组成的Jaccard相似性系数分别为0.35、0.31、0.30、0.29、0.30、0.26、0.23、0.22、0.21、0.18,均值为0.27.[结论]天山云杉林土壤种子库与地上植被的物种组成相似性不高,且随着海拔高度的增加,其相似性呈现减小的趋势.     

荒漠化草原土壤种子库的季节动态和垂直分布

[目的]掌握荒漠化草原土壤种子库的季节动态和垂直分布。[方法]采用萌发法测定内蒙古高原荒漠化草原不同季节(种子成熟期、生长季初期和生长季中期)、不同土层(0~3、3~6、6~9 cm)土壤种子库的总种子数、种子发芽指数和RGF。[结果]土壤种子库中的总种子数和种子发芽指数均从种子成熟期(9月)—生长季初期(次年5月)—生长季中期(次年7月)呈下降的趋势;RGF的季节动态整体呈现出先上升后下降的单峰趋势;总种子数从浅层到深层(0~3、3~6、6~9 cm)呈现递减趋势;种子成熟期的RGF从浅层到深层呈现增加趋势;生长季初期的RGF从浅层到深层呈现出先下降后上升的趋势;不同土壤深度快速萌发种子占土壤种子库总数比例不同,表现为0~3层(33.48%)3~6层(11.54%)6~9层(9.38%);土壤种子库中以一年生、多年生草本为主,未统计到灌木种子。[结论]研究结果为内蒙古高原荒漠化草原的生态恢复提供了理论依据。     

天山云杉林不同发育阶段种群分布格局研究

以新疆西部天山云杉林6hm2永久样地调查数据为基础,采用点格局分析方法,对不同发育阶段的天山云杉种群空间分布格局和种群之间相关性进行统计分析。结果表明:1)调查样地内天山云杉群落物种组成简单,仅7个物种,区系成分均为温带成分,是以天山云杉为主的单优植物群落。2)样地内天山云杉大树个体数较多,小树和中树个体数较少,不同发育阶段其个体密度大小顺序为:大树中树小树,表现为衰退型种群。3)天山云杉不同发育阶段种群分布格局与研究尺度紧密相关,各发育阶段均以聚集型分布为主;不同尺度下均表现为小树的聚集强度最大,中树次之,大树最小。4)天山云杉种群不同发育阶段之间存在着相关性,大树和小树表现为显著的负相关;中树和小树在中小尺度上呈现显著的正相关,大尺度上相关性不显著;中树和大树相关性不显著。     

金阳石林地区土壤种子库的储量与组成

通过种子萌发法．对贵阳市金阳石林地区的土壤种子库储量与组成的研究表明．土壤种子库中的植物有40种．其中草本38种．木本2种。在0-20cm的土层中．随着深度的加深。种子密度由0～5cm、5～10cm、10～15cm、15～20cm逐渐减少,但0～5cm层与5～10cm层差别很小．同样10～15cm层与15～20cm层差别亦很小,只有10～15cm层较其上一层5～10cm层小得较多、从物种组成来看．少数物种的种子在库中的储量十分丰富,它们依次是黔中紫菀(Aster menelii)、显子草(Phaenos perma globasa)、山苦荬（Lreris chinensis)和蒲公英(Taraxacum mongolicam)     

典型天山云杉林空间分布格局及空间差异

为了研究天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)林的空间分布格局,选取天山山脉不同经度天山云杉林,设置4块具有代表性的样地,应用多距离空间聚类分析(Ripley’s K函数)方法,分析天山云杉空间格局及空间差异。结果表明：小径阶(D_BH≤4 cm)天山云杉的聚集强度极大,随径阶的增大,天山云杉林分布格局由聚集分布转为随机分布的趋势;天山云杉各龄级之间的级差越小,正关联性越大,随着龄级差变大,逐渐变为负关联性,成熟林与过熟林之间并无明显空间关联性;天山中西部天山云杉与忍冬空间上存正关联性,其余各经度均无明显关联性,各样地的天山云杉与其它灌木空间上多表现为负相关(抑制作用);天山中西部的天山云杉林整体聚集强度最高。     

新疆东部天山蝶类多样性及其垂直分布

2006-2008年研究了新疆东部天山蝶类多样性和垂直分布。结果表明:研究区域内共记录蝴蝶7科43属63种,占新疆已记录蝶类种数的24.80%,区系组成主要是古北种,占73%;其次是广布种,占27%,没有发现东洋种。其中蛱蝶科的物种数最多,为11属19种,蚬蝶科的物种数最少,只有1属1种。按海拔将生境分为5个垂直自然带,包括低山灌木草原带、山地森林草原带、亚高山草甸带、高山草甸带、垫状植被带。蝶类物种数和个体数排序为亚高山草甸带>山地森林草原带>低山灌木草原带>高山草甸带>垫状植被带。采用Shannon-Wiener指数和G-F指数对蝶类物种和科、属的多样性进行了分析评价,结果显示亚高山草甸带的蝶类多样性最为丰富,其次是山地森林草原带和低山灌木草原带,而高山草甸带和垫状植被带的蝶类多样性相对较低,物种和科、属多样性分析结果均一致。蝶类垂直分布明显,物种数和个体数随海拔变化的趋势类似,均为先增加后下降。蝶类区系成分随着海拔升高发生改变,广布种的比例逐渐降低,高山草甸带和垫状植被带只有古北种分布。研究结果显示,生境改变对蝴蝶群落影响明显,保护生境是保护蝴蝶生存的最主要措施。     

