生态位理论在天然草场群落演替及健康状况评价中的应用

采用样方法对宁夏盐池不同年限天然草场进行调查,并计算该区植被Levins生态位宽度指数、生态位总宽度指数及Pianka生态位重叠指数,以期了解该区天然草场健康状态及植被群落的演替状况。结果表明:降雨的多少直接决定了半干旱区天然草场平均生态位宽度的大小,在研究初期生态位宽度值排在前列的主要是丝叶山苦荬(Lxeris chinensis var.graminifolia(Ledeb.)H.C.Fu)、猫头刺(Oxytropis aciphylla Ledeb)、赖草(Leymus secalinus(Georgi)Tzvel.);中期则为新疆猪毛菜(Salsola sinkiangensis A.J.Li)>猫头刺>老瓜头(Cynanchum komarovii Al.);末期生态位宽度值排在前列的依次是阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus(Willd.)Novopokr.)>丝叶山苦荬>老瓜头。天然草场在群落演替过程中是以远志(Polygala tenuifolia Willd.)和老瓜头等主要物种为稳定演替物种,伴随着丝叶山苦荬和猫头刺等物种的衰落,以及达乌里胡枝子(Lespedeza davurica(Laxm.)Schindl.)和阿尔泰狗娃花的兴起。研究中期由于降雨量的减少导致天然草场自身状态最差,但随着年限的延长,天然草场植被群落在演替过程中生态位发生分化,草场逐渐实现自我优化。     

四儿滩地区植物种群的生态位

本研究运用Levins生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对宁夏盐池四儿滩湿地的植物生态位宽度及生态位重叠度进行了研究,深入了解湿地植被的特征,为半干旱区天然湿地的植被保护和生态恢复提供参考方法。结果表明,湿地周边不同样线的主要优势种各不相同,可见湿地生态系统中植物种群呈聚集分布的特点。四条样线中西、北两条样线的植被生长状况较好,而东、南样线的植被则相对较差。刺沙蓬(Salsola pestifer)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)、沙鞭(Psammochloa villosa)、苦豆子(Sophora alopecuroides)是四儿滩湿地的主要优势种,蒲公英(Herba taraxaci)、紫菀(Aster tataricus)、虎尾草(Lysimachia barystachys)、角蒿(Incarvillea sinensis)、香青兰(Dracocephalum moldavica)、沙葱(Allium mongolicum)、黑沙蒿(Artemisia ordosica)等是四儿滩湿地的特化种。四儿滩湿地的生态位重叠度统计结果显示,生态位宽度大的物种与其他物种的重叠度指数不一定大,生态位宽度和较高的生态位重叠度之间并不存在直接的线性关系,这一现象从另外一个角度说明了湿地生态系统资源环境存在高度的空间异质性。     

云雾山天然草地30年恢复演替过程中优势草种生态位动态

为探究云雾山天然草地30年恢复演替过程中优势草种的生态位动态,通过典型样方调查,运用Levins和Pianka公式分别对封育5年、9年、14年、18年和30年天然草地的主要物种生态位进行了分析。结果表明：不同封育年限草地的物种组成与群落类型具有明显差异,阿尔泰狗哇花（Heteropappus altaicus）、大针茅（Stipa grandis）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）和百里香（Thymus mongolicus）4个种群生态位总宽度较大,且在5个不同封育年限草地均有出现。云雾山原建群种长芒草（Stipa bungeana）生态位宽度也较大,但在封育30年样方中未发现其分布。不同封育年限各物种生态位宽度排序和其总宽度排序并不相同,封育5年、9年和14年的草地中生态位宽度最大的分别是长芒草、甘肃蒿（Artemisia gansuensis）和猪毛蒿（A.scoparia）,封育18年和30年草地大针茅最大。随着封育年限增加,优势物种的生态位宽度出现波动,大针茅的生态位宽度随封育年限增加呈现“升-降-升”的动态变化,封育5~18年,长芒草生态位宽度变化表现为先降后升,甘青针茅（S.przewalskyi）只在封育30年样地出现,但其生态位宽度仅次于大针茅。种群间生态位重叠与不同封育年限草地种群生态位宽度无线性关系,封育9年草地种群间的生态位重叠指数均值最大,封育14年和30年草地的生态位重叠指数均值呈递增趋势。随着封育年限的增加,草地生态系统逐渐得到恢复,种间竞争也随之增加。     

