黄土高原草地生产持续发展研究──Ⅱ．补播沙打旺对退化草地演替的影响

沙打旺（Astragalus adsurgens）种群人工草大量进入退化草地百里香（Thymus mongoricus）群落后,不仅能有效地改良退化草地,并促进百里香群落在9-10年较短时间内演替到长芒草（Stipa bungeana）顶极群落,从而为天然草地生产的持续发展打下基础。沙打旺促进这一演替过程的机制,在于它迅速将百里香几乎完全排挤出群落之外,随着它的自然衰退而空出的空间,为长芒草占领创造了条件。沙打旺引起的这一短期人为演替过程,实际是原来百里香群落中种间关系重新调整的过程,各个种群数量变化的结局,取决于它们各自的竞争力。     

黄土高原草原植被的自然恢复演替及调节

从弃耕地香茅草群落恢复演替到长芒草原生植被需要四五十年的时间,可见原生植被破坏后的自然恢复相当缓慢的。通过补播优良牧草沙打量和兴发胡枝子能加速植被的恢复,只需１０年左右的时间即可由弃耕地或退化草地百里香群落演替到长芒草群落。     

黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复植被主要物种生态位特征

为了探究加速黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复过程的人工物种干扰措施如物种选择与搭配的科学依据，利用TWINSPAN分类方法对33个自然恢复的退耕地样方进行分类，得出退耕地在40a内主要经历了5个群落演替阶段，分别为猪毛蒿群落、赖草群落、达乌里胡枝子＋长芒草群落、铁杆蒿群落和白羊草群落。以各个群落的综合资源环境梯度为依据，对各群落主要物种生态位特征进行了分析。通过物种的生态位宽度和生态位重叠特征分析，提出了不同演替阶段的合理物种组合。     

准格尔丘陵区植物群落、人工草地和灌木林地水分生态特征比较

准格尔丘陵区位于鄂尔多斯高原最西端 ,是黄河中游水土流失治理、生态环境建设的重点区域。2 0 0 1年 8月中下旬 ,在自然条件下 ,对准格尔丘陵区主要天然优势植物群落百里香群落、沙打旺人工草地和沙棘灌木林的蒸腾耗水特征应用 L I- 1 6 0 0稳态气孔计同时进行野外测定。结果表明 :百里香和沙棘的蒸腾速率都无午休现象 ,百里香蒸腾速率峰值出现在下午 1 6 :0 0 ;沙棘在 1 2 :0 0～ 1 6 :0 0时间段内都呈较高的蒸腾速率 ,两者都为单峰型。达乌里胡枝子、糙隐子草和沙打旺的蒸腾速率日变化曲线则呈不明显的双峰型。以上 5种植物日蒸腾速率平均值从大到小的排列顺序为百里香 >达乌里胡枝子 >沙棘 >糙隐子草 >沙打旺。在连续 3年干旱和人为原因致使沙棘灌木林长势不好的情况下 ,单位面积 (1 m× 1 m )沙打旺人工草地日蒸腾累计失水量最大 ,为 75 70 .5 g,百里香群落居中 ,为 2 0 71 .4 g,沙棘灌木林最小 ,为 1 1 6 9.8g     

典型草原区退耕及封育草地土壤水分物理性质研究

对典型草原云雾山保护区退耕6a，11a（放牧8a）和16a的3个退耕地和4个封育草地（百里香群落、铁杆蒿群落、大针茅群落和长芒草群落）对照坡耕地表层土壤的水分特征曲线数学模型、持水参数和比水容量进行了测定。结果表明，封育草地的持水和供水性能要大于退耕地和坡耕地，放牧对退耕11a的持水和供水性能有较大影响。云雾山自然保护区坡地退耕和草地封育后，样地土壤的持水能力大小顺序为封育长芒草群落〉大针茅群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉退耕16a〉退耕6a〉坡耕地〉退耕11a（放牧8a）。供水能力大小顺序为封育长芒草群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉大针茅群落〉退耕16a〉退耕6a〉退耕11a（放牧8a）〉坡耕地。这说明土壤持水和供水性能随着退耕年限的增加和封育草地的正向植被演替均逐渐增强的趋势。坡地退耕和草地封育能够通过改善土壤的水分物理性质提高土壤的蓄水持水性能和抗侵蚀能力。     

