围封年限对沙化草地群落结构及物种多样性的影响

[目的]了解围封年限对宁夏回族自治区盐池县沙化草地群落结构及物种多样性的影响,揭示围封沙化草地植被变化规律。[方法]在半干旱区运用空间代替时间法选取不同围封年限区(5,10,20a)和未封育区(对照)的沙化草地为研究对象,进行群落结构及物种多样性的对比研究。[结果]1年和2年生草本是未封育区的优势种。灌木是封育5a区的优势种,而封育10a区的优势种是灌木和多年生草本,在封育20a区,优势种是多年生草本。与未封育区相比,围封5a,10a区植被数量特征值均有显著提高,而围封20a区特征值稍高,但相差不大。[结论]并不是围封时间越长,植被生长状况就越好。小于5a的封育年限可以提高群落的物种多样性,封育年限大于10a,反而使物种多样性下降。围封措施对植被恢复起到了先促进后抑制的作用。     

围栏封育在呼伦贝尔沙化草地植被恢复中的作用

 为给沙化草地植被恢复提供理论依据,在内蒙古呼伦贝尔沙化草地,通过测定围封不同年限(1、4、7年)沙化草地群落的特征值,并与未围封地段作对照,就围栏封育对沙化草地植被特征的影响进行了深入分析,结果表明:对沙化草地实施围栏封育,群落组成发生了规律性变化,随着围封年限的增加,退化指示植物所占比例逐渐降低,建群种及一些适口性较好的优良牧草所占比例逐渐增加,另外,围栏封育还可使草地植被盖度、平均高度、草群密度、地上生物量和土壤草根含量大幅度增加。     

围栏封育对红松洼自然保护区草原植物群落特征及多样性的影响

以红松洼自然保护区草原植物群落为研究对象,采用样方法对研究区2012—2016年连续5年围栏封育植被进行了调查分析。结果表明:围封5年的植物群落优势种并未发生明显更替变化,但随围封年限增加,围栏内优势种及其他物种的重要值发生改变,其中地榆(Sanguisorba officinalis)、裂叶蒿(Artemisia tanacetifolia)重要值明显增加,细叶苔草(Carex rigescens)降低最多。围栏封育使植物群落的高度、盖度、生物量均明显增加(p0.05)。从不同经济类群分析,其优良牧草类、药用类植物比例增加,而杂类草比例相对下降。围封5年,植物群落丰富度指数、物种多样性指数、均匀度指数显著增加(p0.05)。     

围封沙化草地土壤种子库动态研究

以未围封沙化草地作对照,研究了围封1年、4年和9年的沙化草地土壤种子库特征的变化,获得如下结论:(1)对沙化草地实施围栏封育,可显著提高土壤种子库的植物种数.(2)围封过程中的沙化草地,土壤种子库群落组成中,1、2年生植物所占比例逐渐减小,多年生植物所占比例均逐渐增加.(3)围封过程中的沙化草地,土壤种子库群落组成的相似性,相临阶段较高,随围封年限差异的增加,相似性逐渐减小,表明土壤种子库的变化是一个连续的过程.(4)围封不同年限的沙化草地之间,土壤种子库密度存在极显著性差异,随围封年限的增加而增加,且与地上植被密度具有较高的相关性,其间可用二次曲线进行描述.     