天山云杉针叶提取物对种子萌发和幼苗生长的自毒作用

在人工气候箱中模拟野外种子萌发和生长条件,设定光周期为20 ℃, 16 h,暗周期为15 ℃, 8 h,对天山云杉不同浓度针叶水浸提取液对其种子萌发和幼苗生长的影响进行了实验研究.实验结果表明：天山云杉针叶水浸提取液对其种子萌发和幼苗生长存在自毒作用.在浓度较低时,自毒作用主要表现为对种子萌发的延迟;在浓度较高时,自毒作用主要表现为对种子萌发的强烈抑制,并且随着浓度的增大抑制作用逐渐增强.当提取液浓度达到0.100 g/mL（1 g/mL为1 mL水溶液中含有1 g针叶干物质的提取物,下同）时,对种子萌发的抑制作用达到极显著水平（P＜0.01）,抑制率达到31.3%;当提取液浓度达到0.050 g/mL时,对幼苗胚根、胚芽伸长的抑制作用达到极显著水平（P＜0.01）,抑制率分别达到44.0%和27.8%.     

天山云杉凋落物提取液对种子萌发和幼苗生长的自毒作用

设定光周期为20℃、16 h,暗周期为15℃、8 h,在人工气候箱中对天山云杉不同浓度凋落物水浸提取液对其种子萌发和幼苗生长的影响进行了实验研究.结果表明:天山云杉凋落物水浸提取液对其种子萌发和幼苗生长存在自毒作用.当提取液浓度达到0.025 gDW mL-1时,对种子发芽势和发芽指数的抑制作用达到极显著(P＜0.01),抑制率分别为14.5;和29.3;;当提取液浓度达到0.1 gDW mL-1时,对种子发芽率和幼苗胚芽、胚根生长的抑制作用达到极显著(P＜0.01),抑制率分别为21.2;、34.1;和51.3;,并显著延长种子的发芽时间;当提取液浓度达到0.2 gDW mL-1时,对幼苗鲜重增加的抑制作用达到极显著(P＜0.01),抑制率为31.4;;提取液浓度对幼苗干重增加的影响不显著.实验还表明,在低浓度(≤0.05 gDW mL-1)时,天山云杉凋落物提取液对其种子的发芽率表现出一定的促进作用.     

天山云杉林不同林型物种多样性对土壤因子的响应

[目的]研究2种林型林下草本植物多样性对土壤因子的响应,为新疆天山云杉林土壤质量的管理和物种多样性的保护提供依据.[方法]采用样地调查的方法,以中生草类-天山云杉林和藓类-天山云杉林2种林型为研究对象,通过野外调查数据计算α多样性指数,分析幼龄期(0～60 a)、中龄期(60～100 a)、近熟期(100～120 a)...     

温度变化对天山云杉凋落物3,4-二羟基苯乙酮自毒作用的影响

[目的]在全球气候变暖背景下,检验“自毒作用对天山云杉天然更新障碍温度效应假设”,为应对气候变化的天山云杉林保育与可持续经营提供科学依据.[方法]以天山云杉生长季(5～8月)天然林地表层(1 ～5 cm)土壤昼(光同期)夜(暗同期)平均温度(12℃,4℃)为基准,采用智能环境模拟温度变化对天山云杉凋落物3,4-二羟基苯乙酮(DHAP)自毒作用的影响.[结果]温度≥(14℃,6℃),DHAP处理液浓度≥7.5mM时,显著或极显著抑制天山云杉种子萌发,并对幼苗生长表现出显著的抑制作用.[结论]温度升高会增强DHAP的活性,降低其产生自毒效应的临界浓度,使天山云杉天然更新更易受到自毒作用的影响.     

更新方式对天山云杉林土壤碳氮的影响

【目的】 研究天山云杉林不同更新方式对土壤碳氮的影响,了解碳、氮的生物地球化学循环。【方法】 采用典型样方法,研究新疆天山云杉林不同更新方式对土壤碳氮含量的影响。【结果】 不同更新方式下林地土壤有机碳、全氮含量均随着土层加深呈逐渐下降的趋势。不同更新方式间土壤有机碳含量的差异主要在0~25 cm土层。与老龄云杉林相比,更新后,天然更新林、人促更新林和人工更新林0~10 cm土层土壤有机碳含量分别下降21.08、27.83 和53.2 g/kg, 10~25 cm土层分别比老龄云杉林下降9.09、13.88和13.83 g/kg,且与老龄云杉林差异均达到显著水平(P < 0.05);而不同更新方式间全氮含量的差异主要在0~10 cm土层,分别比老龄云杉林下降0.44、0.71和0.98 g/kg,且与老龄云杉林差异均达到显著水平(P < 0.05)。不同更新方式对林地土壤有机碳及全氮储量的影响不同,75 cm深土壤有机碳及全氮储量的大小顺序依次为,天然更新林＞人促更新林＞人工更新林。【结论】 不同更新方式对林地土壤碳氮影响程度不同,人工更新林土壤碳氮含量比天然更新林土壤下降的更为明显,其中表层土壤反映最为敏感,下降最快。