气候变暖和物种多样性交互效应对空心莲子草入侵的影响

全球变暖加剧了生物入侵进程,而物种多样性对于入侵物种通常具有阻抗作用,探讨二者交互效应对生物入侵的影响有助于预测入侵态势及制定有效的防治措施。通过在我国N 21°-37°设置59个调查样地,探讨外来入侵植物空心莲子草群落物种多样性与其入侵态势之间的关系;并采用人工构建群落的方式,设置不同温度、物种多样性组合两种因子,研究增温及本土植物多样性对空心莲子草入侵的影响。结果表明:1)样地群落的Shannon-Wiener多样性指数介于0～2.434,空心莲子草入侵盖度(P0.001)、分枝数(P=0.022)随多样性上升而显著降低,纬度以及纬度×物种多样性交互效应对其入侵态势没有产生显著影响;2)增温导致构建群落中空心莲子草的高度(P=0.004)、最大茎长(P=0.002)以及马唐、苦苣菜和牛筋草3种本土植物的高度(P=0.038)均显著下降,物种多样性上升导致空心莲子草高度、无性分株数、分枝数和最大茎长均显著下降(P0.001),增温×物种多样性交互效应导致空心莲子草分枝数在"入侵单种"处理中显著升高(P=0.035),而增温×物种属性交互效应显著降低了构建群落中苦苣菜的最大茎长(P0.001);3)增温并未显著影响空心莲子草及本土植物生物量,物种多样性增加显著削弱了空心莲子草的生物量(P0.001),但显著提高了其根冠比(P=0.014),即空心莲子草以相对储存更多地下资源的方式应对种间竞争。综上可知,较高水平的物种多样性有助于抵制空心莲子草的入侵,但增温可能会削弱本土物种的抗性;气候变暖背景下应更加重视保护本土植物多样性,以遏制空心莲子草入侵蔓延。     

气候变暖和物种多样性交互效应对空心莲子草入侵的影响

全球变暖加剧了生物入侵进程,而物种多样性对于入侵物种通常具有阻抗作用,探讨二者交互效应对生物入侵的影响有助于预测入侵态势及制定有效的防治措施。通过在我国N 21°-37°设置59个调查样地,探讨外来入侵植物空心莲子草群落物种多样性与其入侵态势之间的关系;并采用人工构建群落的方式,设置不同温度、物种多样性组合两种因子,研究增温及本土植物多样性对空心莲子草入侵的影响。结果表明:1)样地群落的Shannon-Wiener多样性指数介于0~2.434,空心莲子草入侵盖度(P<0.001)、分枝数(P=0.022)随多样性上升而显著降低,纬度以及纬度×物种多样性交互效应对其入侵态势没有产生显著影响;2)增温导致构建群落中空心莲子草的高度(P=0.004)、最大茎长(P=0.002)以及马唐、苦苣菜和牛筋草3种本土植物的高度(P=0.038)均显著下降,物种多样性上升导致空心莲子草高度、无性分株数、分枝数和最大茎长均显著下降(P<0.001),增温×物种多样性交互效应导致空心莲子草分枝数在“入侵单种”处理中显著升高(P=0.035),而增温×物种属性交互效应显著降低了构建群落中苦苣菜的最大茎长(P<0.001);3)增温并未显著影响空心莲子草及本土植物生物量,物种多样性增加显著削弱了空心莲子草的生物量(P<0.001),但显著提高了其根冠比(P=0.014),即空心莲子草以相对储存更多地下资源的方式应对种间竞争。综上可知,较高水平的物种多样性有助于抵制空心莲子草的入侵,但增温可能会削弱本土物种的抗性;气候变暖背景下应更加重视保护本土植物多样性,以遏制空心莲子草入侵蔓延。     

