不同年限封育对黄土高原典型草原地上植被的影响

为了揭示自然恢复过程中植被动态变化规律,以黄土高原典型草原为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,分析不同年限封育(0、5、15、23和32年)对草地植被特征、物种多样性和群落演替动态变化的影响。结果表明,随着封育年限的增加,枯落物量和厚度呈递增趋势,群落盖度呈先增加后降低趋势,群落密度呈递减趋势,地上生物量和禾草地上生物量均呈先增加后降低的趋势,且均在封育23年草地达到了峰值。不同年限的封育对Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数影响不显著(P0.05)。地上植被的物种丰富度呈先增加后降低趋势,且在封育15年达到峰值。地上植被群落封育演替的一般模式为杂类草生长阶段→本氏针茅(Stipa bungeana)逐渐占优势阶段→本氏针茅稳定发展阶段。     

不同生态恢复措施下宁夏黄土丘陵区典型草原植物群落数量分类和演替

进行植物群落数量分类和演替研究对退化草地生态恢复具有重要意义。以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,借助植被数量生态学方法,对封育、水平沟和鱼鳞坑3种生态恢复措施实施0(1年)、3、6、10和15年下的草地植物群落进行了数量分类,研究了群落演替序列及其与土壤因子的关系。结果表明:(1)应用双向指示种(TWINSPAN)结合除趋势对应分析(DCA),将研究样地植物群落类型划分为8个。(2)封育0~15年,植被演替序列为本氏针茅+百里香群落→本氏针茅+大针茅群落→百里香+本氏针茅群落→本氏针茅+大针茅群落→本氏针茅+铁杆蒿群落;水平沟和鱼鳞坑整地后1年到15年,植被演替序列分别为沙打旺+白草群落→早熟禾+赖草群落→本氏针茅+百里香群落→百里香+赖草群落→本氏针茅+大针茅群,沙打旺+白草群落→早熟禾+本氏针茅群落→本氏针茅+百里香群落→百里香+本氏针茅群落;随着恢复年限增加,鱼鳞坑和水平沟措施下植物优势物种变化总趋势是根茎型—疏丛型—密丛型植物,但也存在非线性或螺旋式的变化; 3种恢复措施下,植物群落盖度和地上生物量随恢复年限增加呈上升趋势,其中封育草地增加速度最快,鱼鳞坑最慢。(3)除趋势典范对应分析(DCCA)表明,土壤容重、有机质、真菌、全磷和蛋白酶是影响该区植物群落分布的主要土壤因子。     

封育对云雾山本氏针茅草地群落的影响

以云雾山封育与未封区为对象,采用样线法进行调查,重点分析二者群落特征和地上生物量的变化,以期为退化草地植被恢复提供依据.结果表明:封育后本氏针茅(Stipa bungeana)群落发生较大变化,物种数显著增加、演替差异明显,由未封区的本氏针茅+大针茅(S. gigantea)群落演替为封育后的大针茅+本氏针茅群落;未封区本氏针茅种群的优势地位明显加强,重要值明显大于封育区;封育与未封区群落的相似性系数为0.419;物种丰富度指数和多样性指数(修正的Simpson指数、Shannon-winner指数、Audair和Groff指数)均表现为封育区>未封区,而均匀度指数则相反;封育区地上生物量明显增加,其中禾本科、蔷薇科和杂类草占总生物量的比例均表现为封育>未封区,而菊科则相反.     

坝上地区孤石牧场土壤种子库与地上植被的关系

为探讨退耕地植被恢复过程和植被稳定性,采取土壤采样分析与现场植物测定相结合的方法,研究坝上孤石牧场退耕地和过牧地上植被与种子库的变化特征.结果表明:1)退耕地地上植被与土壤种子库物种多样性高于过牧地,退耕地正处于一年生草本植物向多年生草本恢复演替阶段;2)退耕地地上植被与土壤种子库物种丰富度大于过牧地地上植被与土壤种子库的丰富度;3)地上植被与土壤种子库共有种数在退耕地上较多,在过牧地上较少,从而导致了地上植被与土壤种子库群落组成的相异性增大.     