围栏封育对荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响研究

为探究围封对灌丛草地土壤优先流的影响,以宁夏吴忠市盐池县典型荒漠草原区为研究区,通过野外入渗染色试验、图像处理分析等方法,对围封荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响进行评价。结果表明:(1)围栏封育与放牧管理样地土壤水分入渗特征存在差异,在围栏封育样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地的入渗染色图像分别在0—125,0—115,0—105 cm呈现均匀分布,而在125—240,115—150,105—140 cm呈现染色分支,在放牧管理样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地入渗染色图像分别在0—80,0—70,0—80 cm呈现均匀分布,围栏封育导致土壤优先流发生深度更大;(2)土壤剖面染色面积比表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞放牧管理天然柠条林地＞放牧管理草地,土壤染色深度表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞放牧管理天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地,围栏封育管理会导致土壤剖面染色面积比及染色深度增大;(3)土壤优先流变异系数表现为放牧管理天然柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞围栏封育人工柠条林地＞围栏封育草地,放牧管理导致土壤优先流程度增加,而围栏封育降低灌木林地及草地的优先流程度。因此,在荒漠草原等干旱半干旱地区,围栏封育可作为提升土壤水分均匀入渗深度、降低优先流发生程度、提高土壤水分利用效率的重要管理方式。     

围封对内蒙古希拉穆仁草地物种多样性的影响

[目的]探究围封对内蒙古希拉穆仁草地物种多样性的影响,为围封对草原物种多样性影响的过程研究提供科学依据。[方法]通过调查、计算内蒙古希拉穆仁放牧草地与连续11 a围封草地的物种多样性,结合当地年降水量数据,分析放牧草地围封后物种多样性特征。[结果]围封后,冷蒿、轮叶委陵菜、达乌里芯芭、二裂委陵菜、星毛委陵菜年际波动较大;围封降低了希拉穆仁草地物种多样性,降水量较少年份(年降水量200 mm的2014年)Simpson,Shannon-Wiener和Pielous指数则刚好相反;围封后物种丰富度与年降水量相关系数减小。[结论]长期围封导致希拉穆仁草地物种多样性下降。在干旱气候环境下,围封能够一定程度地缓解气候变化对希拉穆仁草地物种多样性的影响。     

围封对荒漠草原物种多样性和功能多样性的影响

为揭示荒漠草原区域围封对不同土壤生境物种多样性和功能多样性的影响,以荒漠草原不同土壤生境下围封（15年、10年、6年）和放牧（15年、6年、5年）的草地植物群落为研究对象,基于方差分析和主成分分析的基础上,通过函数拟合分析,探讨植物物种多样性与功能多样性之间的关系。结果表明：（1）围封相对于自由放牧条件,灰钙土生境植物功能多样性显著增加（P<0.05）。随着封育年限的增加,物种多样性呈显著降低趋势（P<0.05）,功能多样性未发生显著变化（P>0.05）;风沙土生境植物功能多样性和物种多样性未发生显著变化（P>0.05）。（2）功能离散度表征的功能多样性与物种丰富度关系可用二次多项式Y=aX²+bX+c形式表示,随着封育年限的增加,二者的相关系数在灰钙土和风沙土生境均呈增加趋势。荒漠草原物种多样性与功能多样性整体正相关,且符合二次函数关系,物种多样性可以用来反映植物群落功能多样性的水平高低,但这种替代作用受封育年限和放牧的影响,随着封育年限增加,物种多样性反映功能多样性水平的能力增加,在未来荒漠草原多样性与生态系统功能关系及维持机制中,需要同时考虑多样性的多维度特征以及不同土壤生境类型。     

长期围封对草地土壤的影响作用浅析

围封是草地土壤管理的一种手段,可以有效保护草地土壤的生态系统。草地土壤围封对土壤植被多样性和土壤理化性质等都有一定的影响作用,因此有效地采取草地土壤围封措施可以起到保护草地土壤的作用。基于此,从植被多样性和生物量等方面出发,对草地土壤长期围封过程中植被受到的影响进行了分析,并从采用围封方式对草地土壤的理化性和土壤酶活性两方面的影响作用进行了探究。     

围封沙化草地"种子岛"效应研究

在浑善达克沙地南缘,以围封7年的沙化草地以及围栏外周围不同地段作为研究对象,通过对比分析围栏外不同地段,草地群落特征及土壤根系含量,并以围栏内草地作对照,对围封沙化草地的“种子岛”效应进行了尝试性研究。结果表明:围封沙化草地有显著的“种子岛”效应,且这一效应约在围栏500 m外逐渐消失。另外,这一效应还显示出,围封沙化草地具有以围栏为中心,成辐射状促进周边草地植被恢复的作用。     