黄土区长期封育草地优势物种生态位宽度与生态位重叠对不同干扰的响应特征

运用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数及物种丰富度,初步分析了长期封育草地优势种群生态位对放牧、火烧和施肥的响应特征。结果表明:在封育(对照组)、放牧、火烧和施肥干扰下,生态位宽度最大的物种依次是白颖苔草、中华小苦荬、白莲蒿和本氏针茅;建群种本氏针茅在不同干扰下生态位宽度表现为施肥(1.362)>火烧(1.244)>封育(1.088)>放牧(1.026),物种丰富度指数则依次为放牧>施肥>火烧>封育。所有物种和优势种的生态位重叠指数平均值均表现为施肥>封育>火烧>放牧,且在各干扰下,生态位重叠指数最大的种对依次为本氏针茅和白颖苔草、大针茅和白颖苔草、大针茅和白颖苔草以及中华小苦荬和硬质早熟禾。综上所述,对长期封育的草地进行适度的干扰可提高物种丰富度,改善种群的生态位配置和最大限度地利用环境资源。     

围栏封育下华北半干旱草原植物生态位研究

为查明围栏封育条件下华北半干旱草原植物生态位格局及变化,于河北坝上地区红松洼国家级自然保护区设置100 m×100 m围栏监测固定大样地,采用样方法对封育区和放牧区植被生长状况进行调查,运用生态位理论对围栏内外主要植物的生态位宽度、生态位重叠值和生态位相似比例进行测算.结果表明:披针叶苔草(Carex lanceolata)在围栏内外的生态位宽度均为最大.披针叶苔草、裂叶蒿(Artemisia tanacetifolia)、地榆(Sanguisorba officinalis)、毛茛(Ranunculus japonicus)、珠芽蓼(Polygonum viviparum)等生态位宽度较大物种之间具有较高程度的生态位重叠.这些物种的生态位相似比例也较高;而生态位宽度较小的物种其生态位相似比例较小.表明生态位宽度与生态位重叠值、生态位宽度与生态位相似比例之间存在一定的线性关系.     

宁夏荒漠草原不同封育年限优势种群的生态位特征

以宁夏荒漠草原为研究对象,采用空间梯度代替时间梯度的方法,对不同封育年限及未封育草地的植被进行调查,并运用生态位宽度和生态位重叠指数对不同恢复演替阶段优势种群的生态位特征进行计测.结果表明:草地封育后,植物种群的生态位宽度发生变化,未封育草地以一年生植物刺蓬(Salsola pestier)的生态位宽度最大,短花针茅(Stipa breviliora)和牛枝子(Lespedeza potaninii)种群的生态位宽度均以封育7年的草地最高,分别为3.153和4.058,中亚白草(Pennisetum centrasiaticum)种群的生态位宽度在各封育年限草地及未封育草地中均较高,是该区域的泛化种.封育草地恢复演替过程中种群之间生态位重叠总体较高,大多物种间生态位重叠指数在0.4～0.8之间;其中,未封育草地的种群重叠指数较低,封育5年的草地种群重叠指数最高.不同封育年限草地中生态位宽度最大的物种不一定和其他的物种有最大的重叠值,植物群落较高的生态位重叠和种群生态位宽度之间不存在线性关系.     

黄土丘陵区不同管理方式下草地优势种群的生态位

以吴起县杨青川流域草地为研究对象,对封育(Enclosure)、放牧(Grazing)、施肥(Fertilization)、刈割(Clipping)、灭鼠(Deratization)5种管理方式的草地群落进行调查,并运用Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠指数对5种管理方式下主要植物种群生态位特征进行分析。结果表明,达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、赖草(Leymus secalinus)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)和硬质早熟禾(Poa sphondylodes)的种群总生态位宽度较大,封育放牧施肥刈割灭鼠管理模式下,生态位宽度最大的分别是达乌里胡枝子、赖草、紫花地丁(Viola philippica)、达乌里胡枝子和猪毛蒿,生态位宽度值大于4的物种数分别为6、6、3、4和3种。不同管理方式下各种对间的重叠指数平均值由大到小依次封育放牧施肥刈割灭鼠。施肥管理中,种群间生态位宽度与生态位重叠之间存在线性关系,其它管理方式中种群生态位宽度与生态位重叠之间不存在线性关系。生态位分析表明,封育和放牧管理下种群间对资源的需求趋于相同,彼此间通过竞争共存,有利于群落演替,草地生态系统逐渐得到恢复,施肥、刈割、灭鼠管理使群落物种竞争排序发生变化,破坏了草地生态系统原有的竞争机制,导致群落向简单群落演替。从牧草发展角度出发,封育、施肥和刈割有利于优质牧草生长。     