黄土沟壑区植被自我修复与物种多样性变化--以吴旗县为例

以黄土高原典型沟壑区——吴旗县为例,通过对退耕或封禁后植被自然恢复过程及其物种多样性的调查分析,结果表明,在不同的空间立地条件下,植被的演替变化规律不同：阳坡与峁顶的植被演替趋向形成以长芒草为主的群落类型,而阴坡则形成以铁杆蒿和茭篙为主的群落类型。综合整个植被演替过程,形成这些群落类型需要20年左右的时间。随植被恢复演替．物种多样性大体经历了由高到低而后逐步恢复稳定的变化过程,与其它地带性植被(含森林)恢复过程中物种多样性的变化趋势基本相似。这些初步的研究结果表明生态自我修复在实践上是可行的,但要对规划和布局等提供更多依据,仍需进一步的深入研究。     

黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复植被特征及其与土壤环境的关系

 为给黄土高原退耕地的植被恢复和重建提供科学依据,以黄土高原丘陵沟壑区的安塞县为例,用系统聚类和逐步多元回归的分析方法,对退耕地自然恢复植被的演替阶段进行划分,并定量分析群落演替过程中的植被特征及其与土壤环境的关系。结果表明:黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复草地的演替,依次经历猪毛蒿群落→赖草群落→长芒草群落、铁杆蒿群落、达乌里胡枝子群落→白羊草群落。随着退耕地植被恢复的不断进行,Gleason指数、Margalef指数等丰富度指数以及群落Pielou指数,都呈现出先减小后增大的趋势,Simpson指数在演替初期及平衡阶段较大,群落生态优势度与物种丰富度的变化趋势相反。在群落的演替过程中,土壤有机质、全N、有效N和速效K的含量不断增加,土壤pH值和速效P含量不断减小,土壤表层密度变小,孔隙度变大。A层土壤全N、有效N含量、土壤pH值和C层土壤全N含量与物种丰富度呈显著正相关,A、C层土壤有机质含量和B层土壤速效K含量与其关系相反;B层土壤速效P的含量与群落生态优势度呈显著正相关;A、B层土壤速效K含量与植被群落盖度呈正相关关系,B层土壤速效P含量与其关系相反。     

吴旗柴沟流域植被物种多样性研究

为了解吴旗县植被自然恢复的基本过程及其物种多样性变化,对该县柴沟流域封禁多年的植物群落进行了研究,结果表明:柴沟流域植物种主要以猪毛蒿、达乌里胡枝子、赖草、铁杆蒿为主,阳坡的植被演替规律为猪毛蒿+狗尾草+华虫实→赖草+猪毛蒿(达乌里胡枝子、铁杆蒿、隐子草)→达乌里胡枝子+赖草(百里香、冷蒿、角蒿、铁杆蒿),阴坡植被恢复的演替规律为猪毛蒿(达乌里胡枝子、赖草)→铁杆蒿(冷蒿)。柴沟流域阴坡群落的物种丰富度、多样性、均匀度都较高,阳坡较低,混交林地的丰富度最大、均匀度最小。     