封育对退化沙质草地土壤种子库与地上群落结构的影响

对封育和未封育放牧草地土壤种子库、地上幼苗库和定植群落的结构特征进行了比较研究,并探讨了地上植被与土壤种子库密度的关系,主要结论是：1)对退化沙地实施封育措施后显著提高了地上植被与土壤种子库的密度和植物种数,特别是显著增加了地上与土壤种子库群落中优良禾草的种数与密度,草地质量得到很大改善。2)地上植被与土壤种子库对放牧干扰的响应模式不同,放牧对地上植被种丰富度的影响要明显大于土壤种子库,而对土壤种子库密度的影响又明显大于地上植被。3)由于放牧显著降低了地上植被与土壤种子库的共有种数,从而降低了地上植被与土壤种子库组成上的相似性。另外,封育和未封育草地在种子库组成上的相似性要高于地上植被组成上的相似性,提供了放牧更强烈地影响地上植被组成的重要佐证。4)回归分析显示,土壤种子库密度与地上早期幼苗库密度和后期定植群落密度以及幼苗库密度与定植群落密度之间均存在显著的正相关性,早期幼苗库密度的56％的变异可归结为土壤种子库密度的变异,而后期定植群落密度的77％的变异可由早期幼苗库密度的变异来解释.     

黄土高原弃耕地植被演替及其对土壤养分动态的影响

弃耕地演替过程中植被和土壤的互动效应对于植被恢复与重建具有重要意义。本研究选择黄土高原不同演替阶段的弃耕地(弃耕时间分别为1、6、12、22年),连续2年调查各弃耕地的物种丰富度、群落地上生物量,测定0~60 cm土层的土壤容重、pH值、土壤有机质和全氮含量,分析弃耕地演替过程中群落地上生物量、土壤理化性质的变化过程和趋势以及植被土壤之间的互动效应。结果表明:1)弃耕地演替过程中,弃耕早期(1~6年)为茵陈蒿+白莲蒿的杂草群落,演替中期(6~12年)为赖草群落,演替中后期(12~22年)为无芒隐子草+短花针茅群落。随着弃耕时间的增加,物种丰富度呈先减少后增加的变化趋势,地上生物量持续增加。2)土壤有机质和土壤全氮在0~10 cm土层中最高,表现出明显的表聚效应;弃耕时间和土层深度对土壤有机质和土壤全氮产生极显著的影响,弃耕时间与土壤有机质和土壤全氮之间均表现为负相关关系,土壤有机质和土壤全氮具有较为明显的时间效应。3)群落地上生物量与弃耕时间呈显著正相关关系,与土壤有机质和土壤全氮二者之间呈负相关关系,弃耕时间对群落生物量产生正效应,土壤有机质和全氮对群落生物量产生负效应。     

黄土高原弃耕地植被演替及其对土壤养分动态的影响

弃耕地演替过程中植被和土壤的互动效应对于植被恢复与重建具有重要意义。本研究选择黄土高原不同演替阶段的弃耕地(弃耕时间分别为1、6、12、22年),连续2年调查各弃耕地的物种丰富度、群落地上生物量,测定0～60cm土层的土壤容重、pH值、土壤有机质和全氮含量,分析弃耕地演替过程中群落地上生物量、土壤理化性质的变化过程和趋势以及植被土壤之间的互动效应。结果表明:1)弃耕地演替过程中,弃耕早期(1～6年)为茵陈蒿+白莲蒿的杂草群落,演替中期(6～12年)为赖草群落,演替中后期(12～22年)为无芒隐子草+短花针茅群落。随着弃耕时间的增加,物种丰富度呈先减少后增加的变化趋势,地上生物量持续增加。2)土壤有机质和土壤全氮在0～10cm土层中最高,表现出明显的表聚效应;弃耕时间和土层深度对土壤有机质和土壤全氮产生极显著的影响,弃耕时间与土壤有机质和土壤全氮之间均表现为负相关关系,土壤有机质和土壤全氮具有较为明显的时间效应。3)群落地上生物量与弃耕时间呈显著正相关关系,与土壤有机质和土壤全氮二者之间呈负相关关系,弃耕时间对群落生物量产生正效应,土壤有机质和全氮对群落生物量产生负效应。     

