退化高寒草甸植物群落和土壤特征及其相互关系研究

为了探究不同退化阶段高寒草甸的植被特征和土壤特征变化及其相互关系,通过野外样方调查和室内分析方法相结合测定了植物生物量、物种多样性指数、土壤养分和土壤理化性质,并分析了不同退化阶段下的特征差异与内在关系。结果表明：从轻度到极度退化过程中植被盖度、地上与地下生物量均呈现降低趋势,植被群落物种多样性指数、香农维纳多样性指数、均匀度指数和辛普森指数均呈下降趋势,土壤养分与理化性质趋于恶化,土壤水分下降和土壤容重的增加导致生物量下降。生物量与土壤性质之间相互作用、相互影响,在中度退化阶段改变植物群落组成和土壤性质,减少土壤养分流失,提高植物群落结构稳定性以及增加植物群落多样性将有利于退化高寒草甸的恢复。本研究有助于理清不同退化阶段高寒草甸的退化规律,并为恢复退化高寒草甸提供科学依据和理论基础。     

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。     

高原鼠兔干扰对川西北高寒草甸植物群落及土壤物理性状的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是高寒草甸关键物种,在草地生态系统物质循环和能量转化中扮演着重要角色。采用样方法研究了高原鼠兔干扰对川西北高寒草甸植物群落特征及土壤理化性状的影响。结果表明：1)高原鼠兔干扰显著降低了高寒草甸植被盖度、高度、物种丰富度指数、均匀度指数、土壤含水量和紧实度(P<0.05),而显著增加了多样性指数、表层土壤容重(P<0.05);2)随干扰强度增加,植被盖度、高度和土壤紧实度呈显著下降趋势,而丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和表层土壤的含水量均呈先上升后下降的趋势,在高原鼠兔有效洞口密度为375～735个/hm²时达到最高;3)高原鼠兔干扰显著降低了禾本科和豆科功能群多样性指数和重要值,而显著增加了杂类草功能群多样性指数和重要值(P<0.05),不同干扰强度下,各植被功能群多样性指数变化明显,其中,豆科功能群多样性指数呈下降趋势,而杂类草功能群多样性呈先上升后下降趋势。综上所述,高原鼠兔的干扰显著改变了川西北高原高寒草甸群落特征和土壤物理性状,适度的高原鼠兔干扰不仅增加了高寒草甸物种多样性,还改善了土壤条件,而高强度的鼠兔干扰降低了高寒草甸物种多样性和土壤含水量。     

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。     

藏北高寒草地植物群落物种多样性沿海拔梯度的分布格局

以藏北地区那曲县日囤布山的高寒草地为研究对象,采用样方调查法,分析不同海拔高度（4 523~4 673 m）草地植物群落结构及物种多样性的变化格局。结果表明,随着海拔的升高,高寒草地植物群落总盖度与地上生物量均表现出先增加后降低的趋势,即在中等海拔梯度（4 623 m）水平草地植被生长最好;不同海拔梯度间植物物种组成存在很大的差异;植物群落物种丰富度、Shannon Wiener多样性指数和E.Pielou均匀度指数,呈现“单峰”分布格局,中海拔梯度处物种丰富度最高。     

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。     

围栏封育对呼伦贝尔草甸草原群落物种多样性的影响

以呼伦贝尔羊草+贝加尔针茅草甸草原为研究对象,采用样方调查方法,研究围栏封育对植被物种多样性的影响。结果表明:(1)随着封育年限的延长,物种丰富度、Shannon-Winner指数和Simpson指数的变化格局整体上相对一致,都表现出先增加后降低的变化趋势。Pielou均匀度指数则表现出先增加后降低再升高的变化趋势。封育6年时,Shannon-Winner指数最大,为2.90,而Pielou均匀度指数最小,为0.88;(2)封育6年时的草地与其他各封育年份下的草地群落的相异性系数、Cody指数最大,物种组成发生了较大的变化。     

围栏封育对草地植被特征影响的研究

笔者以呼伦贝尔草甸草原为研究对象,通过野外调查资料,对比分析了围栏内外的植被特征。结果表明,围栏内的植被的高度、盖度、密度及地上生物量高于围栏外,差异显著(P0.05);围栏内物种多样性指数和丰富度指数高于围栏外,Pielou均匀度指数小于围栏外。     

新疆富蕴地区草地生物量与物种多样性及VOR指数的关系

为了解草地生物量对物种多样性和草地生态系统健康的影响,以2020年新疆富蕴地区草地群落为研究对象,通过计算物种多样性指数Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Alatalo均匀度指数)、VOR评价指数并结合草地生物量来探讨三者之间关系。结果表明：1)富蕴地区神钟山林区和沙库尔布拉克林区地上生物量存在显著差异(P<0.05),沙库尔布拉克林区和其他林区Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数存在显著差异(P<0.05),喀依尔特林区和沙库尔布拉克林区的Simpson优势度指数和Alatalo均匀度指数存在显著差异(P<0.05)。2)各林区VOR指数评价中沙库尔布拉克林区处于不健康水平。3)富蕴地区草地物种多样性和VOR指数随着地上生物量的增加呈现出先增大后降低的趋势,表现出典型的单峰关系,主要与草地生产力、物种间共生、竞争有关。     

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...     