空心莲子草入侵对乡土植物群落组成及植物多样性的影响

系统研究了空心莲子草Alternanthera philoxeroides入侵对江西省上饶市郊区乡土植物群落物种种类组成及物种多样性的影响。选取20个有空心莲子草入侵的样方,并在与之相距5 m处选取等面积的没有或有很少空心莲子草植株的20个样方作为对照,应用Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Alatalo均匀度指数分析了空心莲子草入侵乡土植物群落的多样性变化格局。结果表明：1）所有样方中共计出现59种植物,隶属于29科,在试验样方中出现的物种数量和种类都低于在对照样方中出现的物种数量和种类。2）试验样方和对照样方的物种重要值分布存在较大的差异,表明在空心莲子草入侵的胁迫下,群落物种格局发生了变化。3）分析了空心莲子草重要值与多样性指数、均匀度指数的关系。当空心莲子草重要值小于29.7时,乡土植物多样性指数和均匀度指数都随空心莲子草重要值的增加而增加,而空心莲子草重要值大于29.7时,各项指数都随重要值的增加而减小,当空心莲子草重要值大于64.3时,各项指数急剧下降。表明空心莲子草的入侵可影响乡土植物群落物种多样性,并产生正向影响和负向影响,当空心莲子草入侵量达到一定的阈值,将导致乡土植物多样性下降。     

短期封育对蒿类荒漠草地现存生物量及植物群落多样性的影响

为明确荒漠草地植物群落特征对短期封育的适应情况,采用成对试验设计,研究短期封育对天山北坡不同区域蒿类荒漠草地地上活体生物量、凋落物生物量、地下生物量及其植物群落多样性的影响。结果表明：封育后新源、玛纳斯、呼图壁、奇台等地的蒿类荒漠草地地上活体生物量较放牧区（CK）分别显著增加98.91%、65.99%、246.66%、91.91%,而博乐的变化不显著。封育后半灌木地上活体生物量较CK显著提高65.56%~265.47%,而多年生草本、一年生草本类因所处样地差异而有所不同。封育促进蒿类荒漠草地地下生物量的积累,仅博乐、呼图壁样地较CK显著增加65.16%~151.89%,且主要集中在0~5 cm,但封育对所有样地凋落物生物量的积累影响不显著。封育后博乐样地Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数较CK分别显著增加15.12%、14.88%、11.54%;新源样地Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数较CK分别显著降低62.12%、64.54%、58.02%、34.81%;玛纳斯样地的Patrick指数较CK显著降低32.48%,而Pielou指数较CK显著增加21.90%;呼图壁样地的Shannon-Wiener指数、Simpson指数较CK分别显著降低73.21%、68.69%;而奇台样地的群落多样性没有显著影响。总体看,短期封育利于退化蒿类荒漠草地生物量的积累,而对植物群落多样性的影响因地区不同而不同。     

喜旱莲子草入侵对三峡库区重庆主城河岸带植物多样性的影响

为评估入侵物种喜旱莲子草对城市河岸带物种组成和多样性的影响,采用样方法在三峡库区重庆主城河岸带对47个样点进行群落调查。结果显示:1)干流河岸带Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著低于支流河岸带,但干流河岸带Pielou均匀度指数显著高于支流河岸带,Simpson多样性指数在干流和支流河岸带之间差异不显著。2)随着喜旱莲子草入侵强度逐渐增大,干、支流河岸带Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数以及Pielou均匀度指数均先升高后降低,且支流河岸带喜旱莲子草入侵阈值低于干流,而支流Patrick丰富度指数显著下降,但干流无显著变化。3)影响干流河岸带物种多样性的主要土壤因子为有机质、硝态氮和全氮;影响支流河岸带物种多样性的主要土壤因子为含水量、全氮和速效磷。4)喜旱莲子草的入侵在干流河岸带受速效钾、有机质和全氮影响较大,在支流河岸带受速效磷、速效钾和全氮影响较大。研究表明,喜旱莲子草更容易入侵土壤养分含量高的生境;其轻度入侵可促进城市河岸带物种多样性,中、重度入侵会降低河岸带物种多样性,尤其是支流河岸带,因此,建议加强对该入侵物种...     

