祁连山中段高山草原蝗虫与植物群落关系研究

【目的】研究祁连山中段高山草原蝗虫与植物群落之间的生态关联性。【方法】于2011-05-09,在甘肃省肃南县皇城镇周边草场中设置12块样地,在样地内采用方框取样器和样方框(1 000mm×1 000mm)对蝗虫群落和植物群落进行系统随机抽样调查,利用典型相关分析(CCA)法对蝗虫群落与植物群落的相关性进行分析,并在此基础上,用主成分分析(PCA)法对群落特征进行进一步分析与排序。【结果】①捕获蝗虫成虫3 148头,隶属6科,10属,共12种;小翅雏蝗、狭翅雏蝗、永宁异爪蝗和宽须蚁蝗为优势类群,分别占捕获成虫总数的34.78%,18.43%,14.52%,11.76%;亚洲小车蝗、红翅皱膝蝗、短星翅蝗和白纹雏蝗为常见类群,分别占捕获成虫总数的5.72%,4.94%,4.15%,3.68%;宽翅曲背蝗、李氏大足蝗、青海痂蝗和裴氏短鼻蝗为稀有类群,分别占捕获成虫总数的0.63%,0.63%,0.54%,0.22%。②CCA分析结果表明,红翅皱膝蝗、宽翅曲背蝗、亚洲小车蝗以及宽须蚁蝗、小翅雏蝗种群的发生特征与栖息地内植物群落均匀度和莎草科优势度密切相关(P0.01);PCA分析结果显示,前3个主成分分别为白纹雏蝗、亚洲小车蝗、短星翅蝗种群特征与莎草科优势度和禾本科优势度关系的综合因子,小翅雏蝗、宽须蚁蝗和狭翅雏蝗种群特征与植被群落盖度关系的综合因子以及永宁异爪蝗种群特征与植被群落垂直结构关系的综合因子。③PCA排序结果显示,12块样地可归为5个类群,不同类群中蝗虫群落丰富度、多样性、均匀性、平均密度指标的排序结果有明显差异。【结论】植物群落中,禾本科类植物为食物广谱性蝗虫提供了充足食料,莎草科、菊科等非禾本科类植物对蝗虫群落的影响,不仅在于食物资源供应方面,更多地体现在植物自身的生物学特性对蝗虫发育不同时期群落结构的影响;蝗虫自身的生活习性以及植物群落的水平、垂直结构共同影响着蝗虫对栖息地的选择。     

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。     

内蒙古温带典型草原羊草与大针茅群落结构特征比较

于2006年植物生长盛期(7~9月)在中国科学院草原生态系统定位站对典型草原的代表类型羊草(Leymus chinensis)和大针茅(Sti-pa grandis)群落结构和生物量进行了观测和定量分析。结果表明,羊草群落丰富度略高于大针茅群落。按重要值排序,羊草群落位居前6位的分别是黄囊苔草(Caldesia korshinskii)、羊草、西伯利亚羽茅(Achnatherum sibiricum)、米氏冰草(Agropyron michaoi)、大针茅和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa),6种的重要值总和为80.56%;大针茅群落重要值位居前6种的植物种类为大针茅、刺藜(Chenopodium aristatum Linn.)、羊草、黄囊苔草、糙隐子草、米氏冰草,总和达75.28%。大针茅群落较羊草群落更适应干旱气候条件。羊草群落和大针茅群落总生物量分别达到845.8和656.5 g/m2,羊草群落显著高于大针茅群落(P<0.01),生物量变化趋势基本一致,两群落能迅速对干旱低温做出反应。     