冀北山地阳坡草本植物物种多样性的空间异质性研究

采用地统计学方法对冀北山地干旱阳坡草本植物物种多样性的空间异质性进行了研究。结果表明,丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数均服从正态分布,变异系数CV为11.1%~27.7%,均属中等变异性;4个多样性指数的变异函数均为指数模型,丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Weiner指数具有中等强度的各向同性空间相关性,Pielou均匀度指数具有明显的各向异性特点;丰富度指数的变程为84 m,在对该地区山地植被进行多样性调查时,样地之间的距离应在84 m以上,以消除取样时样地间的相关性;在变程范围内,各物种多样性指数空间变异的结构性因子占主导地位,所占比例为50.1%~67.6%,环境因素是决定物种多样性空间分布的主导因素;4个多样性指数在空间上均呈条带状及斑块状分布,垂直方向上,4个多样性指数在从上坡到下坡的环境梯度上呈逐渐下降的趋势,水平方向上,丰富度指数总体上西部明显高于东部。     

藏北高寒草地样带物种多样性沿降水梯度的分布格局

 在藏北高原高寒草地样带上对４０个围栏内草地群落物种多样性和地上生物量进行测定,探讨了生长季降水对高寒草地生物量和物种多样性分布格局的影响以及地上生物量－物种多样性之间的关系模式。结果表明,降水格局显著地影响藏北高原内部高寒草地群落物种丰富度、多样性和均匀度,群落结构特征与初级生产力关系密切;藏北地区高寒草地地上生物量、物种丰富度、Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数和Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数随生长季累积降水呈指数增加趋势;在高寒草地群落物种丰富度－生产力关系研究中单峰模式的判别系数R^２（０．７５４）略高于线性回归模型（０．７４３）。沿藏北高原样带高寒草地物种丰富度随地上生物量单调递增,单峰模式的单调递减区间并未出现;然而单峰模型预示着在地上生物量高于１２１．１７ｇ／ｍ^２ 的高寒草地群落物种丰富度可能随生物量单调递减,从而使物种丰富度－地上生物量表现为较为标准的单峰模式;Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数和Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数与地上生物量也均呈单峰模式,但其单调递减区间窄于单调递增区间,峰值分别对应的草地群落地上生物量为７１．９０和６０．９０ｇ／ｍ^２。     

海拔梯度对藏北高寒草地生产力和物种多样性的影响

草地群落物种多样性和生产力在海拔梯度的变化规律及其关系, 以及不同功能群的变化一直是热点问题, 目前尚未得出一般性规律。本研究通过藏北地区那曲县日参波山样线的高寒草地样方调查实验, 分析各海拔梯度(4485~4635 m)植物群落生产力、结构和物种多样性的变化。结果表明, 随着海拔升高, 高寒草地植物群落生产力先增加后降低, 并在海拔4535~4585 m左右达到最佳;莎草类在群落由相对优势变为绝对优势, 禾草类和杂草类的重要值以不同幅度下降, 豆科类的重要值先上升后下降;物种丰富度、Shannon-Weiner 多样性指数、Simpson多样性指数和E.Pielou均匀度指数均呈现“单峰”型格局, 物种多样性指数与地上生物量呈正相关关系, 但只能作为部分解释地上生物量变化的因素。     

不同退化程度高寒草甸植物物种多样性与生态系统多功能性关系

为探究高寒草甸不同退化程度生态系统多功能性的变化,本研究综合考虑了植物物种多样性和多种生态系统功能如生产力、养分循环和固存能力、土壤涵养水分能力等,运用降维因子分析的方法计算了生态系统多功能性,综合分析了植物物种多样性与生态系统功能和多功能性间的关系。结果表明：高寒草甸退化显著降低了Margalef指数、Shannon-weiner指数、Simpson指数和Pielou指数(P<0.05),各生态系统功能趋于恶化。高寒草甸退化导致生态系统多功能性的下降,综合统计量结果为轻度退化(21.9955)＞中度退化(8.7295)＞重度退化(—30.7245)。植物物种多样性与生态系统多功能性之间均存在正相关关系,其中Simpson指数与生态系统多功能性指数拟合的结果最好,说明高寒草甸生态系统多功能性受植物物种多样性的制约。本研究可为青藏高原草地退化及恢复的过程和机理研究提供理论依据。     

放牧强度对环青海湖高寒草原群落物种多样性和生产力的影响

通过2年的连续放牧试验,采用比较样地法,调查了不同放牧强度对环青海湖高寒草原生物多样性和生产力的影响,并探讨了植物物种多样性与草地生产力之间的关系,为高寒草原的合理利用提供基础资料。结果表明:物种丰富度和多样性指数随放牧强度的增加基本呈单峰变化,即在中度放牧下多样性最高,重度放牧下群落物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均表现为最小;群落生产力随放牧强度的增加而降低(P<0.05);莎草科地上生物量差异不显著,禾本科和豆科生产力降低(P<0.05),杂类草生物量有增加趋势;禾草和豆科比例减小,莎草和杂类草比例增加;草地生产力与Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数呈显著的单峰函数关系(R²=0.910, P=20.027; R²=0.953, P=20.010),结合Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数才能更好地反映维持草地生产力水平的多样性指标。放牧强度是影响群落物种多样性和生产力及其关系的重要因素。     