封育年限对干旱河谷灌丛土壤理化性质的影响

[目的]探讨不同封育年限对干旱河谷灌丛土壤理化性质的影响,为该地区的天然植被恢复与管理提供理论依据。[方法]采用野外调查和实验室分析相结合的方法开展研究。[结果](1)封育后灌木层的盖度、密度、平均冠幅、高度明显升高,而草本层则相反。(2)随着封育年限的增加,土壤容重呈V形变化,封育13a达到最小值,而群落植被特征、土壤孔隙度、土壤持水量、土壤养分,呈倒V形变化,封育13a达到最大值。0—40cm,封育13a的土壤平均速效N,P,K较未封育草地分别增加26.42%,107.35%,33.92%;全量N,P,K含量分别增加了168.42%,47.62%和31.12%。(3)封育后,土壤理化性质有所改善,具有明显的表聚现象,土壤固碳能力有所提高,土壤有机碳密度表现为:F_(13)F_(22)F_(30)F_5CK;土壤有机碳储量表现为:F_5F_(13)F_(22)F_(30)CK,说明在狼牙刺群落封育恢复过程中,土壤环境有较为明显的改善。(4)采取封育措施后,外界干扰减少,狼牙刺灌丛覆盖度增加,从而增加地上生物量,使生产力得到提升,生物量与封育年限存在线型关系。[结论]采取封育措施后,干旱河谷地带的狼牙刺群落植被特征和土壤理化性质及有机碳密度和储量均优于未封育,植被自然恢复状态良好。     

封育和放牧对典型草原地上植被的影响

封育和放牧是草地生态系统重要的干扰因子。以黄土高原典型草原封育5年草地和放牧地为研究对象,采用野外调查方法,地上植被物种组成、生物量、盖度、密度、地上茎分枝数和物种多样性等,以期揭示封育和放牧干扰对地上植被的影响。结果表明:封育和放牧对地上植被群落结构有显著影响。与放牧地相比,封育措施显著增加了典型草原的地上生物量和总盖度,但显著降低了地上植被密度和地上茎分枝数。封育措施显著提高草地禾草生物量,显著降低非禾草生物量。封育措施降低了禾草和非禾草地上茎分枝数,但非禾草地上茎分枝数下降不显著。封育显著降低了地上植被的物种丰富度、Margalef指数和Shannon-Wiener多样性指数,但对Simpson指数和Pielou指数影响不显著。     

多年封育对半干旱区草场植物多样性的影响

以宁夏盐池县人工封育区为研究对象,自2003年开始连续观测封育区内植被群落种类及各特征值,并对群落结构、重要值以及物种多样性进行了分析。结果表明:（1）封育改变了封育区内原有的群落组成,使得原有优势种（黑沙蒿Artemisia ordosica）地位逐渐降低,群落结构发生了明显的变化。（2）封育措施在刚开始时确实有利于封育区内植被的恢复,但是随着封育的进行,植被恢复的速度逐渐减慢,在封育5 a后封育区内植被盖度和生物量都逐渐降低,说明植被出现退化的现象,这表明封育时间与植被恢复并不是简单的线性关系,长时间的完全封育并不利于封育草场植被的恢复,合理的封育也应该是这时对封育区进行适当的人为干预,如进行刈割或者季节性的放牧等。（3）研究显示,各个物种多样性指数随封育时间处于一种周期性波动状态,封育区Shannon-Wiener,Simpson多样性指数随封育年限波动规律与物种丰富度的变化基本一致,都表现为封育刚开始的几年逐渐降低,随着封育时间的增长,会比刚开始封育的几年有较大的提高,之后呈现一定的规律性波动,低峰和高峰出现的频率均约为4 a/次。     