科尔沁沙地人工固沙林群落中少花蒺藜草种群动态及群落多样性研究

为明确少花蒺藜草(Cenchrus pauci florus Benth.)的入侵特征,采用样方调查法对科尔沁沙地人工小叶杨(Populus simonii)和黄柳(Salix gordejevii)2个固沙林群落中少花蒺藜草种群动态及群落多样性进行分析研究.结果表明:少花蒺藜草于6月初开始出现于2个群落中,7月份种群高度、盖度、频度、生物量均达到最大值,成为固沙林草本群落中的优势种,8月底完成生命周期;少花蒺藜草入侵地物种稀少,7月份群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数达到最大,仅为2.23,0.89,0.50(小叶杨草本群落)和1.89,0.84,0.41(黄柳草本群落).分析认为少花蒺藜草的入侵对群落的多样性产生不利影响,影响了整个生物群落的结构组成.     

蜥蜴对内蒙古典型草原群落多样性和地上生物量的影响

为研究蜥蜴(Phrynocephalus frontalis)活动对内蒙古典型草原群落多样性、地上生物量、群落结构、生活型组成以及优势种生物量的影响,于2012年6月和8月在内蒙古毛登牧场围封草场内布设有蜥蜴样地和对照样地,进行样方调查和生物量取样.结果表明:与对照样地相比,蜥蜴样地6月的Shannon-Wiener指数和均匀度显著降低,8月Shannon-Wiener指数、均匀度和物种丰富度均显著低于对照样地;蜥蜴样地的群落生物量在6月和8月分别比对照样地高68.85和111 g·m^-2;在功能群水平,蜥蜴样地一年生植物和多年生禾草的生物量比例比对照样地增加了19.1%和11.0%,而多年生杂类草生物量比例降低了19.8%;在物种水平,蜥蜴样地羊草(Leymus chinensis)生物量的比例在生长季节初期达到了75.0%.可见在内蒙古典型草原,蜥蜴干扰可使一年生植物和多年生禾草的生物量比例增加,而使多年生杂类草的物种数和生物量比例显著降低;蜥蜴干扰显著促进了羊草的生长;同时会降低群落的物种多样性,提高地上生物量.     

短花针茅荒漠草原不同退化程度的植被特征

通过野外调查与室内分析探讨了不同退化程度的荒漠草原植物群落特征,结果表明:各样地均以多年生植物为主,重要值在所有物种中呈先分散再集中的趋势,重度退化样地有一二年生植物及矮灌木出现;随着退化程度的增加,群落生物量、群落高度及群落盖度显著降低,而群落密度呈相反的趋势,群落地下生物量由深到浅呈"T"形分布;Margalef指数在中度退化样地最大,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数都随退化程度的增大呈逐渐增大趋势。     

黑龙江松嫩草地植物群落物种多样性与植物碳储量的关系

采用样方法对黑龙江松嫩草地开展植物群落调查,以探知黑龙江松嫩草地不同植物群落物种多样性和植物碳储量的变化及其相互关系。结果表明：(1)不同植物群落的物种多样性差异显著,羊草+寸草苔群落和羊草+杂类草群落的物种多样性显著高于其他群落,而星星草群落和碱蓬群落的物种多样性显著低于其他群落。(2)不同植物群落地上部分碳储量、地下部分碳储量和植物群落碳储量都有显著差异,野古草群落碳储量高达753g C/m²,而羊草+杂类草群落碳储量显著低于其他群落,仅为125g C/m²。(3)不同植物群落碳储量与物种多样性指数表现出显著线性正相关或负相关。虎尾草群落地上部分碳储量与Patrick丰富度指数呈显著线性正相关,羊草群落、星星草群落、虎尾草群落、牛鞭草群落和野古草群落地上部分碳储量和植物群落碳储量均与Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数表现出显著或极显著线性负相关。在黑龙江松嫩草地轻度退化显著提高了物种多样性指数,而重度和极度退化显著降低了物种多样性指数;植物群落物种多样性与植物群落碳储量主要表现为负相关...     

