川西北地区沙化草地特征研究

高寒地区沙化草地草本植物多样性恢复是沙化治理过程中的重要环节。迄今为止,较为全面分析高寒沙化草地土壤因子与草本群落物种多样性的研究较少。为明确高寒草原沙化草地土壤因子与地上草本群落物种多样性的关系,于2014年7月,在川西北高寒地区通过调查和采样分析来研究不同草本群落物种多样性和不同土层土壤因子之间的关系。结果表明：随着沙化,草地草本群落由湿生型向旱生型转变;沙化草地草本群落物种多样性降低;沙化草地土壤水分和土壤碳、氮、磷含量降低;5~15 cm土壤水分、0~15 cm土壤铵态氮含量、0~15 cm土壤全磷含量和地上草本群落物种多样性显著（P<0.05）相关。在高寒草地沙化治理过程中,恢复地上草本群落物种多样性应该充分考虑不同土层土壤水分含量、铵态氮含量和全磷含量的影响。     

北京山区侧柏林下草本植物多样性的影响因素分析

为分析和比较林分结构和环境因子对侧柏林下草本物种多样性的影响，以北京山区侧柏林为研究对象，采用多元逐步回归分析和结构方程模型解析了林分结构和环境因子与林下草本物种多样性的耦合关系。结果表明：多元线性回归显示海拔、林分密度和土壤有机质是影响林下草本Simpson多样性的主导因子，郁闭度是影响林下草本Pielou均匀度指数的主导因子，海拔是影响林下草本Margalef丰富度指数的主导因子；结构方程显示海拔和林分结构(林分密度、郁闭度)对林下草本物种多样性整体水平起主导作用，通过影响土壤养分对林下草本物种多样性产生间接影响，但直接影响起主要作用；土壤对林下草本物种多样性整体水平起重要作用，仅存在直接影响。因此，维持合理的林分密度和郁闭度是提升林下草本植物多样性整体水平的有效途径。     

三种人工草地小型土壤节肢动物群落多样性动态及其差异

小型土壤节肢动物是草地生态系统的重要组成部分,不仅对物质循环具有重要的作用,还对草地土壤质量或健康状况起指示作用。为了查明青藏高原地区建植不同单播人工草地对小型土壤节肢动物群落多样性的影响,在川西北红原县境内选取建植期为3和5年的老芒麦、垂穗披碱草和苜蓿3种多年生单播人工草地作为研究样地,并以天然草地为对照样地。2018年7和10月,采集各样地0～15 cm的土样并利用Tullgren法分离小型土壤节肢动物。结果表明:1)小型土壤节肢动物群落结构在不同牧草样地间存在差异,影响群落结构的主要是盖头甲螨属、板蒲螨属和长角毛蚊科等;在建植期为3年时,各样地间的小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数无显著差异(P0.05);建植期为5年时,小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数在天然草地和苜蓿样地中无显著差异(P0.05),但两者显著高于老芒麦和垂穗披碱草样地(P0.05);此外,小型土壤节肢动物群落的季节动态在不同样地间也存在差异;2)随着建植年限的增加,小型土壤节肢动物群落的密度、类群数和Shannon多样性指数在老芒麦和垂穗披碱草样地显著降低(P0.05),在苜蓿样地呈缓慢增加趋势(P0.05),但均低于天然草地;3)影响小型土壤节肢动物群落组成结构的主要环境因子是土壤速效磷含量以及C/N和N/P;此外,小型土壤节肢动物群落密度与土壤速效钾含量呈显著正相关(P0.05),类群数及Shannon多样性指数与植物群落盖度呈显著正相关(P0.05)。研究结果表明,在青藏高原上建植单播人工草地对小型土壤节肢动物群落的影响因牧草种类而异并随建植年限变化。建议对高寒地区建植期达到4年的垂穗披碱草、老芒麦和苜蓿单播人工草地进行改造,以提高小型土壤节肢动物多样性,促进草地生态功能正常发挥。     