Vegetation characteristics and soil properties in grazing exclusion areas of the Inner Mongolia desert steppe

In arid and semi-arid desert steppe areas, grazing exclusion with fencing is widely regarded as an effective strategy for restoring degraded vegetation and enhancing the quality of degraded soil. In this study, we hypothesized that grazing exclusion caused by fencing enhances both vegetation and soil properties, and that the longer an area is fenced, the more considerable the improvement. We conducted an observational study wherein random sampling was utilized to select 9 plots fenced for ten or more years, 25 plots fenced for four to nine years, 25 plots fenced for one to three years and 29 free-grazing plots within an area of approximately 63,000 km² of Inner Mongolia desert steppe. A one-way ANOVA revealed no significant differences in the characteristics of grassland vegetation or soil properties between grasslands fenced for one to three years and free-grazing grassland. After 4 years of fencing, noticeable increases in above-ground biomass, litter content, Simpson index, soil organic carbon, and available nitrogen were observed. Significant positive differences in vegetation coverage, height, species richness, soil available phosphorus, and available potassium were associated with plots with a minimum of 10 years of fencing. The soil layer with the greatest difference in the fenced-in areas for soil organic carbon was at 0–25 cm. For available nitrogen and available phosphorus, fencing produced the most significant differences in the 0–20 cm soil layer, while for available potassium, fencing produced the most significant differences in the 0–30 cm soil layer. However, the fencing did not indicate any statistically significant differences in terms of clay, silt, and sand content in any soil layer. The data support our hypothesis that grazing exclusion improves both vegetation and soil properties, and that longer periods of grazing exclusion result in greater degrees of improvement. This research offers technical guidance for the reasonable choice of fencing time across a vast area of the Inner Mongolian desert steppe.     

Effect of fencing,artificial seeding and abandonment on vegetation composition and dynamics of ‘black soil land’ in the headwaters of the Yangtze and the Yellow Rivers of the Qinghai‐Tibetan Plateau

Rangeland management can affect plant diversity and plant functional groups of native grassland communities. To improve pasture for livestock grazing from the existing poisonous and ruderal vegetation in the ‘black soil land’ grassland in the headwaters of the Yangtze and the Yellow Rivers (HAYYR) of the Qinghai‐Tibetan Plateau, three treatments (fencing‐FT, artificial seeding with local grasses‐ST and abandonment‐AT) were applied during a 5‐year period (2000–2005). Plant diversity and groups (sedges, grasses and dwarf shrubs) in the treated plots were compared with non‐treated control plots. Results showed that (1) FT promoted an increase in forbs species, but there was no change in the other plant functional groups; (2) with ST, species richness of forbs decreased but grass species increased indicating that sowing local grasses could change plant composition of black soil land in the short‐term, and increase the proportion of grasses and, thus, forage for grazing and (3) AT, after plowing, was similar to CK plots, with forbs being the dominant plant functional group for the 5 years. In conclusion, the goal to alter black soil land cover from poisonous and ruderal plants to more useful plants for livestock grazing by either fencing, artificial seeding or abandonment was not successful in the long term. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