兰州市城市绿地木本植物多样性研究

通过对兰州城市绿地木本植物群落进行调查与研究,提高半干旱区城市木本植物多样性、优化群落结构提出建议。以兰州市公园、单位、居住区、工厂、道路等不同类型绿地的木本植物群落为调查对象,计算木本植物重要值、分析物种多样性格局。在调查范围内,共有木本植物39科、74属、149种。乔木层Simpson指数、 Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数分别为0.960,3.619和0.847;灌木层分别为0.920,3.162和0.744;乔木层的多样性、丰富度与均匀度均大于灌木层。不同绿地类型木本植物群落物种组成处于中等不相似的水平,Jaccard相似性系数处于0.25～0.50;不同绿地类型木本植物的物种数、丰富度、均匀度与多样性也不尽相同;其中,居住区绿地乔灌木的丰富度指数以及灌木Shannon-Wiener指数最高;公园绿地的乔灌木Simpson指数、Pielou均匀度指数以及乔木的Shannon-Wiener指数最高。在兰州城市绿地中,应该增加灌木物种以及本地乡土树种的应用,有助于提高木本植物的多样性及群落结构的稳定性。     

甘肃马鹿冬季牧场牧草再生性对刈割的短期响应

在肃南裕固族自治县甘肃马鹿(Cervus elaphus kansuensis)不同放牧率(1.00、1.45、2.45、3.45、4.85、6.90AUM·hm-2)的冬季牧场,研究草原生产力与群落结构对牧草最佳生长期刈割的短期响应。结果表明,1)随放牧强度增加,刈割群落物种丰富度呈先增加后减少趋势,其中4.85 AUM·hm-2放牧率下的群落物种丰富度最高;刈割显著增加草地地上生物量。2)刈割群落的牧草株高和地上生物量均表现为超补偿生长,补偿指数分别以3.45、6.90AUM·hm-2放牧样地最高;各优势种变化趋势不同。3)刈割群落的Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数在放牧较重样地最高;随放牧强度增加,群落Shannon-Wiener多样性指数呈先增加后减少趋势,以4.85 AUM·hm-2群落最高;且除4.85 AUM·hm-2群落外,刈割后的群落Shannon-Wiener多样性指数显著高于刈割前的(P0.05)。4)各功能群植物对不同放牧强度响应不同。因此,适宜放牧强度下,刈割能发挥草地最大生产潜力并维持群落结构稳定性。     

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。     

去除优势种后高寒针茅化草甸群落对增温增雨及其协同作用的响应

2015年6~8月在青海省海北州高寒针茅化草甸草原进行了模拟气候变化及去除优势种紫花针茅(Stipapurpurea)野外控制试验。通过设置增温2℃,增加降雨量20%,研究植物优势种丧失后气候因素对物种多样性和群落稳定性的影响。结果表明:去除紫花针茅后,增温,增雨及两者的交互作用对植物高度、盖度及地上生物量均没有显著影响;增温处理下Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数均与对照差异显著(P0.05),说明增温可以提高植物群落的丰富度和均匀度,增雨处理下3个多样性指数均为最高值;去除优势植物紫花针茅后,植物物种数与植物盖度,植物盖度及优势度指数均呈显著正相关。     

草甸草原天然打草场植物群落对刈割干扰的响应

为了研究刈割干扰下天然打草场植物群落呈现出的消长状态,试验对呼伦贝尔草甸草原天然打草场不同植物群落物种组成、数量特征、物种多样性、生物量等指标进行了定量分析。结果表明:在刈割干扰下,羊草+杂草类群落中物种总数略低于贝加尔针茅+羊草群落;羊草+杂类草群落的密度和盖度均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的现存量和枯落物量均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05)。说明刈割干扰对羊草+杂类草群落的影响小于对贝加尔针茅+羊草群落的影响。     