链烷技术检测蝗虫食性方法的研究

为验证链烷技术测定蝗虫食性的精确性,确定蝗虫粪便中链烷的回收率。于2007年夏季在内蒙古太仆寺旗天然草地,用优势植物羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistegenes squarrosa)和克氏针茅(Stipa kylovii)各500g,饲喂360只成虫的亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus)。试验期内每天记录蝗虫实际牧草采食量、采食成分和排粪量,利用气相色谱分析牧草和粪样的链烷含量,应用链烷技术测定蝗虫的牧草采食比例,并与实际值进行比较。结果表明,3种牧草链烷模式存在种间差异;蝗虫粪便中链烷的回收率随链烷长度的增加而线性增加;蝗虫采食羊草、糙隐子草和克氏针茅比例的测定值与实际值存在显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.925 5、0.956 6和0.978 2。因此链烷技术可以精确测定典型草原蝗虫的食物组成。     

克鲁伦河流域典型草原植物群落微斑块植被和土壤特征分析

为了研究不同放牧干扰下,内蒙古克鲁伦河流域克氏针茅典型草原群落微斑块的生态特性,寻找草原微斑块与草原退化程度的内在联系,以呼伦贝尔克鲁伦河流域克氏针茅草原为研究对象,调查了该区域羊草、冷蒿和野韭群落斑块的植被和土壤特征。结果表明:羊草、冷蒿和野韭斑块都表现出了单优势种的特征,但是三类斑块的群落特征没有显著的差异,如地上生物量、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数均没有显著的差异性。但是羊草斑块的物种数显著高于冷蒿和野韭斑块;相对于冷蒿和野韭,羊草叶片具有较高的叶绿素含量、NDVI和PRI,表现出羊草在放牧干扰系统中较强的适应性和耐受性;羊草斑块土壤含有较高的铵态氮、硝态氮和有效磷,而土壤有机碳含量较低。     

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/hm²,较轻度放牧G0.34:0.34 cow.AU/hm²,中度放牧G0.46:0.46 cow.AU/hm²,较重度放牧G0.69:0.69 cow.AU/hm²,重度放牧G0.92:0.92 cow.AU/hm²)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/hm²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)...     

不同放牧梯度大针茅草原植物群落变化

采用对比分析的方法调查了内蒙古锡林郭勒盟中国科学院草原生态系统定位站大针茅草原植物群落在不同放牧梯度下的群落变化，结果表明：随着放牧梯度的增加，群落中的优势种大针茅和羊草等优良牧草的营养枝高度、株丛密度及生物量均明显降低并逐渐被猪毛菜、糙隐子草和冷蒿等耐牧植物所取代，生产力及利用价值下降。从无放牧的对照样地到重度退化样地植物群落类型依次转变为：羊草 大针茅 丛生禾草、大针茅 羊草 糙隐子草 丛生禾草、糙隐子草 大针茅 羊草 丛生禾草、猪毛菜 糙隐子草 小丛生禾草。     

荒漠草原矮小型针茅属建群的植物群落特征研究

为阐释荒漠草原不同矮小型针茅属为建群种的植物群落特征及其相互关系，本文以荒漠草原短花针茅（Stipa breviflora）、小针茅（Stipa klemenzii）、沙生针茅（Stipa glareosa）和戈壁针茅（Stipa gobica）植物群落为研究对象，结合建群种、共有种及群落物种的重要值特征综合分析植物群落各成员型在群落中的地位和作用。结果表明：(1)4种矮小型针茅属植物的重要值具有显著差异（P<0.05），且小针茅≥戈壁针茅≥沙生针茅>短花针茅；(2)不同植物群落中共有种的重要值具有显著差异（P<0.05），在群落中无芒隐子草（Cleistogenes songorica）和银灰旋花（Convolvulus ammannii）的作用相对较大，而猪毛菜（Salsola collina）的作用相对较小；(3)4种矮小型针茅属植物在群落中重要值的排序均较靠前，小针茅在植物群落中的重要值最大。研究结果可为荒漠草原生态保护和可持续管理提供理论指导和数据支撑。     