内蒙古荒漠草原优势牧草营养价值评价

通过测定内蒙古荒漠草原26种优势牧草的常规养分含量、纤维组成、两极离体消化率,分析了不同牧草对放牧内蒙古白绒山羊的营养价值,同时应用随意采食量、静能估测模型计算了荒漠草原优势牧草的分级指数(GI值),对牧草进行了综合评价.结果表明:①用营养成分和消化率指标评定,紫花苜蓿和五星蒿的营养价值最高,其次为中间锦鸡儿、圆头藜,最次为驼绒藜;②紫花苜蓿、五星蒿,中间锦鸡儿、圆头藜、碱蓬、全叶马兰、蒺藜草、沙打旺、阿尔泰狗娃花9种牧草GI值较高,牛枝子、甘草、猪毛蒿、松叶猪毛菜、软毛虫实、小针茅居中,灰绿藜、冷蒿、中亚狼尾草、针茅、无芒隐子草、西藏锦鸡儿、驼绒藜、黑沙蒿、刺叶柄棘豆、芨芨草、差巴嘎蒿11种牧草的GI值较低.     

甘肃景泰北部干旱荒漠区封育沙地植物生态位研究

利用Levins生态位宽度公式和Pianka生态位重叠公式,对甘肃省景泰县北部沙生植被主要植物种在不同恢复方式下的生态位宽度和生态位重叠进行计测分析。结果表明:在自然恢复沙地灌木层中,沙蒿的生态位宽度最大,BL值为0.966,其次是驴驴蒿,BL值为0.935。人工+自然恢复沙地灌木层中,仍是沙蒿的生态位宽度最大,BL值为0.962,其次是花棒和沙拐枣,BL值分别为0.900和0.897;在自然恢复沙地草被层中,禾草的生态位宽度最大,其次是五星蒿,BL值分别是0.989、0.959。人工+自然恢复沙地草本中,五星蒿的生态位宽度最大,其次是刺蓬,BL值分别是0.952、0.942;自然恢复沙地灌木种群间生态位重叠最大的是荒漠锦鸡儿与白沙蒿,NO值为1。人工+自然恢复沙地灌木种群间生态位重叠最大的是柠条与沙拐枣,NO值为0.980;具有较宽生态位的五星蒿、刺蓬、禾草、沙米等草本间均有较大的生态位重叠,生态位宽度和生态位重叠之间不是直接的线形关系。     

内蒙古荒漠草原优势牧草营养价值评价

通过测定内蒙古荒漠草原26种优势牧草的常规养分含量、纤维组成、两极离体消化率,分析了不同牧草对放牧内蒙古白绒山羊的营养价值,同时应用随意采食量、静能估测模型计算了荒漠草原优势牧草的分级指数（GI值）,对牧草进行了综合评价。结果表明：（1）用营养成分和消化率指标评定,紫花苜蓿和五星蒿的营养价值最高,其次为中间锦鸡儿、圆头藜,最次为驼绒藜;（2）紫花苜蓿、五星蒿、中间锦鸡儿、圆头藜、碱蓬、全叶马兰、蒺藜草、沙打旺、阿尔泰狗娃花9种牧草GI值较高,牛枝子、甘草、猪毛蒿、松叶猪毛菜、软毛虫实、小针茅居中,灰绿藜、冷蒿、中亚狼尾草、针茅、无芒隐子草、西藏锦鸡儿、驼绒藜、黑沙蒿、刺叶柄棘豆、芨芨草、差巴嘎蒿11种牧草的GI值较低。     

围栏封育对温性草甸草原植物群落构成及生态位特征的影响

为明确温性草甸草原群落构成和生态位对围栏封育的响应,运用了Levins生态位指数和Pianka生态位重叠指数以及物种多样性指数分析围栏内外植物种对资源的利用情况和种间竞争情况。结果表明:围栏封育显著促进退化草地植被恢复,植被地上生物量和地下生物量分别较对照提高255.06%,51.06%;物种多样性与丰富度分别增加了10.36%,10.34%。围封样地内生态位宽度排名前2位的植物为囊花鸢尾和羊草,生态位宽度值分别为0.921和0.873;自由放牧样地生态位宽度排在前2的植物为蒲公英和寸草苔,生态位宽度值依次为0.912和0.791。围栏封育可以显著提高草地生产力,并且对物种多样性也有一定的促进作用,是应对退化温性草甸草原恢复的有效措施;与自由放牧相比,围栏封育增加了群落植物种整体生态位重叠值和种间竞争。     

