干旱区草地退化过程中群落物种多样性研究

本文对宁夏东部退化草原生态系统主要群落植物多样性特征及草原植被沙化过程植物多样性变化情况进行分析.结果表明原生地带性群落以及演替早期类群多样性程度高,受干扰严重的退化群落多样性程度低;群落植物多样性与种群生物量的变化及种群在群落中的消长有密切联系;植被沙化过程植物多样性呈下降的变化趋势.     

退化荒漠草原恢复过程中植被生态学特性的变化

对退化草原自然恢复演替过程植被变化的研究是认识其恢复过程、机理、探讨恢复的限制因子和进一步制定快速、低投入生态恢复措施的基础。通过对内蒙古荒漠草原地带退化草原的恢复过程研究可知,在退化草原群落自然恢复过程中,植物高度上升;植被盖度和生物量增加;物种数先增加后降低逐渐趋于稳定。群落的物种多样性和均匀度先明显增长后趋于平缓稍微有所下降,物种丰富度和优势度先增加后减少再增加再减少,这一变化与该区草原植被特征及人为干扰活动有关。即在禁牧初期,一些一、二年生植物的侵入,以及退化群落中建群种、优势种得以优先恢复,所以植物群落各特征都呈增长趋势;而随着禁牧年限的增长,草原群落结构趋于稳定,各植被生态特征变化都呈平稳波动。     

退化典型干草原群落特征与多样性的恢复动态

对退化草原自然恢复演替过程植被变化的研究,是认识其恢复过程、机理、探讨恢复的限制因子和进一步制定快速、低投入生态恢复措施的基础。通过对内蒙古典型干草原地带退化草原〔冷蒿(Artemisia frigida)、百里香(Thymus serpyllum)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)等为主〕禁牧8a的恢复过程研究表明:在退化草原群落自然恢复过程中,植物高度上升;植被盖度和生物量增加;物种数先增加后降低逐渐趋于稳定。群落的物种多样性和均匀度先明显增长后趋于平缓稍微有所下降,物种丰富度和优势度先增加后减少再增加再减少,这一变化与该区草原植被特质及人为干扰活动有关。即在禁牧初期,一些1、2a生植物的侵入,以及退化群落中建群种、优势种得以优先恢复,所以植物群落各特征都呈增长趋势;而随着禁牧年限的增长,草原群落结构趋于稳定,各植被生态特征变化都呈平稳波动。     

呼伦贝尔羊草草甸草原植物多样性与退化程度关系

对不同退化程度下呼伦贝尔羊草草甸草原植物多样性进行了研究.结果表明:随草原退化程度加重,植物种数目逐渐减少,其中禾本科植物物种明显下降,而豆科、菊科、莎草科植物物种数目变化不大;生活型内多年生草本植物和半灌木类植物种逐渐减少,而一、二年生草本则呈现"低-高-低"的波动变化;中生植物物种数目在群落中所占比例明显下降,而中旱生和旱生植物所占比例逐渐上升;在草原退化过程中,植物群落发生了羊草+杂类草草原-羊草+寸草苔-寸草苔的逆向演替;随草原退化加剧,群落α-多样性明显下降,其中重度退化草地的物种丰富度、多样性、均匀度分别比轻度退化草地下降了27%、62%、61%;β-多样性指数表明,轻度退化草地与中度、重度退化草地的群落结构相似性较低,中度与重度退化草地之间相似性较高.     

甘肃玛曲高寒草原沙化草地植物多样性研究

玛曲高寒草原是青藏高原的重要组成部分和黄河上游地区的主要水源涵养区,高寒草地沙质荒漠化和水土流失已严重威胁到青藏高原生态系统的安全。通过重要值理论和多样性理论对玛曲高寒草原不同程度沙化草地植被群落植物多样性进行研究,为治理流沙和草地生态系统恢复提供理论依据和技术支撑。结果表明:①随着沙化程度的加剧,高寒草原生态系统向高寒沙质荒漠生态系统转化,群落以苔草+早熟禾群落→苔草+防风+嵩草群落→球穗莎草+防风+苔草群落→赖草+虫实+苔草+防风群落的方向演替。大多数高寒草地物种退出群落,而适应沙质荒漠的物种逐渐占据优势地位;②群落丰富度指数、多样性指数急剧下降,均匀度指数呈现先增加后减小的趋势,在中度沙化草地达到最大,而群落优势度逐渐增加,在重度沙化草地增加明显;③潜在沙化草地Whittaker指数远小于沙化草地,而不同沙化草地之间Whittaker指数的差异不显著。潜在沙化草地相异性系数CD和共有度指数CP与沙化草地差异性显著,而且随着沙化程度的加剧,差异越显著。所以应加强潜在沙化草地的保护措施,而对沙化草地应采取流沙治理措施进行生态修复,防止草地沙化的加剧和蔓延。     