不同土地利用方式下的生物量季节动态研究

[目的]研究不同土地利用方式下的生物量季节动态。[方法]于2008年生长季（5～10月）期间,分别测量了针茅群落、羊草群落和农田3个不同地表覆盖状况下的植物地上生物量和地下生物量。[结果]地上生物量均在8月达到最高值,羊草、针茅和农田的地上生物量分别为287.91、117.05、193.59 g/m2;3个样地植物根系总生物量在7月最高,针茅、羊草和农田样地分别为1 683.9、1 601.9、513.9 g/m2;植物上层根系0～15 cm/植物下层根系15～30 cm的生物量比率最大的是羊草,针茅次之,农田最小。[结论]为生态脆弱地区的生态环境保护提供了理论依据。     

羊草与克氏针茅氮元素含量对亚洲小车蝗取食选择的影响

选择2种内蒙古草原的优势草种羊草和克式针茅,通过人工饲喂蝗虫取食的方法,分别测定亚洲小车蝗的5龄蝻期以及成虫在未施肥(ON)和施肥(HN)条件下对于2种不同草种的取食量和选择频次,并研究N元素变化对于亚洲小车蝗取食选择性的影响。结果表明,在蝻期,N元素不是其取食选择性和食量的决定因素。而在成虫期,亚洲小车蝗特别是雄性更喜欢低N植物作为其食物。亚洲小车蝗对羊草或针茅的选择取食随发育阶段、性别和草的N含量进行调整,但在进化过程中趋向于选择低氮的植物。     

马铃薯健株与黄萎病株根际土壤真菌群落结构及其对碳源利用特征

【目的】通过研究马铃薯健康植株与黄萎病株的根际土壤真菌群落结构与功能多样性的差异,明确土壤真菌群落结构与黄萎病发生之间的关系,为最终从微生物生态学的角度解释马铃薯黄萎病的发生原因及其生态防控提供理论依据。【方法】以河北省坝上地区马铃薯健株与黄萎病株的根际土壤为研究对象,分别利用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术检测根际土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)ITS基因拷贝数量并分析真菌群落结构变化,结合冗余分析(RDA)明确真菌群落结构与土壤养分的相关性。同时利用Biolog-ECO平板法比较健株与黄萎病株根际土壤微生物对碳源的利用能力。【结果】马铃薯黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在相关性,在病株根际土壤中病原菌数量高,而在健株根际土壤中未检测到病原菌。高通量测序分析表明,病株根际土壤真菌多样性指数低于健康植株,但多样性差异不显著。在群落组成的门水平上,与健株根际土壤相比,病株根际土壤中的子囊菌门(Ascomycota)和丝孢菌门(Mortierellomycota)相对丰度上升幅度分...     

云烟121健康与感黑胫病烟株根系及根际土壤丛枝菌根真菌差异研究

【目的】明确云烟121健康与患黑胫病烟株根系及根际土壤丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）侵染特征的差异,为后续AMF在缓解烟株土传病害方面的应用打下理论基础。【方法】以云烟121健康和患黑胫病烟株根系及根际土壤为试验材料,采用显微形态观察法对2种烟株根系AMF侵染水平及根际土壤AMF孢子密度进行测定,应用Illumina高通量测序技术对烟株根系AMF多样性和群落结构进行分析,并应用冗余分析（RDA）和Spearman相关性系数揭示根际土壤理化性质对AMF属水平相对丰度及AMF多样性的影响。【结果】在云烟121健康和患病烟株根系及根际土壤中均检测到AMF的存在,且健康烟株根际土壤AMF孢子密度和根系AMF侵染率均明显高于患病烟株。基于高通量测序结果,在烟株根系中共检测到1410个AMF-OTUs,分属于1纲4目5科6属。在不同分类阶层上,健康与患病烟株根系AMF的优势目、科和属种类均不相同。与患病烟株相比,健康烟株根系AMF的ACE、Shannon和Chao指数更高,Simpson指数更低,差异均达显著水平（P<0.05）。PCA分析表...     