呼伦贝尔草甸草原区主要植物种群生态位特征与物种多样性对封育年限响应

采用Levins生态位指数、Pianka生态位重叠指数和物种多样性指数,分析草甸草原区主要植物种群生态位对封育年限的响应特征。结果表明：退化草地实施封育措施后,群落中主要植物种群生态位宽度发生变化,未封育（对照区）样地以多年生草本植物蒲公英生态位宽度最大;封育年限为4和13年时,生态位宽度最大的物种均为展枝唐松草;封育年限为5、6、8和10年时,生态位宽度最高的物种依次是羊草、麻花头、囊花鸢尾和贝加尔针茅;退化草地实施封育后,物种间生态位重叠指数值集中在0.6~0.9,而未封育样地物种生态位重叠指数值在0.0~0.3;随着封育年限的增加,生态位重叠指数总平均值表现出先增加后降低的变化趋势,其中未封育（对照区）样地主要植物种群生态位重叠指数总平均值最低,封育5年时,主要植物种群生态位重叠指数总平均值最大,为0.68;封育草地的主要植物种群的生态位重叠指数平均值较未封育（对照区）样地增加了40.76%~93.68%;封育年限为5年时,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数最大,分别比未封育（对照区）增加了45.46%、16.51%、45.80%和23.38%。封育后,群落多样性、丰富度和均匀度显著增加,并且植物种间竞争加剧,但在封育5年后,随着封育年限的增加,多样性、丰富度以及均匀度逐渐降低,导致生态位分化,种间竞争减缓,群落趋于稳定。因此,从物种多样性角度出发,该区封育时间不宜过长,在封育5年后,可采取适当利用,保护群落多样性。     

五台山蓝花棘豆群落优势种群生态位研究

采用Shannon-Wiener和Levins指数以及Petraitis特定重叠指数对五台山蓝花棘豆群落的18个优势种群的生态位宽度和生态位重叠进行了研究。结果表明,蓝花棘豆和小江菊的生态位最宽,这是由于它们对环境的广泛适应性。建群种如蓝花棘豆、地榆和披针苔草之间重叠值最大,且它们与其他15个种群的特定重叠值远小于15个种群与它们的特定重叠值。生态位宽度相似的物种之间特定重叠值较大,如蓝花棘豆与地榆;生态学特性相似的物种之间的特定重叠值较大,如细叶鸢尾与石竹。有8个种对之间存在完全特定重叠。18个优势种群之间不存在完全普遍重叠,这主要与它们对水分和光照的适应性不同有关。     

甘肃亚高山云杉人工林下植物种群生态位特征

根据野外110个样方的调查数据,应用Levins、Shannon-Wiener生态位宽度指数和Levins生态位重叠指数对甘肃亚高山云杉(Picea asperata)人工林下30个种(包括15种灌木和15种草本植物)的生态位特征进行定量分析。结果表明,灌木针刺悬钩子(Rubus pungens)、箭竹(Sinarundinaria nitida)、秀丽莓(Rubus amabilis)、草本东方草莓(Fragaria orientalis)、鸭茅(Dactylis glomerata)和紫花碎米荠(Cardamine tangutorum)的生态位宽度较大,表明这些物种适应能力强,分布范围广,倾向于泛化种。生态位宽的种群可能产生较小的生态位重叠,生态位较窄的种群间也会产生较大的生态位重叠,生态位宽度与生态位重叠程度无相关性。总体上看,亚高山云杉人工林下物种间生态位重叠程度均较小,种间竞争并不激烈。从生态响应来看,灌木层的红桦(Betula albo-sinensis)幼苗和草本层的老鹳草(Geranium wilfordii)发展性最强,今后可能会发展为云杉人工林下的优势种群。     

不同退化梯度下大尤尔都斯高寒草原植物种群生态位特征

采用Levins生态位宽度指数(BL_i)和Pianka生态位重叠指数(Q_(ik)),测定不同退化梯度下巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草原17种主要植物的生态位宽度及生态位重叠。结果表明,未退化阶段,优势种紫花针茅(Stipapurpurea)的生态位宽度较高,轻度退化与中度退化阶段其生态位宽度减小,重度退化阶段又上升,其它物种根据群落结构变化生态位宽度发生变化。在不同退化梯度下均出现生态位较窄的种群生态位重叠较大的现象,物种间生态位重叠的变化是由种间生态学特性差异与草地退化对种间关系影响共同造成的。研究显示,在巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草原,过度放牧导致草地退化,物种生态位重叠总体相对较低。