塔里木河下游漫溢干扰频次和持续时间对河岸植被和土壤的影响差异

在塔里木河下游选取不同频次和持续时间的漫溢样地进行地表植被和表层土壤调查,以分析漫溢干扰的频次和持续时间差异对于植物群落特征和土壤性质的影响。结果表明,1)漫溢干扰使得一年生草本和多年生草本在植物群落中的重要值有所增加,其中多年生草本在2个漫溢频次样地和3个漫溢持续时间样地中占据优势,说明漫溢干扰后多年生草本逐渐替代乔灌木成为主要的群落组成物种。2)漫溢频次样地中以“多年多次”漫溢样地的多样性指数值最大,其Simpson指数,Shannon-Wiener指数和Margalef指数与对照样地相比均具有极显著差异,指数值分别为:0.523,0.979和1.023。3)漫溢持续时间样地中以“10~20 d”和“20~30 d”两个漫溢样地具有最大多样性指数,其中“20~30 d”漫溢样地的Simpson指数和Shannon-Wiener指数及“10~20 d”漫溢样地的Margalef指数与对照样地之间的差异均为极显著,指数值分别为0.451,0.777和0.863。4)漫溢干扰使得表层土壤电导率极显著减小,最小值出现在“一年1~2次”漫溢样地(1.148 ms/cm)和“10~20 d”漫溢样地(1.155 ms/cm)。“多年多次”漫溢样地和“5~10 d”漫溢样地的表层土壤有机质明显增加,有机质含量分别为11.577和8.770 g/kg;其余漫溢样地的表层土壤有机质均小于对照样地。综合分析认为,频次为多年多次且持续时间在10~30 d的漫溢干扰对塔里木河下游植被恢复最为有利。     

短期禁牧对天山北坡蒿类荒漠群落特征及其稳定性的影响

本研究以天山北坡蒿类荒漠为研究对象,采用野外调查取样的方法,探讨不同区域荒漠围栏内外群落特征和物种多样性对禁牧的响应规律,分析禁牧对生态系统稳定性的影响。结果表明,1)禁牧能改变荒漠植被功能群结构,禁牧后不同生态经济类群群落盖度和生物量分别上升40.2%~57.0%和44.4%~81.0%;2)荒漠群落物种多样性指数对短期禁牧的响应较小,但从区域上看,玛纳斯荒漠放牧区Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数比博乐和奇台显著高16.7%~20.0%,而禁牧区Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数高了8.6%~17.7%;3)短期禁牧有利于荒漠群落稳定性的维持,且稳定性可能与禁牧年限和生态环境的变化均有一定的关系。因此,短期禁牧能显著提高荒漠草地生产力,有利于群落物种多样性和群落稳定性的维持。     

受损矿区草原群落物种多样性和地上生物量对覆土厚度的响应

为修复库尔木图矿区受损草原植被群落,对矿区受损草原实施覆土0,10,14和18 cm恢复措施,实地调查分析群落盖度、高度、地上生物量和物种多样性,以研究不同覆土厚度对矿区受损草原群落物种多样性和生物量的影响。结果表明,1)覆土厚度在14和18 cm时,矿区草地植物种类和数量频度最多,物种组成最为丰富,且随着覆土厚度的增加,草地植物群落的盖度、高度和地上生物量呈逐渐增加趋势,但覆土14和18 cm草地的植物高度、盖度和地上生物量差异不显著。2)在4种覆土厚度样地中,覆土14 cm草地的物种丰富度指数和多样性指数均最高,均匀度指数最低,具体表现为:群落均匀度指数(J_sw和Ea)排列顺序为覆土0 cm>覆土18 cm>覆土10 cm>覆土14 cm,群落丰富度指数(R和Ma) 为覆土14 cm>覆土10 cm>覆土18 cm>覆土0 cm,群落多样性指数(D和H')为覆土14 cm>覆土18 cm>覆土10 cm>覆土0 cm。3)不同覆土厚度样地群落生产力与Shannon-Wiener和Simpson多样性指数之间呈弱正相关关系。因此,综合考虑该地区恢复受损草原的经济投入和所产生的生态效益,进行草原植被生态恢复的适宜覆土厚度为14 cm。     