改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落结构和丰度的影响

【目的】研究不同改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落和丰度的影响,从固氮微生物角度为改良剂的筛选及其推广应用提供科学依据。【方法】采用田间单因素随机试验,设4个改良剂处理,分别为硅钙钾镁(T1)、白云石粉(T2)、硅钙钾镁+生物炭(T3)和白云石粉+生物炭(T4),以不施用改良剂为对照(CK)。烟叶旺长期进行烟株农艺性状调查并采集根际土壤样品,以nifH基因作为分子标记,应用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究不同处理的土壤固氮菌丰度和群落结构变化特征,并分析土壤固氮菌群落结构变化的主要驱动因素。【结果】施用不同改良剂普遍提高了烟株农艺性状及土壤p H、有机碳含量和C/N。施用改良剂可显著提高土壤固氮菌nifH基因丰度(P<0.05,下同),T1、T2、T3和T4处理分别较CK提高2.97、3.32、4.68和3.81倍。施用改良剂也提高了土壤固氮菌群落α多样性,且Chao1、ACE、Shannon和Simpson指数均以T3处理最高。相关分析结果表明,固氮菌丰度、Chao1和ACE指数与土壤pH呈显著正相关。在门水平上,共获得5个类群,其中放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势类群。改良剂施用对固氮菌群落结构有显著影响,优势门和属发生变化,硅钙钾镁+生物炭处理显著增加放线菌门、蓝藻门、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和固氮螺菌属(Azospirillum)相对丰度。冗余分析结果表明,土壤pH、有机碳、硝态氮和C/N是驱动固氮菌群落结构变化的主要因素。【结论】硅钙钾镁+生物炭混施处理对缓解土壤酸化、改善烟田环境、促进烟株生长及提高固氮菌nifH基因丰度、群落α多样性和优势类群相对丰度效果显著,适合在酸性植烟土壤中推广应用。     

卵孢长根菇不同生长期覆土层微生物群落结构多样性分析

【目的】探究卵孢长根菇不同生长期覆土层微生物群落结构多样性及木霉病害对微生物群落的影响,为长根菇的高产稳产提供理论依据。【方法】采用Illumina高通量测序技术,研究长根菇不同生长阶段(覆土时、现蕾期、采收期、发病期、转潮期)覆土层微生物群落结构组成及其多样性,并利用冗余分析技术分析研究微生物菌群与土壤理化因子的相关性。【结果】从覆土样品中共获得操作分类单元(OTUs)4581个,细菌和真菌OTUs分别为3650个和931个。不同生长阶段土壤的细菌优势菌群存在较大差异,覆土时和采收期的最优势属为广义伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia),现蕾期、发病期、转潮期的最优势属的分别为罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)、西地西菌属(Cedecea)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)。覆工至采收的前3个生长期的最优势真菌属为镰刀菌属(Fusarium),其余生长期则为木霉属(Trichoderma)。木霉病害发病期土壤层微生物菌群结构发生较大变化,微生物数量和丰度均低于其他期;采收期土壤的细菌多样性最高,转潮期真菌多样性最高。冗余分析结果表明,覆土层中速效氮和速效钾与细菌在属水平上有显著正相关(P<0.05,下同);有效磷与真菌属水平菌群显著正相关。土壤有机质与覆土时土壤微生物群落呈正相关;速效氮、有效磷、速效钾和pH则与转潮期土壤微生物群落呈正相关。【结论】不同生长阶段覆土层土壤真菌物种数量在采收期达最大值,细菌物种数量则随着长根菇的生长而不断下降。木霉病害的发生对土壤微生物种类和丰度均有显著抑制作用,同时大量消耗土壤的营养元素,降低pH。     

施氮与刈割留茬高度对草场生产力及植物群落组成的影响

【目的】改善打草场土壤养分,提高草地生产力及维持草地可持续利用。【方法】2016—2018年在呼伦贝尔草地农业生态系统实验站打草场设置5个施氮水平(0、10、20、30、40 g·m^-2·a^-1)与2个刈割留茬高度(4、8 cm),裂区试验设计,分别于每年6月中旬和8月中旬进行试验处理,研究其对草地植物群落及功能群的物种丰富度、地上生物量、主要物种组成的重要值、优势种功能性状及土壤理化性质的影响过程。【结果】施氮与刈割留茬高度对群落及功能群的物种丰富度无显著影响(P>0.05)。施氮显著增加禾草功能群及群落的地上生物量(P<0.05),分别提高了72.7%—126.3%、61.6%—96.1%,但施氮量在10—40 g·m^-2·a^-1的各处理间差异不显著(P>0.05),低刈割留茬高度使禾草的地上生物量显著降低了18.3%(P<0.05)。施氮显著增加羊草(Leymus chinensis)的重要值,降低无芒雀麦(Bromus inermis)的重要值(P<0.05)。...     