水蚀风蚀交错带退耕草坡地土壤酶活性和碳氮矿化特征

以水蚀风蚀交错带农地退耕后不同演替阶段的长芒草(Stipa bungeana)和苜蓿—铁杆蒿(Medicago sativa—Artemisia sacrorum)坡地为对象,分析了退耕坡地土壤酶活性与碳氮矿化及其空间分布特征。结果表明:(1)退耕坡地主要土壤养分含量(有机碳、全氮和全磷)不受坡位(除苜蓿—铁杆蒿坡地的全磷含量外)影响,长芒草坡地有机碳(上、中和下坡位)和全氮含量(中和下坡位)高于苜蓿—铁杆蒿坡地。(2)随坡位的降低,长芒草坡地土壤脲酶和淀粉酶活性显著增加,蔗糖酶和碱性磷酸酶活性无显著差异。而苜蓿—铁杆蒿坡地土壤脲酶和淀粉酶活性无显著差异,蔗糖酶活性显著降低。群落类型对碱性磷酸酶活性的影响与坡位无关,对脲酶和蔗糖酶活性的影响则与坡位有关。(3)土壤有机碳矿化量和矿化速率常数在长芒草坡地显著高于苜蓿—铁杆蒿坡地,且不受坡位影响。两种群落土壤氮素矿化均由硝化作用主导,长芒草坡地土壤氮素矿化量和硝化量随坡位降低而显著增加,而苜蓿—铁杆蒿坡地则相反。(4)随苜蓿—铁杆蒿群落向长芒草群落演替,蔗糖酶和碱性磷酸酶活性空间自相关性增强,脲酶和淀粉酶活性空间自相关性减弱,但仍具有强烈空间自相关性,碳氮矿化指标的空间自相关性增强。上述结果表明:在评估退耕草坡地主要土壤过程及其空间分布时,需要考虑草地群落类型或者群落演替阶段的影响。     

模糊聚类和排序在植被演替研究中的综合应用

应用模糊聚类和主成分分析(PCA)对黄土高原丘陵沟壑区植物群落演替进行研究,以探讨该方法在植被演替研究中的可行性。研究结果表明,利用模糊聚类分析和主成分分析,可以将13个样地客观地划分为5个群系。结合不同群系的恢复时间,即可判定随时间变化而呈现出的植物群落演替序列：猪毛蒿群落一赖草群落一长芒草群落一铁杆蒿群落一沙棘群落。该演替序列与传统的研究结果基本相同,说明利用模糊聚类分析和主成分分析方法研究植被演替是可行的。同时该方法数学上较为严格,且计算简单、运算量小,精度较高、可在计算机上运算,可大大提高植物群落演替研究的定量化水平,在植被演替中具有较好的应用价值。     

不同带间距柠条锦鸡儿防护林防风效应与带间植被组成

通过对四子王旗不同带间距（4 m,6 m,8 m）柠条锦鸡儿防护林风速流场与带间植被的测定,研究了其防风效果与带间植被组成情况。结果表明:（1）在不同对照风速条件下,不同带间距柠条锦鸡儿防护林均对风速具有减弱作用,并且在带间出现了风影区与加速区。（2）在距地面0~2 m高度处,林带防风效果为4 m > 6 m > 8 m,8 m宽林带对低风速（6~8 m/s）可以进行有效防护,对高风速（10 m/s）也可以控制在起沙风速以下,且风速经过4条林带的阻挡后减弱效果明显。（3）8 m宽林带间出现了以百里香、狗尾草以及蒿属为主的草本群落,与地带性草本群落（羊草+冷蒿）较为接近,恢复效果明显。确定的带宽与林带数量可为今后柠条锦鸡儿防风阻沙林建设以及多树种带状混交配置模式的确定提供重要科学依据。     

内蒙古伊金霍洛旗风沙区退耕还林还草生态效益评价

以生态可持续发展原理为基础,采用层次分析法,建立了伊金霍洛旗风沙区退耕还林还草综合生态效益评价指标体系和数学模型,指标体系包括3个层次10项指标;采用AHP法和德尔菲法确定了各指标权重。对研究区3种典型的退耕模式进行综合生态效益评价,并与未退耕荒地进行对比研究。评价结果表明:3种退耕还林模式的综合生态效益指数均达到未退耕荒地的4倍以上,退耕还林工程生物效益、水土效益、改善小气候效益、防风固沙效益显著;各退耕模式其综合效益指数排列顺序为沙柳+沙打旺模式 > 柠条+沙打旺模式 > 杨树+沙打旺模式 > 未退耕荒地,沙柳+沙打旺模式综合生态效益数值最高,在适宜的立地条件下,可以在伊金霍洛风沙区或其它风沙区生态建设中推广应用。     