三种人工草地小型土壤节肢动物群落多样性动态及其差异

小型土壤节肢动物是草地生态系统的重要组成部分,不仅对物质循环具有重要的作用,还对草地土壤质量或健康状况起指示作用。为了查明青藏高原地区建植不同单播人工草地对小型土壤节肢动物群落多样性的影响,在川西北红原县境内选取建植期为3和5年的老芒麦、垂穗披碱草和苜蓿3种多年生单播人工草地作为研究样地,并以天然草地为对照样地。2018年7和10月,采集各样地0~15 cm的土样并利用Tullgren法分离小型土壤节肢动物。结果表明:1)小型土壤节肢动物群落结构在不同牧草样地间存在差异,影响群落结构的主要是盖头甲螨属、板蒲螨属和长角毛蚊科等;在建植期为3年时,各样地间的小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数无显著差异(P>0.05);建植期为5年时,小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数在天然草地和苜蓿样地中无显著差异(P>0.05),但两者显著高于老芒麦和垂穗披碱草样地(P<0.05);此外,小型土壤节肢动物群落的季节动态在不同样地间也存在差异;2)随着建植年限的增加,小型土壤节肢动物群落的密度、类群数和Shannon多样性指数在老芒麦和垂穗披碱草样地显著降低(P<0.05),在苜蓿样地呈缓慢增加趋势(P>0.05),但均低于天然草地;3)影响小型土壤节肢动物群落组成结构的主要环境因子是土壤速效磷含量以及C/N和N/P;此外,小型土壤节肢动物群落密度与土壤速效钾含量呈显著正相关(P<0.05),类群数及Shannon多样性指数与植物群落盖度呈显著正相关(P<0.05)。研究结果表明,在青藏高原上建植单播人工草地对小型土壤节肢动物群落的影响因牧草种类而异并随建植年限变化。建议对高寒地区建植期达到4年的垂穗披碱草、老芒麦和苜蓿单播人工草地进行改造,以提高小型土壤节肢动物多样性,促进草地生态功能正常发挥。     

不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性分析

植物功能性状与功能多样性是评价草地生态系统功能的重要工具。本研究以黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限人工刺槐林林下草地和自然撂荒草地作为研究对象,通过对草地植物群落及功能性状进行调查,分析不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性动态变化,结果显示：1）林下草地和自然撂荒草地植物群落主要以多年生菊科和蔷薇科为主;2）随恢复年限增加,林下草地植物从以双子叶为主逐渐演替到以单子叶为主,从以菊科为主逐渐演替到以禾本科为主;而撂荒草地物种始终以菊科为主,且在恢复过程中逐渐演替为以灌木和半灌木为主的群落;3）林下草地群落水平叶片功能性状值大于撂荒草地,而群落水平盖度、密度和地上生物量性状小于撂荒草地。撂荒草地物种多样性和功能多样性指数高于林下草地,撂荒草地相较林下草地具有更高的生态效益。本研究可为黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统功能评估提供理论依据。     

不同生态恢复措施对宁夏黄土丘陵区典型草原植物群落特征的影响

以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,研究了封育、水平沟和鱼鳞坑3种生态恢复措施实施0年(1年)、3年、6年、10年和15年的草地植物群落组成、多样性、稳定性等,并采用RDA排序结合Pearson相关分析探讨了植物群落特征与土壤理化因子间的关系。结果表明:3种措施的多年生草本物种数、物种及重要值比例、多样性均在10年时达到最高。随恢复年限延长,封育草地植被盖度、高度及地上生物量呈上升趋势(P 0.05),水平沟和鱼鳞坑盖度呈增加趋势(P 0.05)。相近恢复年限下,植被盖度、高度及地上生物量为封育最高,放牧地高度及生物量最低;丰富度、多样性和均匀度指数为封育草地较低。各措施下群落均处在不稳定的演替阶段,水平沟和鱼鳞坑间群落相似性较高,土壤含水率是影响研究区植物特征的主要因子。研究认为,封育有利于多年生草本物种数、植被盖度和地上生物量的增加,水平沟和鱼鳞坑措施增加了物种多样性,长期封育会使物种多样性降低。     