放牧对山地草甸草地植物多样性与生产力关系的影响

【目的】 研究不同放牧强度下,山地草甸草地植物群落变化,为合理利用该类草地提供科学依据。【方法】 2016~2018年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,以天山北坡中段山地草甸草地为研究对象,设置轻度放牧(LG)、重度放牧(HG)和无放牧对照(CK),分析山地草甸草地植物群落数量特征、多样性指数,以及多样性指数与地上生物量间的关系。【结果】 (1)不同放牧强度下山地草甸草地以多年生草本植物为绝对优势,主要优势种有细果苔草(Carex stenocarpa)、溚草(Koeleria cristata)、针茅(Stipa capillata)、醉马草(Achnatherum inebrians);在重度放牧(HG)条件下,家畜首先采食适口性较好的植物,群落中适口性好的植物数量减少,群落优势地位逐步被有毒植物醉马草所替代。(2)CK与LG、HG条件下,随着放牧强度的增加,2016~2018年间植物群落地上生物量、群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.05);群落密度在2016~2017年间呈下降趋势(P<0.05)。(3)随着放牧强度的增加,植物群落物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均下降趋势,表现为CK＞LG＞HG;2016~2017年CK、LG、HG之间差异不显著(P＞0.05),2018年CK与LG、HG之间差异显著(P＜0.05)。(4)植物群落Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数与地上生物量在LG、HG和CK条件下,均呈现正线性相关关系(P＜0.05)。【结论】 不同放牧强度下,山地草甸植物群落Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数随放牧强度的增加而降低;群落地上生物量与均匀度指数、多样性指数和丰富度指数均有显著的正线性相关关系(P<0.05)。     

放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落特征的影响

【目的】研究不同放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落数量特征及多样性的影响。【方法】以新疆天山北坡伊犁绢蒿荒漠退化草地为研究对象,选择对照、轻度放牧、重度放牧3个强度,野外测定群落的高度、盖度、密度及生物量并计算多样性指数。【结果】3种放牧强度下,伊犁绢蒿的重要值呈先增加后降低的趋势,一年生植物的比例均较高;随放牧强度的增加,群落高度、盖度、密度、生物量及重要值呈下降趋势,家畜不喜食的猪毛菜和灰藜的密度、生物量和重要值逐渐增加;植物群落Margalef指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数分别从0.45、0.5和0.72显著降低到0.25、0.20和0.33,而Pielou指数则无显著差异;植物群落多样性指数与伊犁绢蒿重要值呈正相关,与一年生植物重要值呈负相关。【结论】随着放牧强度的增加,植物群落趋于低矮稀疏,物种丰富度和多样性降低;一年生植物在植物群落中占主要优势。     

不同土地利用方式下的生物量季节动态研究(摘要)(英文)

[目的]研究不同土地利用方式下的生物量季节动态。[方法]于2008年生长季(5～10月)期间,分别测量了针茅群落、羊草群落和农田3个不同地表覆盖状况下的植物地上生物量和地下生物量。[结果]地上生物量均在8月份达到最高值,羊草、针茅和农田的地上生物量分别为287.91、117.05、193.59g/m2;3个样地植物根系总生物量在7月份最高,针茅、羊草和农田样地分别为1683.9、1601.9、513.9g/m2;植物上层根系0～15cm/植物下层根系15～30cm的生物量比率最大的是羊草,针茅次之,农田最小。[结论]该研究为生态脆弱地区的生态环境保护提供了理论依据。