土石混合工程堆积体土壤理化性状与物种多样性的响应

为了探讨喀斯特区土石混合工程堆积体植被恢复过程中物种多样性与土壤理化性状的互作关系,以不同恢复时段恢复时间(1,2,4,6 a)依坡倾倒型工程堆积体为研究对象,采用“空间代替时间”的研究方法,研究了不同恢复时间土壤理化性状和植物物种多样性的特征及相互之间的响应机制。结果表明:随恢复时间增加,土石混合堆积体台面和坡面植物种类呈现先上升后下降的趋势,且坡面植物种类(99种)多于台面(74种),植物群落逐渐由草本向草灌混交转变。台面和坡面的物种丰富度、多样性、优势度和均匀度指数随恢复年限恢复时间增加均表现为先增加后减小。随植被恢复时间增加,土壤理化性质得到不同程度的改善,其中土壤全氮(TN),全磷(TK),速效磷(AP)和有机质(SOM)含量显著增加,土壤养分含量呈上升趋势,坡面土壤理化性质优于台面。冗余分析(RDA)表明,土壤含水量(MC),容重(BD),TN,TK和速效钾(AK)在不同恢复时段恢复时间内对植物物种多样性有较大影响;钾素在较短的恢复时间内对物种多样性影响较大,氮素随恢复时间延长影响逐渐增加,MC和BD对台面物种多样性的影响大于坡面,而土壤养分因子对坡面影响较大。因此对土石混合堆积体进行植被恢复时,恢复前期采取添加覆盖物等措施减少水分流失的同时施用钾肥尽量保证植物存活,植物物种种类上选择既能保水保土又能与土壤微生物相互作用补充土壤中营养元素的豆科类植物。     

北方风沙区放牧和封育对水土保持植被效益的影响分析

为了从宏观层面科学认识北方风沙区放牧和封育对草地水土保持生态效益的影响,搜集并筛选了大量文献,从中采集相关数据,采用荟萃分析方法,研究了典型草原和荒漠草原放牧强度、放牧年限和封育年限对植被地上生物量和植被盖度的影响。结果表明:(1)无论是荒漠草原还是典型草原,随着放牧强度增加,植被相对地上生物量和植被盖度均明显下降;(2)放牧年限对植被地上生物量的影响极显著,长期的放牧会使草原植被地上生物量显著降低;(3)随着封育年限的增加,荒漠草原与典型草原的植被地上生物量和植被盖度都明显增加。综上,放牧和封育都是影响北方风沙区植被生态效益的重要因素,应重点关注其对植被水土保持效益的影响,以实现对该区域的水土保持生态效益进行综合分析,为该区做好水土保持工作提供技术支撑。     

拉萨半干旱河谷砂生槐灌丛不同封育时间土壤动物多样性特征

为了解半干旱河谷不同封育时间对砂生槐灌丛土壤动物群落组成及结构的影响,阐明土壤动物群落多样性及群落结构在高原灌丛植被恢复中的变化趋势,本研究对拉萨河中下游的不同封育时间砂生槐灌丛下土壤动物群落结构、垂直分布、多样性、土壤动物类群间的相关性特征进行分析。结果表明,砂生槐灌丛90份土样中共获得大中小型土壤动物491只,隶属3门9纲25类。优势种群为弹尾目、鞘翅目和蜱螨目,分别占类群总数的42.7%、15.9%和11.2%。土壤动物类群数和个体数量的垂直分布具有表聚性特征,多数土壤动物分布在0~20 cm土层,但因不同封育时间而有变化。封育10年样地0~10 cm土层土壤动物数量显著高于10~20和20~30 cm,该层土壤动物个体数占所有采集数的40.1%。随封育时间增加,植被盖度、土壤动物个体数量、类群数均呈逐渐上升趋势。土壤动物群落的多样性指数(H),均匀性指数(E),丰富度指数(D),优势度指数(I)和多群落间比较指数(DIC)基本随封育时间的增加逐渐增大,但DIC指数的最高值出现于封育10年和15年,分别为3.99和3.29,而未封育(对照)、封育4年和8年分别为0.66、0.49和0.63。不同封育时间半干旱河谷砂生槐灌丛螨类(A)/跳虫(C)值也呈现较大变异,封育4年的A/C值为2.67,高于其它封育时间,因此,A/C可作为拉萨半干旱河谷植被退化恢复演替评价的生物指示剂,这为高原生态环境状况评价提供参考依据。     