石羊河下游退耕区次生草地自然恢复过程及土壤酶活性的变化

采用时空替代法,对石羊河下游不同年限(1,2,3,4,5,8,15,24和31 a)退耕区次生草地自然恢复过程中群落特征和土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性及分布进行了调查与分析。结果表明,在退耕31 a的次生草地植被自然演替过程中,9个样地的所有样方中出现34种植物,植被群落由一年生草本植物为建群种,多年生草本与个别灌木植物为伴生种,逐渐演替为单一的灌木群落,并表现出较强的连续性与递进性。此外,不同年限退耕区次生草地0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm及30~40 cm土层中土壤酶活性均存在较大差异;土壤酶活性随土层深度的增加呈现减小趋势, 并且表层土壤酶活性在4个层次的总酶活性中占有较大比例。随着退耕区次生草地演替时间的增加,土壤酶活性总的趋势与物种丰富度和多样性指数一样,随着退耕区次生草地植被的恢复呈波动式下降,土壤酶活性与植被的恢复是一个互动过程,它们之间存在着互相回馈的响应。另外,土壤酶活性的变化是极其缓慢的过程,并且与退耕最后一年种植的农作物存在相关性。     

呼伦贝尔草甸草原区主要植物种群生态位特征与物种多样性对封育年限响应

采用Levins生态位指数、Pianka生态位重叠指数和物种多样性指数,分析草甸草原区主要植物种群生态位对封育年限的响应特征。结果表明：退化草地实施封育措施后,群落中主要植物种群生态位宽度发生变化,未封育（对照区）样地以多年生草本植物蒲公英生态位宽度最大;封育年限为4和13年时,生态位宽度最大的物种均为展枝唐松草;封育年限为5、6、8和10年时,生态位宽度最高的物种依次是羊草、麻花头、囊花鸢尾和贝加尔针茅;退化草地实施封育后,物种间生态位重叠指数值集中在0.6~0.9,而未封育样地物种生态位重叠指数值在0.0~0.3;随着封育年限的增加,生态位重叠指数总平均值表现出先增加后降低的变化趋势,其中未封育（对照区）样地主要植物种群生态位重叠指数总平均值最低,封育5年时,主要植物种群生态位重叠指数总平均值最大,为0.68;封育草地的主要植物种群的生态位重叠指数平均值较未封育（对照区）样地增加了40.76%~93.68%;封育年限为5年时,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数最大,分别比未封育（对照区）增加了45.46%、16.51%、45.80%和23.38%。封育后,群落多样性、丰富度和均匀度显著增加,并且植物种间竞争加剧,但在封育5年后,随着封育年限的增加,多样性、丰富度以及均匀度逐渐降低,导致生态位分化,种间竞争减缓,群落趋于稳定。因此,从物种多样性角度出发,该区封育时间不宜过长,在封育5年后,可采取适当利用,保护群落多样性。     

不同生长年限青海草地早熟禾人工草地群落多样性研究

通过调查三江源区＂黑土型＂退化草地上建植的青海草地早熟禾人工草地群落物种组成和多样性特征,研究了不同生长年限人工草地群落多样性的变化规律。结果表明：不同建植年限人工草地植物群落的物种类组成上存在明显差异;群落α多样性指数测度表明,Shannon-winner指数和均匀度指数的变化趋势一致,但不同生长年限人工草地之间Sh...     

宁夏典型草原区退耕草地群落演替序列与环境解释

研究不同退耕年限草地植物群落的数量分类对恢复草地生态环境有重要意义。以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象,借助植被数量生态学方法,对退耕1、2、3、5、6、8、9、11、15、16、20和21年的草地植物进行物种多样性分析、数量分类和排序,并研究植物群落演替序列与土壤因子的关系。结果表明:1)随着退耕年限的增加,物种多样性指数、丰富度指数、地上生物量均呈增大趋势。2)应用双向指示种(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)把12个不同退耕年限的样地划分为5个群落类型,TWINSPAN分类和DCA排序结果吻合,DCA排序进一步证明了TWIINSPAN分类的合理性。3)植被的演替序列为:猪毛蒿+狗尾草+早熟禾群落→赖草+披碱草群落→长芒草+赖草群落→赖草+野豌豆群落→长芒草+赖草+披碱草群落。4)通过冗余分析(RDA)得出,退耕年限的长短对草地植物生长的土壤环境产生一定影响,退耕前期土壤全磷和土壤有机碳含量较高;退耕中期土壤速效磷和土壤全氮含量较高,退耕后期土壤速效钾和土壤有机碳含量较高;这与不同退耕年限植物群落的TWINSPAN分类有密切联系。随着草地退耕年限的增加,草地植物群落演替序列不断优化,草原结构更加合理,生态环境得到改善。     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:(1)土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科。(2)土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木。(3)土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例。(4)土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律。(5)人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