天山高寒草原不同退化梯度紫花针茅群落结构特征研究

【目的】研究巴音布鲁克高寒草原退化草地植物群落结构特征,为退化草地合理利用提供理论依据。【方法】采用样方法,调查研究区退化草地物种组成、群落结构并分析生态经济类群及物种多样性与地上生物量的关系。【结果】随着退化程度的增加,草地中优势种紫花针茅被小型禾草溚草取代;高寒草原退化标志植物天山赖草、绢毛委陵菜等杂类草重要值增加;禾本科、豆科等优良牧草地上生物量逐渐减少;群落内地上生物量显著降低了50%(P0.05),群落地上生物量与物种丰富度指数呈显著线性正相关,与多样性指数、均匀度指数呈显著线性负相关关系。【结论】巴音布鲁克高寒草原退化草地植被群落结构简单化,导致草地质量和生产力明显下降;草地群落物种丰富度影响草地生产力。     

围栏封育下山地灌草丛草地植被植物多样性与生物量的研究

 2006年3月，以云南省永胜县内干热河谷地区的退化草地为研究对象，在2004年设置的围栏封育区和对照区内，对植物的盖度、密度、频度、高度以、地上生物量及植物物种多样性进行了调查和研究。结果表明，围栏封育后退化草地的植被盖度明显变化，盖度总体变化趋势为：轻度退化围栏封育区>轻度退化对照区>重度退化围栏封育区>重度退化对照区。群落多样性总体表现同盖度的表现一样。群落均匀度指数、丰富度基本上与群落多样性指数呈正相关。群落的生态优势度指数与群落多样性指数呈负相关。围栏封育区地上生物量均高于对照，生态和经济效益明显。随着退化程度加剧，分布在各层的植物根量越来越少，地下根系具有浅层化特点。     

新疆巴音布鲁克高寒草原植被多样性退化演替分析

【目的】以新疆巴音布鲁克高寒草原为对象,研究植被多样性的退化演替规律,为高寒草原的科学管理提供理论依据。【方法】采用空间退化梯度代替时间退化演替序列的方法,对巴音布鲁克不同退化阶段高寒草原植物群落进行野外调查,运用α多样性、β多样性等指标研究植被多样性变化并探讨其演替规律。【结果】(1)Simpson优势度指数在草地退化后显著上升了9.6%~13.7%,Margalef丰富度指数随着退化演替的加剧基本呈先略微增加后显著下降的变化趋势,而Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数均呈先增后降再增的波动变化;(2)随退化程度的加剧,样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,从而导致β多样性增加;Cody指数(二元属性数据)先升高后减小,沿着退化梯度,物种替代速率加快后逐渐减慢;轻度退化与中度退化、重度退化间Bray-Curtis指数较大,说明退化梯度之间存在较多的共有种。【结论】高寒草原在退化演替过程中群落物种组成发生替代变化,适口性好的物种减少,毒害草增加,导致草地质量下降。     

高原鼠兔种群密度与草场植被群落结构的相关性

[目的]调查研究高原鼠兔种群密度与草场植被群落结构间的相互关系,为草原草场保护和鼠害防治提供科学依据.[方法]以青海省玉树藏族自治州隆宝滩国家级自然保护区的高寒草甸区为研究对象,对当地不同鼠兔种群密度区的植被群落结构进行分析,包括毒杂草/牧草比例、植被物种丰富度、生物量、盖度、物种多样性等.[结果]植被生物量和盖度与鼠兔种群密度均存在显著的线性相关,其相关系数(r)分别为0.1933和0.1919,线性方程分别为:y=12.686+0.216x和y=1.130+0.270x.高生物量和盖度的草场植被群落结构对高原鼠兔种群密度增加有一定的抑制作用,但适当的鼠兔种群密度对保持草场植被生物多样性和降低毒杂草比例有一定的积极作用.[结论]鼠害并不能直接导致草场退化和荒漠化,只是在过度放牧的草地上加剧了草场的退化速度而形成恶性循环,因此,对鼠兔种群密度进行实时监控,采取轮牧等方式适当控制放牧密度,是保护草原草场的有效措施.     