持久种子库在黄土高原植被恢复中的作用

通过对荒漠草原11个植被群落持久种子库特征及其与地上植被、地理位置关系的研究,探讨了持久种子库在植被恢复重建中的作用。结果表明,荒漠草原持久种子库以草本植物为主,密度为31.5～482.3粒·m-2,群落类型和土壤分层对持久土壤种子库密度影响显著（P<0.05）。持久土壤种子库密度与纬度之间呈显著负相关,而与经度的相关性不显著（P>0.05）;经纬度对持久种子库物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响不显著;海拔对持久种子库密度影响不显著,但对持久种子库的物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响显著,随着海拔的升高,物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性降低。持久种子库与地上植被的相似性较低,依靠持久种子库恢复灌木层植被的潜能很小。     

塔里木河下游不同地下水埋深下的土壤种子库特征

本研究根据长期地下水位的监测资料和土壤种子库的萌发试验,分析了塔里木河下游不同地下水埋深下植物样地土壤种子库特征。结果显示,在干旱地区,地下水埋深的高低不仅影响地上植被群落的种类和组成,而且也对土壤种子库的密度和组成具有明显的影响。随着地下水埋深逐渐下降,种子库密度减少、物种多样性下降、生活型逐渐单一。同时地上植被群落与土壤种子库的相似性系数也逐渐降低。本研究不仅有助于丰富国内外关于干旱区土壤种子库的理论研究,而且有利于指导塔里木河下游正在开展的大规模生态恢复实践。     

围封对荒漠草原区沙芦草群落土壤种子库及地上植被的影响

以宁夏盐池县四墩子荒漠草原沙芦草群落为研究对象,通过室内种子萌发法和地上植被调查法研究了围封对沙芦草群落土壤种子库和地上植被的影响。结果表明:1)围封对沙芦草群落土壤种子库密度具有显著影响,围栏外土壤种子库密度为(1052±273) 粒·m^-2,围栏内种子库密度为(1885±100) 粒·m^-2 ,围封使土壤种子库密度增加了79.0%。围封后,一年生植物种数减少了8.2%,种子库密度却增加了44.0%;2)围栏外地上物种数28种,围栏内为32种,围封使地上植被植物种数增加了14.0%。其中多年生植物增加,一年生植物减少;3)围封后,沙芦草群落土壤种子库和地上植被的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均有增大趋势,但差异不显著,而其生活型功能群的多样性发生了不同程度的改变;4)围栏内外土壤种子库与其地上植被的Sorensen相似性系数均为中等不相似,封育样地(0.33)略低于未封育样地(0.35)。种子库之间相似性高达0.71,两个样地地上植被之间的相似性为0.62,二者均为中等相似,说明外界干扰对地上植被的影响要大于对种子库的影响。研究结果可为荒漠草原区植被的恢复与治理提供一定的参考。     

黄土丘陵区植被恢复重建模式与演替过程研究

在黄土丘陵区,采用封育与重建相结合的方法,按不同坡位建立植被类型配置模式,即坡上部为山桃(Prunus davidiana)或柠条(Caragana korshinskii)+本氏针茅(Stipa bungeana)+芨芨草(Achanatcherum splendens);坡中部为柠条或沙棘(Hippophae rhamnoides)+本氏针茅+芨芨草;坡下部为沙棘或柠条+芨芨草。20多年的定位观测研究表明:人工灌木林、人工草地和天然草地的植物群落结构及种群类型变化差异显著;封育天然草地本氏针茅种群通过种子和根蘖繁殖已占据优势,其演替过程一般分为4个阶段,即荒山荒坡草地(1年)→杂草群聚生长(2-3年)→本氏针茅种群大量出现,杂草和有毒有害植物大幅度消减,(4-5年)→本氏针茅种群稳定阶段(6-8年)。     

华北农牧交错带退化草地土壤种子库动态变化

对华北农牧交错带不同退化演替阶段土壤种子库的数量和物种组成及与地上植被的关系进行了初步的研究,结果表明:农牧交错带草地在刈割和放牧等干扰下,发生逆行演替,土壤种子库中植物种类及种子数量呈递减的趋势,轻度退化类型土壤种子库物种组成最高,有23种植物,种子数量最多,有4 303粒,禾本科所占比例较大,为32.3%;而极度退化草地物种组成最低,有14种植物,种子数量仅有1 156粒,禾本科只占8.4%.草地逆行演替过程中植被与土壤种子库在物种组成上存在一定差别,中度退化阶段差别最大,有18种植物未在种子库中出现,极度退化阶段差别最小,有2种未在种子库中出现.     