敕勒川草原生态恢复群落动态演替

为揭示退化草原生态恢复过程群落动态变化规律,在阴山南麓敕勒川草原开展生态恢复试验,通过连续10年监测,研究不同年际退化草原生态恢复物种数、个体数、地上生物量和物种多样性变化,比较人工恢复、自然恢复与原生植被之间的物种多样性差异。结果表明：随着恢复时间的增加,草地Margarlef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均出现先增加后减少再稳定的趋势,而Pielou均匀度指数呈现先减少后增加趋势;不同恢复方式下,自然恢复样地和原生样地多样性指数均显著高于人工恢复样地(P<0.05)。人工干扰引导自然恢复能够促进退化草原生态恢复,提高植物多样性,加速恢复演替进程。     

北京西北浅山区退化草地植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响

为了揭示退化草地生态系统恢复过程中土壤微生物群落对植被恢复的响应变化,本研究以补播建植6年的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地(AF)和无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)草地(SB)为研究对象,采用高通量测序的方法分析土壤微生物细菌和真菌(群落多样性)在不同草地群落中的特征,结合地上植物多样性和土壤理化性质的变化,研究植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明：无芒雀麦和紫花苜蓿草地的土壤微生物量碳含量和微生物量氮含量要显著高于自然演替地(P<0.01);2种人工草地(AF,SB)中土壤真菌和细菌的OTU数量显著地高于自然演替地(CK)(P<0.01);不同植被恢复群落间的土壤细菌和真菌群落的β多样性差异显著。本研究结果表明利用紫花苜蓿和无芒雀麦进行植被恢复均对土壤微生物群落产生了显著的影响,且不同植被类型对土壤细菌和真菌的群落结构影响不同。     

草地植被恢复措施对高寒草甸有毒植物的影响

通过对高寒草甸天然草地实施划破、补播、施肥及综合处理,探讨了不同草地植被恢复措施对高寒草甸有毒植物物种组成、多样性及生物量的影响。结果表明,不同处理草地中,有毒植物的组成及比例差异显著(P<0.05)。与对照相比,补播、划破和施肥均不同程度地降低了群落中有毒植物的物种数和Shannon Wiener指数(P<0.05),不同处理草地有毒植物物种数和Shannon Wiener指数排序分别为补播<施肥=综合处理<划破<对照,补播<划破<施肥<对照<综合处理。补播、施肥和综合处理均可有效降低群落中有毒植物的地上生物量(P<0.05),而草地划破在一定程度上增加了有毒植物的地上生物量(P>0.05),不同处理草地有毒植物地上生物量排序为补播<综合处理<施肥<对照<划破。补播形成的垂穗披碱草(Elymus nutans)单一优势群落使有毒植物物种数、物种多样性及地上生物量均下降到最低值,对于毒杂草型退化草地的改良,草地补播是可供参考的有效恢复措施之一。     

河北省森林草原区草本植物物种多样性和功能多样性

理解物种多样性和功能多样性之间的关系以及分析它们对环境变化的响应,有利于揭示生物多样性的影响因素。本研究以塞罕坝地区不同植被类型(草地、灌木林和天然次生林)的草本群落为研究对象,分析了物种多样性(物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度)和功能多样性测度指标(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)之间的相互关系,并采用相似性分析检验(ANOSIM)和冗余度(RDA)分析等方法研究了它们随植被类型和环境因子的变化规律。结果表明,草地中草本植物物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著高于灌木林和天然次生林中的草本群落(P<0.05),而功能丰富度指数在草地中最低(P<0.05),功能均匀度和功能离散度在灌木林中最低(P<0.05),Pielou均匀度指数在不同植被类型间差异不显著(P>0.05);功能丰富度与物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著负相关(P<0.01),功能离散度与物种均匀度显著正相关(P<0.01),而功能均匀度与所有物种多样性指数均不相关(P>0.05);影响物种多样性的主要因子有土壤含水量、土壤有机质、土壤pH值、土壤全氮含量和坡向,影响功能多样性的主要因子有土壤有机质、土层深度、土壤含水量和海拔。物种多样性和功能多样性分布主要受土壤因子的影响,分别占到总解释变异的29.1%和29.8%。本研究结果表明研究区草本植物物种多样性和功能多样性变化相对独立,物种多样性可能主要是由资源可利用程度决定,而功能多样性可能是生态位分化即环境筛选和物种间相互作用共同决定。