盐池县草地不同沙化阶段植物群落特征

以宁夏盐池县5种不同沙化类型草地：潜在沙化草地、轻度沙化草地、中度沙化草地、重度沙化草地和极度沙化草地为研究对象,通过野外调查,分析植被物种组成和群落物种多样性的变化,以探讨沙化对草地植被的影响．结果表明：随着沙化程度的加重,旱生多年生草本植物逐渐被沙生一年生草本植物及沙生灌木、半灌木取代;物种丰富度指数、多样性指数自潜在沙化草地至极度沙化草地均逐渐下降,群落趋向于简单和不稳定,物种的替代率升高;群落相似性系数以重度沙化草地与极度沙化草地之间最高,而潜在沙化草地与极度沙化草地之间最低．     

围栏封育对盐池荒漠草原植被群落特征的影响

通过对盐池县不同立地类型围栏内外封育3年的荒漠草原植被数量特征及多样性研究,结果表明:围栏后,荒漠草原草本植物密度围栏内比围栏外增加了2～10株/m2、盖度增加5%～38%。草原围栏内产草量比围栏外增加了560～2 077.7 kg/hm2,固定沙地白沙蒿的减少使得围栏外产草量比围栏内高594.8 kg/hm2;围栏封育后荒漠草地植物的群落结构发生了很大的改变,围封草地上的退化指示植物逐渐从群落中退出,多年生禾本科植物增加。植物群落Shannon-Wiener指数增加,Pielou、Partrick和Simpson指数都发生了变化,群落植被的丰富度得以改善,优势植物的优势地位也逐渐明显,而且植被分布也趋向均匀稳定。     

陕北西阳湾植被恢复的特点初探

分析了西阳湾地区主要植物群落类型的种类组成、空间结构、物种多样性、生物量及土壤特性.结果表明,该区的植被恢复经历了禾草草原群落阶段、半灌木草原群落阶段、灌丛草原群落阶段,最终将到达顶极群落--疏林草原群落.在植被恢复过程中,水热条件和土壤肥力的变化是群落演替的基本动力.     

退化高寒干旱草地植物群落多样性特征

对青海省三角城种羊场的高寒干旱草地植物群落多样性特征进行了调查研究,结果表明,随退化程度的加剧,放牧草地的群落物种组成、结构和植被群落多样性发生了重大改变。在长期的放牧利用过程中,草地群落的优势物种由原始的赖草、早熟禾逐渐演变为紫花针茅,其伴生种也发生了明显的相互更替。随着草地退化程度的加重,群落的植物多样性和物种丰富度及均匀度都明显的随之降低,而群落的优势度逐步增大。而围栏封育的草地物种多样性、丰富度和均匀度均显著低于适度放牧利用的草地。因而,对于高寒干旱草地,适度的放牧利用有利于群落物种丰富度和多样性的提高,过度放牧势必导致植被群落的逆向演替,长期的围栏封育并不利于物种多样性和丰富度的提高。     

伊犁绢蒿荒漠植被特征和多样性退化演替分析

【目的】研究蒿属荒漠春季植被特征和多样性的退化演替规律,为建立生态恢复及可持续利用方案提供一定的基础资料。【方法】以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠为对象,采用野外调查的方法,研究轻度退化(LD)和重度退化(HD)荒漠的群落特征、多样性指数的春季演替规律。【结果】(1)随着退化演替程度的加重,群落高度显著降低了20.8%,群落密度显著增加了6.1倍(P0.05),但群落盖度和地上现存量对退化的响应不明显(P0.05)。(2)随着退化程度的加重,Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数ShannonWiener指数和Pielou均匀度指数分别显著增加了73.5%,52.1%,91.3%和26.9%(P0.05)。【结论】在退化演替过程中,伊犁绢蒿荒漠朝着植被种群低矮化,群落复杂化的方向演替。     