半干旱黄土丘陵区微地形变化对人工柠条林草本分布的影响

本研究在典型半干旱黄土丘陵区龙滩小流域内,以水平阶整地方式栽植柠条(Caragana korshinskii)林为研究对象,调查不同坡位柠条林下水平阶内和阶间坡面草本群落组成及生物量,确定微地形及土壤环境变化对草本分布的影响及相对贡献率.结果表明:草本地上生物量及含水量均表现为水平阶内>阶间坡面,不同坡位水平阶内和阶间...     

高寒草甸鼠丘土壤种子库结构特征的研究

本研究以青海省河南县高山嵩草高寒草甸高原鼠兔鼠丘土壤种子库为研究对象,采用野外取样和室内镜检、萌发试验,探究了鼠丘土壤种子库的种子数量状况、垂直分布格局及季节动态规律,旨在为鼠丘土壤植被的恢复演替提供科学依据。结果表明：天然草地土壤种子库中的种子数量和种子质量均高于鼠丘土壤种子库,10-11月土壤种子库无论在种子数量上还是质量上均较高;发芽率表现为天然草地土壤种子库 > 新鼠丘 > 旧鼠丘;旧鼠丘土壤种子库种子数量多于新鼠丘;原生植被的土壤种子库呈明显的上层多下层少的垂直分布格局,新、旧鼠丘上下层间无明显的垂直分布规律;鼠丘土壤种子库与天然草地土壤种子库的相似性越高,鼠丘植被向原生植被恢复演替的几率越大。     

不同放牧强度对西藏邦杰塘高寒草甸土壤种子库的影响

通过研究不同放牧强度下地上植被群落的物种组成、植物生活型、土壤种子库物种种类和种子数量等特征,探讨了地上植被与土壤种子库之间的关系及种子库在地上植被群落构建中的作用,拟为高寒草甸的管理,特别是高寒地区退化生态系统的恢复与重建提供参考。结果表明：土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数在围栏样地和中牧样地之间差异不显著。重牧样地土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数显著低于中牧样地（P<0.05）;围栏样地、重牧样地、中牧样地土壤种子库密度表现为重牧 >围栏 >中牧,其中重牧样地土壤种子库密度显著高于中牧样地（P<0.05）,达4952.7粒·m^-2;中牧样地和围栏样地的种子库和地上植被之间相似性较低,二者的地上植被与土壤种子库Sorensen相似性指数分别为0.48和0.44。重牧样地上嵩草属（Kobresia）植物严重退化,地上植被群落和土壤种子库均以杂类草物种占优势,地上植被与土壤种子库表现出较高的相似性。因此,对于有退化趋势的嵩草草甸,适当的围栏并考虑利用本地多年生优良牧草种子进行补播将是有利的;嵩草高寒草甸土壤种子库种子主要集中在0~5cm,且各样地中种子数量均随着土壤深度的增加而减少。     

古尔班通古特沙漠南部植物群落β多样性及其解释

β多样性是表示植物群落物种组成变化的一个重要指示因子。本研究以古尔班通古特沙漠南部为研究区域,在67个样地植被学调查基础上,首先对研究区植物群落β多样性经向和纬向的变化进行了分析,其次利用方差分解的方法分析环境变量,土壤种子库变量及空间变量对β多样性分异的贡献率,探讨沙漠植被β多样性变化机制。结果表明,β多样性在经向上由西向东物种相似性增加,物种替代速率减弱;在纬向上自北向南物种相似性降低,物种替代速率略有升高。对β多样性分异解释方面,环境变量中的30年月平均降水量等变量在沙漠植被群落分布中起着决定性的作用,土壤变量与空间变量的解释比率则相对较低,而土壤种子库变化较土壤异质性对β多样性影响更大。主环境变量、土壤变量的效应是尺度依赖的。空间结构决定的随机过程也发挥着作用。研究还发现除环境变量(含土壤变量),土壤种子库变量及空间变量外,仍有近50%的β多样性分异未能解释,表明其他环境因子和随机过程对植被的影响也较大。     