放牧对赖草群落生物量及植物多样性的影响

通过对围封5年与自由放牧的赖草（Leymus secalinus）群落进行整个生长季的生物量和物种多样性动态观测,旨在了解放牧对赖草群落的影响。结果表明：整个生长季围栏内外赖草始终占据主导地位,放牧样地物种丰富度指数显著高于围封样地（P<0.05）,多样性指数和均匀度指数在不同时期变化趋势不同;赖草群落地上生物量、高度、盖度、物种丰富度、多样性指数和均匀度指数在整个生长季均表现为先增加后降低,放牧显著降低群落地上生物量（P<0.05）,在整个生长季放牧使群落盖度平均降低31.82%,群落高度平均降低36.37 cm;围封样地群落地下生物量在7月和9月出现2个峰值,分别为4148.4 和4359.27 g·m^-2,放牧样地地下生物量在8月达到最大,为2559.28 g·m^-2;群落地下生物量随土层深度的增加所占比例逐渐减小,其中围封和放牧样地0~30 cm土层所占比例分别为75.64%和77.37%。适度放牧有利于促进赖草群落的物种多样性,不合理放牧降低草地植物群落的盖度、高度和生物量,因此围栏封育能够促进赖草草地的稳定和可持续发展。     

羊草人工草地生物多样性与生产力关系研究

1984年在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场建立羊草人工草地,并对其进行了27年的定位观测,应用丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数对羊草人工草地进行多样性动态、多样性影响因素以及多样性与生产力关系的研究。结果表明:(1)播种羊草后,植物群落发生明显变化,原以冷蒿、糙隐子草和冰草为主的退化草原逐渐形成了由羊草+一二年生植物组成的草原群落。(2)1984～2010年,丰富度指数呈先缓慢升高后逐渐降低的趋势;Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数都呈逐渐增加趋势,并与演替年限(t)存在指数回归关系,即Shannon-Wiener指数(DI)=0.786e0.035t(R=0.782,P<0.05)、Pielou均匀度指数(HI)=0.226e0.038t(R=0.843,P<0.05),且均达显著水平。(3)Shannon-Wiener指数与多年生禾草的生物量、密度呈显著的负相关关系,与蔷薇科和多年生杂类草的生物量、密度呈极显著的正相关关系。(4)演替前期,Shannon-Wiener指数与地上生物量呈负相关关系(r=-0.709,P<0.05);演替后期,二者呈正相关关系(r=0.867,P<0.05),即在不同的演替阶段二者表现出不同的相关关系。     

宁夏盐池南海子湿地交错带判定及植被稳定性分析

为研究半干旱区盐碱湿地生态交错带及其植被群落多样性和稳定性,于2016年7月通过样方(1m×1m)调查法对哈巴湖自然保护区的南海子湿地进行了野外植被调查。首先通过游动分割窗技术将研究区定量划分为湿生带、交错带和旱生带3个不同生活环境地带(以下简称生境带),采用Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数、Margalef物种丰富度指数分析不同样线不同生境带间的植物群落多样性,采用M.Godron稳定性测定方法分析不同生境带植物群落稳定性。结果表明,1)东、西样线窗口宽度为6个样方,南、北样线窗口宽度为8个样方时交错带的边界可以被清晰地划定;2)不同样线不同生境带Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数的排列顺序均为交错带旱生带湿生带,而Margalef物种丰富度指数的排列顺序为湿生带旱生带交错带;3)湿生带植物种数最少,以耐盐碱植物为主,植被群落最稳定,旱生带次之,交错带植被种数最多,群落最不稳定。