放牧强度对草甸草原植物群落特征及营养品质的影响

【目的】植物群落特征是草地生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下植被退化的重要生态学指标之一。研究不同放牧强度下温性草甸草原植物特征及品质变化情况,以了解放牧作用下草原植物退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析6种不同放牧强度(对照区G0.00:0,轻度放牧G0.23:0.2 cow.AU/hm~2,较轻度放牧G0.34:0.34 cow.AU/hm~2,中度放牧G0.46:0.46 cow.AU/hm~2,较重度放牧G0.69:0.69 cow.AU/hm~2,重度放牧G0.92:0.92 cow.AU/hm~2)下温性草甸草原植物群落数量特征、多样性、功能群与营养品质的变化,并探讨他们之间的相关性。【结果】放牧强度大于0.34 cow.AU/hm~2时,群落盖度、群落高度、群落地上生物量、原有优势植物(羊草(Leymus chinensis))和贝加尔针茅(Stipa baicalensis))生物量、地下生物量、枯落物生物量均呈现显著降低(P0.05),退化指示植物生物量(冷蒿、二裂委陵菜、星毛委陵菜和寸草苔)显著增加(P0.05);随着放牧强度的增加,群落α多样性指数呈现先升高后降低的趋势,放牧强度为0.34—0.46 cow.AU/hm~2时,草地群落α多样性指数最高,符合中度干扰假说;植物功能群禾本科植物及其优势植物重要值随着放牧强度的增加逐渐降低,当放牧强度大于0.23 cow.AU/hm~2时,优势植物重要值显著降低(P0.05),莎草科与退化指示植物重要值显著增加(P0.05)。放牧不同程度增加了植物粗蛋白、粗灰分、总磷、钙和无氮浸出物含量,显著降低了植物粗脂肪、中性洗涤纤维和粗纤维含量(P0.05);群落α多样性指数相互之间呈极显著正相关(P0.01),与植物功能群豆科植物和杂类草重要值呈显著正相关、与禾本科植物重要值呈负相关;植物功能群禾本科和毛茛科植物重要值与植物酸性洗涤纤维和钙呈显著负相关、与中性洗涤纤维呈显著正相关,莎草科植物重要值与之相反。【结论】不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,放牧强度为0.23—0.34 cow.AU/hm~2较为适宜,适度放牧有利于提高群落物种多样性,保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。     

呼伦贝尔草甸草原不同退化程度草地群落物种组成特征分析

以呼伦贝尔草甸草原羊草+杂类草群落和贝加尔针茅+羊草群落为研究对象,对不同退化程度下的植物群落组成定量分析研究。结果表明,随着草地退化程度的增加,群落物种组成逐渐单一,数量逐渐减少,其中代表草甸草原成分的物种重要值变化较明显,群落伴生种的重要值随着退化程度的增加而降低,有些耐践踏、适口性差的物种如寸草苔、披针叶黄华、糙隐子草等对草甸草原具有一定指示作用的物种重要值具有上升的趋势;群落物种组成发生明显变化,轻度和中度退化草地仍以禾本科为优势种,退化指示类的菊科植物的重要地位得到提升,中度退化区蔷薇科和毛茛科植物不断增加,袁重度退化阶段,多以耐践踏的菊科植物、莎草科和小型禾草占优势。     

宁夏干旱风沙区人工柠条林内植被恢复的研究

研究了宁夏毛乌素沙区退化草地封育后人工柠条林内草地植物群落的恢复过程,尤其对群落中物种的替代过程及群落结构的变化情况作了详细分析,结果表明,退化草地在种植了人工柠条林后,植物群落随着柠条的生长,其物种丰富度发生了很大的变化,多年生植物逐渐取代了一年生植物的优势地位,群落多样性、均匀度指数不断增长,生态优势度指数逐渐降低,在带间距为6m,株行距为1m×1m的林地内,柠条生长到第11年时,植被恢复状况达到最佳,而当柠条生长到第17年时,群落出现一定的退化现象,说明采用人工柠条进行退化草地的植被恢复时,柠条的种植时间、种植密度要适合,才能达到较好的植被恢复效果.     

刈割干扰对羊草草甸草原植物功能群及多样性的影响

【目的】 刈割是草原主要利用方式之一,植物功能群和群落物种多样性是判别干扰条件下草地生态系统退化的重要生态学指标。研究不同刈割干扰下羊草草甸草原植物功能群和群落物种多样性的变化,了解刈割干扰下草原功能群与多样性变化过程和机制,为退化割草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔羊草草甸草原时空刈割配置为试验平台,于2014—2018年植物生长最旺盛的季节（即每年8月初）,采用样方法对各个小区进行群落植被调查。分析一年一割（G1）、两年一割（G2）、漏割带10 m（G3）、漏割带5 m（G4）和对照（CK）处理下草甸草原群落功能群和物种多样性变化以及刈割时间和不同刈割处理间的交互作用,探讨植物功能群与群落物种多样性的相关关系。【结果】 研究发现羊草（Leymus chinensis）在不同刈割制度下均为优势物种,但是随着刈割频次的增加呈现出羊草重要值逐渐降低,退化指示物种星毛委陵菜（Potentilla acaulis）、披针叶黄华（Thermopsis lanceolate）等重要值增加的趋势;两年一割处理下羊草、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、长柱沙参（Adenophora stenanthina）、柴胡（Bupleurum scorzonerifolium）和草地早熟禾（Poa ratensis）等植物重要值均高于其他处理。一年一割和常年不刈割处理下草地植物禾本科和豆科植物重要值所占比例减少,以退化植物居多的菊科和莎草科植物所占比例增加,在漏割带为10 m处理草地的豆科植物增加;刈割处理5年后,不同刈割制度下植物群落物种多样性指数均有增加,其中漏割带为10 m处理Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度指数增加明显。5个刈割处理均匀度指数变化趋势不同,其中G3和G4处理草地的群落均匀度有增加的趋势,分别增加16%和5.8%,G1、G2和CK草地群落均匀度指数下降,其中G1下降最大（下降了1.8%）,其次是CK（下降1.6%）,G2草地下降最少。植物群落物种多样性指数变化分析表明经过5年不同刈割处理,漏割带10 m处理的草地植物群落物种多样性提高。群落物种多样性指数与植物功能群禾本科重要值存在极显著负相关关系,与毛茛科和菊科重要值呈现显著正相关关系。【结论】 长期高频度刈割会导致草原退化,同样对草原长期不利用也会致使草原发生逆行演替;两年一割和漏割带为10 m的连年刈割均可以缓解群落中禾本科等优势植物比例下降,促进毛茛科植物比例增加;经过5年的不同刈割处理,漏割带为10 m的刈割处理植物群落物种多样性有所提高,即对草原进行适度刈割干扰（两年一割和漏割带10 m）有利于草原的可持续发展。     