紫花苜蓿、沙打旺对施入营养元素效应的初步研究

本文研究了黄土丘陵区紫花苜蓿与沙打旺在施入大量和微量营养元素后的生物量效应,以及植株中的化学元素的浓度和摄入量。结果表明:凡含有P素的试验处理,两种牧草地上部生物量均有显着增加,对紫花苜蓿根系增加的作用尤其突出。沙打旺施Mo地上部与根系生物量明显增加;各处理紫花苜蓿地上部K、Fe、Mo的浓度均高于沙打旺,而Ca、Mg、Mn、B的浓度几乎都低于沙打旺。含P处理紫花苜蓿的P浓度高于无P处理,同时伴随Zn浓度的降低。两种牧草由于施P虽然导致Zn浓度的降低,但Zn的摄入量却高于无P处理;施Mo处理地上部N、P、K、Cu、Fe、B、Mo的浓度。紫花苜蓿大于沙打旺,而摄入量则有相反趋势。     

黄土丘陵区撂荒群落地上生物量和物种多样性关系

研究黄土丘陵区撂荒群落生物量与物种多样性的关系及其影响机制,有助于明确群落演变的机理,可对该区植被恢复重建、群落演替、生物多样性保护和维持具有重要意义。为此,选取该区5个典型撂荒群落,在群落尺度上,分析地上生物量的月动态,重点研究了地上生物量与物种多样性的关系。结果表明:(1)5个撂荒群落地上生物量总体呈上升趋势,月份之间差异极显著,群落生物量由大到小为白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落茭蒿(Artemisia giraldii)群落铁杆蒿(Artemisia sacrorum)群落猪毛蒿(Artemisia scoparia)群落达乌里胡枝子(Lespedeza dahurica)群落;(2)群落地上生物量与物种多样性关系表现为线性增加和线性减少两种形式。猪毛蒿群落中二者呈线性增加。铁杆蒿和白羊草群落地上生物量随丰富度的增加线性增加。白羊草和达乌里胡枝子群落地上生物量随均匀度的增加线性减少。空白生态位的占有和利用、生态位互补效应、种间相互作用是解释二者关系的内在机制,冗余种假说效应可能会导致不显著关系。     

陕北黄土丘陵区退耕地植物群落演替特征

为了解黄土丘陵区侵蚀地貌退耕地植物群落演替模式及其基本特征,以陕北安塞纸坊沟流域的20块不同年限退耕地和荒坡为研究对象,采用空间代替时间序列的方法进行植物群落的调查和演替特征的分析。结果表明:退耕地植物群落大致经历了茵陈蒿群落—杂类草—狗尾草群落—长芒草群落—铁杆蒿群落—茭蒿群落的演替过程。植物群落的Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均表现出随演替进行而上升的变化规律,但上升的速率各异;演替前期和中期的群落基本上属于对数级数分布,说明该阶段的物种组成主要是生态位预占模式起作用,演替后期的群落属于对数正态分布,可能是生态位预占、周围繁殖体的侵入压力、种间竞争和其他因素共同作用的结果;群落盖度变化与演替时间符合二次函数变化规律。     

Soil fungal population in preharvest maize ecosystem in different tillage practices in Argentina