海南省文昌市废弃钛矿区物种多样性特征与环境因子的关系

[目的]研究钛矿开采对周边植被物种多样性和分布格局的影响,为废弃钛矿区生物多样性保护和植被恢复提供基础数据。[方法]以海南省文昌市废弃钛矿区为例,利用方差分析、冗余分析(RDA)研究钛矿区土壤因子与乔木、灌木和草本物种多样性差异及分布格局影响。[结果]文昌市废弃钛矿区辐射区域仅有植物28科37属45种,其中乔木类13种,灌木11种,草本21种。钛矿开采不仅对矿区植被产生破坏,同时对辐射区域200 m范围内的植被群落结构也有明显影响;废弃钛矿区物种α多样性指数除Pielou均匀度指数外都以草本最高,显著高于乔木和灌木。随着辐射区域距离的增加,物种多样性指数逐渐递减;通过土壤环境因子与物种多样性RDA排序得出,土壤pH值、土壤含水率、有效磷、有机质和铵态氮是影响物种多样性差异的主要环境因子,它们分别解释了废弃钛矿辐射区物种多样性42.6%,12.4%,8.5%,8.2%和7.9%的差异。[结论]钛矿周边植物物种多样性和分布格局受土壤pH值、土壤含水率等多个环境因子共同影响。矿区周边物种多样性是否受土壤重金属的影响,尚待进一步研究。     

不同土壤类型下AM 真菌分布多样性及与土壤因子的关系

以禾本科植物群落为研究对象, 研究了宁夏六盘山林地、银川农耕地、暖泉农耕地、固原农耕地、盐池沙地、灵武沙地6 个采样地点5 种土壤类型(黑垆土、灌淤土、黄绵土、灰钙土、风沙土)下AM 真菌物种多样性及其与土壤因子的关系。结果表明: 5 种土壤类型采样点的植被根际土壤中共鉴定出5 属48 种AM真菌, 其中, 无梗囊霉属(Acaulospora)1 种, 巨孢囊霉属(Gigaspora)3 种, 球囊霉属(Glomus)37 种, 类球囊霉属(Paraglomus)1 种, 盾巨孢囊霉属(Scutellospora)6 种, 各采样点土壤均以球囊霉属为优势属。地球囊霉(G.geosporum)和木薯球囊霉(G. manihotis)是6 个采样地点中的优势种。不同土壤类型各采样点AM 真菌各属的频度存在明显差异, 球囊霉属在各点均有出现, 频度值最高。具有较高植被多样性的暖泉样点, AM 真菌的种属数量较多。土壤环境因子对AM 真菌孢子密度的影响因所处土壤、植被类型不同而异。pH、全盐、速效钾、速效磷等土壤肥力因子, 在PCA 轴上能最大程度地解释AM 真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。宁夏不同土壤类型区域中AM 真菌种类及分布一定程度上与该采样点的植被类型、植物多样性和土壤肥力特征相对应。     

草炭与珍珠岩对土壤种子库种子萌发特征的影响

[目的]探究基质添加对土壤种子库种子萌发特征的影响,为今后土壤种子库应用于植被恢复工程提供有价值的参考。[方法]借鉴日本植被恢复的先进经验,采用温室萌发法探究有机基质(草炭)、无机基质(珍珠岩)及混合基质(草炭与珍珠岩)添加对土壤种子库种子萌发特征的影响。[结果]草炭与珍珠岩混合基质对土壤种子库密度、物种多样性的促进作用更为明显,当混合基质与表土配比为20%和30%时,Shannon-Wiener多样性指数和种子库密度分别达到最高值;种子库萌发曲线中,混合基质组的萌发效果明显高于空白组和其他组;种子库密度与土壤因子的多元回归分析中,C,N,P,K元素均对种子库密度影响显著,进一步通过CCA排序法,分析发现大部分植物均对土壤含水率和C,N,P,K等元素有一定程度上的要求。[结论]向表土中添加混合基质作为一种人工措施,能有效地促进种子库密度和物种多样性,可为植被恢复工程提供具有实用价值的参考。