大花金鸡菊入侵对植物多样性的影响

采用样方法研究了青岛市5个不同生境下大花金鸡菊（Coreopsis grandiflora）入侵地植物的种类和数量,分析了其物种丰富度、多样性指数和均匀度指数,并计算出每种植物的重要值。5个样地共采集本地植物92种,隶属16科,以菊科和禾本科最多,其中出现频率较高或植株数量较多的植物共33种。大花金鸡菊入侵地物种丰富度、Simpson指数、Shannon Wiener指数和Pielou指数较对照均有下降,最大下降幅度分别为34.75%、60.53%、58.22%和41.98%。大花金鸡菊的平均重要值高达56.92%,远大于群落中其他植物的重要值,并且和群落的物种丰富度有显著相关性(R2=0.907),当大花金鸡菊重要值高于20.25%时,样方内物种丰富度随着重要值的增加而减少,对入侵地的植物多样性产生不利的影响。     

黄河源区发草适生地植物群落特征及其土壤因子解释

本研究以黄河源区发草作为研究对象,通过生境地植物群落物种结构组成、多样性分布、土壤理化特性等调查,采用相关分析和RDA排序法分析了黄河源区玛沁县5个发草适生地植物群落多样性特征和土壤影响因子及其关系,以期揭示影响发草种群在复杂多样高寒沼泽异质生境中适应性的关键环境因子。结果表明：1）不同发草适生地植物群落结构、组成和多样性指标明显不同,菊科、禾本科、莎草科、毛茛科、龙胆科和玄参科物种为发草适生地常见物种;2）不同发草适生地之间在土壤氮（N）、磷（P）、碳（C）、有机质（SOM）、土壤水分含量（W）和pH上也具有显著差异;3）发草适生地植物群落中发草的盖度、株高、生物量和重要值与群落物种丰富度、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener指数、P和W呈显著负相关,与Alatalo均匀度指数、pH值呈显著正相关。研究结果表明发草更加适应低P、湿润偏中生的土壤环境,而随着群落中物种丰富度的增加发草在群落中的重要值显著下降则说明发草具有部分的先锋种特性,显示了利用发草修复和治理退化草地的可能潜力。     

放牧和封育对青藏高原南缘亚高山草甸群落结构及物种多样性的影响

为探讨青藏高原南缘亚高山草甸的适宜管理措施,本研究以自由放牧、4年全年封育、4年生长季封育+非生长季放牧和20年生长季封育+季末割草管理下的亚高山草甸典型样地为研究对象,开展放牧和封育管理措施下亚高山草甸群落结构及物种多样性的比较研究。结果表明:退化亚高山草甸经4年的生长季封育+非生长季放牧管理,草地有害植物的优势地位降低,优良牧草的优势地位增加,物种丰富度显著下降,草地生产力、密度、盖度、多样性和均匀度无显著变化;经4年的全年封育管理,草地生产力、密度、盖度及优良牧草的优势度显著增加,优良牧草草地早熟禾(Poa pratensis)成为群落的单优势物种,群落的生态优势度急剧增加,丰富度、多样性和均匀度显著降低;经20年的生长季封育+季末割草管理,草地生产力、密度、盖度及优良牧草的优势度显著增加,草地早熟禾和大花嵩草(Kobresia macrantha)成为群落的优势物种,群落的生态优势度指数和丰富度指数显著增加,多样性和均匀度显著降低。可见,与自由放牧相比,3种封育措施均可增加滇西北退化亚高山草甸优良牧草的优势度,促进退化亚高山草甸植被的恢复,但封育后因群落中单个或少数物种在群落中的优势地位大大增加,草地中伴生种消失,物种丰富度和多样性降低。     

准噶尔荒漠3种典型植物群系植物多样性及其影响因素

以准噶尔荒漠3种典型植物群系为研究对象,通过野外调查取样和室内测定,并结合环境因子,分析比较准噶尔荒漠3种典型植物群系群落组成和多样性特征。结果表明:准噶尔荒漠3种典型植物群系共记录6科13属15种植物,物种多样性总体较低,藜科植物在荒漠植物中占比超过55%。在3种植物群系中,伊犁绢蒿群系的Shannon-wiener指数和Simpson指数最高,分别为1.09和0.56;白梭梭群系的Pielou指数和Simpson指数最低,分别为0.54和0.42;盐生假木贼群系的Pielou指数最高,为0.85。准噶尔荒漠植物群落物种组成和多样性受多种环境因子综合作用,影响伊犁绢蒿群系最主要的环境因子是土壤有机碳和全氮含量,影响白梭梭群系最主要的环境因子是年平均气温,影响盐生假木贼群系最主要的环境因子是年平均降水量和土壤pH值,在整个研究区域年平均气温、年平均降水量、纬度和土壤有机碳含量在所有环境因子中起主导作用。