封育和放牧对黄土高原典型草原芽库的影响

在多年生草地生态系统中,芽库在干扰后的种群补充和更新中占据着重要地位。本研究采用单位面积挖掘取样法,比较分析了封育和放牧对黄土高原典型草原地上植被特征和芽库密度的影响。结果表明,黄土高原典型草原芽库以分蘖芽为主,密度为832~6 848芽·m~(-2)。与放牧相比,短期封育显著提高了芽库总密度和禾草芽库密度,但显著降低了非禾草芽库密度(P0.05)。封育和放牧对典型草原芽库密度的显著影响,主要来自根茎型、分蘖型和根蘖型牧草芽库的贡献。短期封育显著提高根茎型和分蘖型牧草的芽库密度,而显著降低根蘖型牧草的芽库密度(P0.05)。禾草芽密度与地上生物量呈显著正相关,与地上茎分枝数呈显著负相关(P0.05)。封育和放牧对黄土高原典型草原地上植被特征的影响可能是通过调控禾草芽库密度来实现的。在草地管理中,芽库对地上植被的发展有一定的指示作用,可以依靠芽库的测定来预测未来植被的产量、演替趋势和发展方向。     

不同放牧制度对土壤种子库的影响——以青藏高原东缘高寒草甸为例

以青藏高原玛曲地区高寒草甸为研究对象,通过对暖季牧场与冷季牧场不同放牧强度的比较分析,探讨了可萌发土壤种子库的密度、垂直分布规律及其与地上植被的关系。结果表明,1)暖季牧场土壤种子库中,轻度放牧有12种,种子密度为2 307.66粒·m~(-2),重度放牧有6种,种子密度为1 065.08粒·m~(-2),禁牧有5种,种子密度为828.38粒·m~(-2),轻度放牧的物种丰富度及密度都显著大于重度放牧草地(P0.05);冷季牧场轻度放牧有12种,种子密度为3 786.88粒·m~(-2),重度有8种,种子密度为5 621.15粒·m~(-2),禁牧有5种,种子密度为532.53粒·m~(-2),轻度放牧种子密度小于重度放牧。2)无论是暖季牧场还是冷季牧场轻度放牧土壤种子库的多样性指数、均匀度指数、优势度指数和丰富度指数均大于重度放牧,土壤种子库与地上植被的相似性在不同的放牧强度下都小于0.3,其中不放牧时的相似性最小,轻度放牧时的相似性最高。而暖季牧场和冷季牧场的轻度放牧和重度放牧两种放牧强度之间的相似性系数都最大,分别为0.63和0.67。3)土壤种子库在不同处理间随着土层的加深数量都呈现迅速减少的趋势,大部分集中在0-5cm。     

放牧牛羊对云贵地区禾草/白三叶草地群落稳定性的影响

禾草/白三叶(Trifolium repens)草地是中国南方喀斯特地区主要刈牧地之一,探究不同家畜放牧下禾草/白三叶草地植被构成和群落稳定性,可一定程度揭示其植被演替特征。本研究定量分析了多年放牧牛(grazing cattle pasture,GC)、放牧羊(grazing sheep pasture,GS)的禾草/白三叶草地群落特征、物种多样性、生物量构成及群落稳定性。结果显示:1)草地死物质量及植物物种数为GC>GS,植物物种Simpson指数为GS>GC;2)草地禾草[多年生黑麦草(Lolium perenne)、鸭茅(Dactylis glomerata)及原生禾草]、原生双子叶(马鞭草科、车前科、酢浆草科和十字花科)及适口性中等植物地上生物量组分为GC>GS,播种白三叶地上生物量组分为GS>GC;且GC草地地上生物量以禾草为主(77.20%),GS草地地上生物量以禾草(51.79%)和豆科(28.02%)为主;3)草地土壤K含量为GC>GS;4)GC草地植物种Raunkiaer频度直方图呈反J型,群落演替度(37.08)比GS草地(45.45)的低。研究认为,GC草地群落处于相对稳定状态,而GS草地群落处于更高演替阶段,牛放牧更利于禾草/白三叶草地群落稳定性和物种多样性的维持。因此,放牧时可实行牛、羊混牧制,或牛、羊轮牧制,以提高禾草/白三叶草地的稳定性和生产力。