青南地区"黑土滩"退化草地植被演替规律的研究

研究了青南地区“黑土滩”退化过程中植被组成、群落综合特征的变化规律,探讨了退化演替的物种替代机制及恢复演替模式。结果表明,在退化演替过程中群落主要种的优势地位发生明显的替代变化。植被覆盖度、地上生物量、优良牧草产量比例随草地退化程度的加剧而明显下降。随着退化程度的加重,草地植物根系逐渐减少,草土比的比值明显减少,比值由轻度退化类型的1:5左右演变到极度退化类型的1:400左右。     

刈割干扰对羊草草甸草原植物功能群及多样性的影响

【目的】刈割是草原主要利用方式之一,植物功能群和群落物种多样性是判别干扰条件下草地生态系统退化的重要生态学指标。研究不同刈割干扰下羊草草甸草原植物功能群和群落物种多样性的变化,了解刈割干扰下草原功能群与多样性变化过程和机制,为退化割草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔羊草草甸草原时空刈割配置为试验平台,于2014—2018年植物生长最旺盛的季节(即每年8月初),采用样方法对各个小区进行群落植被调查。分析一年一割(G1)、两年一割(G2)、漏割带10 m(G3)、漏割带5 m(G4)和对照(CK)处理下草甸草原群落功能群和物种多样性变化以及刈割时间和不同刈割处理间的交互作用,探讨植物功能群与群落物种多样性的相关关系。【结果】研究发现羊草(Leymus chinensis)在不同刈割制度下均为优势物种,但是随着刈割频次的增加呈现出羊草重要值逐渐降低,退化指示物种星毛委陵菜(Potentilla acaulis)、披针叶黄华(Thermopsis lanceolate)等重要值增加的趋势;两年一割处理下羊草、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、长柱沙参(Adenophora stenanthina)、柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)和草地早熟禾(Poa ratensis)等植物重要值均高于其他处理。一年一割和常年不刈割处理下草地植物禾本科和豆科植物重要值所占比例减少,以退化植物居多的菊科和莎草科植物所占比例增加,在漏割带为10 m处理草地的豆科植物增加;刈割处理5年后,不同刈割制度下植物群落物种多样性指数均有增加,其中漏割带为10 m处理Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度指数增加明显。5个刈割处理均匀度指数变化趋势不同,其中G3和G4处理草地的群落均匀度有增加的趋势,分别增加16%和5.8%,G1、G2和CK草地群落均匀度指数下降,其中G1下降最大(下降了1.8%),其次是CK(下降1.6%),G2草地下降最少。植物群落物种多样性指数变化分析表明经过5年不同刈割处理,漏割带10 m处理的草地植物群落物种多样性提高。群落物种多样性指数与植物功能群禾本科重要值存在极显著负相关关系,与毛茛科和菊科重要值呈现显著正相关关系。【结论】长期高频度刈割会导致草原退化,同样对草原长期不利用也会致使草原发生逆行演替;两年一割和漏割带为10 m的连年刈割均可以缓解群落中禾本科等优势植物比例下降,促进毛茛科植物比例增加;经过5年的不同刈割处理,漏割带为10 m的刈割处理植物群落物种多样性有所提高,即对草原进行适度刈割干扰(两年一割和漏割带10 m)有利于草原的可持续发展。