The distribution of the soil borne fungal population in maize non-rhizospheric soil in experimental trials were studied during the harvest seasons 2000/2001 and 2001/2002. The effect of different tillage practices was evaluated. Soil samples were collected from three tillage treatments, conventional tillage, reduced tillage and no tillage, with and without grazing. The distribution of fungal propagules in different treatments was compared. Soil samples were collected from the top soil (3 cm) before planting, in the sprong. No tillage without grazing and reduced tillage with grazing had the highest densities of filamentous fungi (5.71 and 5.85 log, respectively). The mycological survey showed the presence of six genera of filamentous fungi. They were Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Trichoderma, Cladosporium, Alternaria. The species identified from genus Aspergillus were A. flavus, A. restrictus, A. candidus, A. parasiticus and other Aspergillus spp. The species identified from genus Penicillium were P. pinophylum, P. citreonigrum, P. implicatum, P. purpurogenum, P. minioluteum, P. waksmanii, P. restrictum, P. rugulosum, P. funiculosum and P. variabile. Species from genus Fusarium were identified as F. verticillioides, F. oxysporum, F. proliferatum and others Fusarium species. The isolation frequency of Aspergillus increased in the no tillage and grazing practices treatments. The data indicate that different agricultural practices impact soil inocula of principal maize toxigenic fungi in the production area. To our knowledge, this is the first report on the effect of tillage management practices on fungal populations in preharvest maize agroecosystem in Argentina.     

黄土高原典型群落近地表特征对坡面流水动力学特征的影响

[目的]阐明植被群落近地表特征对坡面流水动力参数的影响,揭示植被群落近地表特征影响土壤侵蚀过程的作用机制,以期为评估黄土高原草地植被恢复的生态水文效应提供理论指导。[方法]选取黄土高原典型白羊草群落[Bothriochloa ischcemum(Linn.) Keng])和铁杆蒿群落(Artemisia vestita Wall. ex Bess),通过设置不同近地表要素,进行了人工模拟降雨试验(雨强：60 mm/h;降雨历时：60 min)。[结果](1)随植物群落各要素依次减少,流型从缓流变为急流。植被群落覆盖径流流速降低了8.66%～76.79%,径流量减少了-12.45%～49.30%,Darcy-weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别增加了62.55%～4 346.92%和33.16%～717.25%。(2)生物土壤结皮对流速降低作用最大,分别较地上部分和根系增加了54.44%～199.32%和225.31%～425.95%;地上部分对Darcy-weisbach阻力系数和曼宁糙率系数增加作用最强,分别较生物土壤结皮和根系增加了175.76%～4 676.57%和29.6...     

黄芩叶斑病病原菌鉴定和药剂室内毒力测定

为探究黄芩叶斑病的病原种类,筛选有效的杀菌剂,本研究从甘肃省定西市陇西县黄芩主产区采集黄芩叶斑病病叶,采用组织分离法进行病原物的分离,通过病原菌的形态特征并结合rDNA转录间隔区(rDNA-ITS)、过敏原基因(Alt a1)、质膜腺苷三磷酸基因(ATPase)和组蛋白基因(His 3)4个基因序列对病原菌进行种类鉴定,采用菌丝生长速率法测定4种杀菌剂对病原菌的抑菌作用。结果表明,引起陇西县黄芩叶斑病的病原菌为茄链格孢(Alternaria solani)和细极链格孢(Alternaria tenuissima),其中细极链格孢为优势病原菌;室内毒力测定表明,97%咯菌腈的抑菌作用最强,对茄链格孢(A. solani)和细极链格孢(A. tenuissima)均有较好的抑菌作用,EC₅₀分别为0.06和0.04 mg·L^-1。本研究在国内首次报道了茄链格孢(A. solani)和细极链格孢(A. tenuissima)是引起黄芩叶斑病的病原菌,可为科学诊断该病害、研究其发生规律和田间防治提供理论基础和科学依据。     

Taxonomic status and intraspecific phylogeography of two sibling species of Metaphire (Oligochaeta: Megascolecidae) in Taiwan

In this study the synonymy of Amynthas formosae (Michaelsen, 1922) and A. yuhsii (Tsai, 1964) are reevaluated and the intraspecific phylogeography between them is studied. The morphological comparison and phylogenetic analysis based on cytochrome c oxidase subunit I suggest that A. formosae and A. yuhsii are not synonyms and both of them belong to Metaphire. The phylogeographic analysis suggests that the formation of mountains and rivers during the uplift of the Western Foothills in Taiwan comprised the vicariance events responsible for the intraspecific genetic differentiation between these two species.