黄土丘陵区不同立地条件下紫花苜蓿地土壤水分动态变化

研究了定西市安家沟流域不同立地条件紫花苜蓿Medicago sativa土壤水分的变化。结果表明：阳坡土壤水分均小于阴坡土壤水分,紫花苜蓿在不同立地条件下土壤水分都发生了显著的变化,但其顺序为阴坡台地>阴坡坡地>阳坡台地>阳坡坡地。不同立地类型各土壤层次的月变化存在显著差异,阴坡台地和阴坡坡地第1茬（4-6月）的土壤水分极显著高于阳坡台地和阳坡坡地的土壤水分,二者间没有显著差异,而在7月后,阴坡台地极显著高于其他立地条件的土壤水分。不同立地条件下紫花苜蓿每层深度土层的土壤水分都发生了不同程度的变化,在整个垂直剖面上都在降低,40～100 cm土层土壤水分降低最多。     

山地草甸植被生物多样性及群落稳定性对坡向的响应

为研究不同坡向山地草甸的植被生物多样性与群落稳定性差异,本研究选取了东祁连山金强河流域4个坡向(阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡)的山地草甸,进行植被特征的调查,并分析了其功能群组成、多样性指数和群落稳定性的变化规律。结果表明：物种的盖度、高度、地上生物量、植被含水率、土壤含水量和莎草科地上生物量从阴坡到阳坡呈递减的趋势,禾本科和豆科呈先升高后降低的趋势,杂类草呈递增的趋势;Godron稳定性结果表明,阳坡群落处于不稳定状态。同一群落多样性大小与其群落稳定性并不存在相关关系。综上,山地草甸不同坡向草地植被特征差异显著,坡向影响着草地生产力与群落稳定性。建议在草地管理中考虑不同坡向草地植被特征变化,采取灌溉、施肥和割草等抚育措施,使植被进行正向演替更新,提高山地草甸群落的生物多样性和群落稳定性,增加其生态系统服务能力。     

坡向坡位和撂荒地对云雾山草地土壤酶活性的影响

对封育21年的云雾山典型草坡不同坡位土壤酶活性进行了研究。结果表明,表层土壤4种酶活性在坡顶和坡底分布均为阴坡>阳坡>撂荒地。蔗糖酶和碱性磷酸酶活性在坡面任何坡位均表现为阴坡>阳坡>撂荒地;过氧化氢酶活性在坡面则表现为阴坡>撂荒地>阳坡。不同坡向、不同坡位剖面土壤4种酶活性随剖面层次的增加而降低;在坡顶和坡中部土壤剖面脲酶活性波动较大,在坡底为阳坡>阴坡>撂荒地。封育增加了土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,其影响深度从坡顶向下而增加;长期封育增加了深层土壤水分和有机碳含量,从而降低了相应土层土壤过氧化氢酶活性。不同坡向、不同坡位剖面土壤4种酶的活性与对应土层土壤有机碳呈极显著正相关关系,土壤酶活性敏感地揭示了植被恢复对土壤肥力提高的积极作用。     

陇南山区黄瑞香天然种群实生苗更新研究

本研究以陇南山区黄瑞香（Daphne giraldii）天然种群为研究对象，分析了半阳坡和半阴坡生境下黄瑞香天然种群种子幼苗转化率，实生苗年龄结构和数量，生长状况，干物质积累与分配，并对影响黄瑞香实生苗生长发育的环境因子、生境因子进行了相关性分析。结果表明：半阳坡和半阴坡黄瑞香种子幼苗转化率均较低，且实生苗密度均随苗龄的增长而减小；黄瑞香实生苗各生长指标在后期生长中表现为半阳坡>半阴坡，叶面积和主根长则相反；两个生境黄瑞香实生苗干质量积累随苗龄增长而增加，且半阳坡>半阴坡；实生苗冠幅、高度和根茎干重与总盖度、灌木层盖度、草本层盖度、海拔呈负相关关系，与土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量呈正相关关系。土壤条件和总盖度是影响黄瑞香实生苗更新的主要因子，半阳坡生境更有利于黄瑞香实生苗的生长发育。     

不同坡向高山嵩草草甸地上生物量多样性及土壤因子变化

以高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸为研究对象,通过样方法分析了不同坡向上植物群落多样性、地上生物量及土壤养分变化。结果表明:阳坡草地的地上生物量、物种丰富度指数均显著低于阴坡(P≤0.05),土壤有机质、全氮、全磷、全钾、土壤速效氮、速效磷和速效钾均是阴坡>偏阴坡>阳坡>偏阳坡。群落多样性指数(H)与地上生物量呈极显著负相关(P≤0.01),与土壤全氮、土壤速效氮、土壤有机质、土壤速效钾呈显著正相关(P≤0.05)。     

沙地植物功能群及其多样性对微地形变化的响应

以内蒙古锡林郭勒盟中国科学院生态系统定位站长期围封的沙地样地为研究对象,通过测定植物群落的生物量、盖度、密度和株高等相关指标,探讨群落的物种组成、生物多样性等对沙地微地形变化的响应情况,以阐明沙地微地形对植被的影响机理.结果表明:沙地微地形对生物量、生活型、功能群及生物多样性均有影响.其中,总生物量顺序为:阴坡 > 坡底 > 阳坡 > 坡顶;植物多样性指数坡底显著低于阴坡、阳坡和坡顶(P < 0.05),而阴坡、阳坡和坡顶三者之间无显著差异;丰富度指数和均匀度指数阴坡、阳坡和坡顶显著高于坡底,阴坡、阳坡和坡顶三者之间差异不显著;坡底以多年生杂类草占优,阴坡以灌木、半灌木及多年生禾草为主,阳坡以灌木、半灌木、多年生禾草及一、二年生植物为主,坡顶以多年生禾草和一、二年生草本植物为主.     

川西北地区沙化草地特征研究

高寒地区沙化草地草本植物多样性恢复是沙化治理过程中的重要环节。迄今为止,较为全面分析高寒沙化草地土壤因子与草本群落物种多样性的研究较少。为明确高寒草原沙化草地土壤因子与地上草本群落物种多样性的关系,于2014年7月,在川西北高寒地区通过调查和采样分析来研究不同草本群落物种多样性和不同土层土壤因子之间的关系。结果表明：随着沙化,草地草本群落由湿生型向旱生型转变;沙化草地草本群落物种多样性降低;沙化草地土壤水分和土壤碳、氮、磷含量降低;5~15 cm土壤水分、0~15 cm土壤铵态氮含量、0~15 cm土壤全磷含量和地上草本群落物种多样性显著（P<0.05）相关。在高寒草地沙化治理过程中,恢复地上草本群落物种多样性应该充分考虑不同土层土壤水分含量、铵态氮含量和全磷含量的影响。     

黄丘区退耕地植被与土壤水分养分的互动效应

对典型黄土丘陵区的延安、安塞和吴旗不同退耕年份植被特征、土壤水分和养分的调查和测定,研究了退耕地植被与土壤水分和养分随时间变异及其互动效应规律。结果表明,退耕初期土壤有较高的水分和养分,在较高的土壤水分和养分支持下,植被指数呈增长趋势,随着耕作施肥活动的停止和植被恢复对土壤水分和养分的消耗,使土壤水分和养分含量降低,土壤水分和养分的变异幅度也较大;从变化趋势看,植被指数和土壤贮水量变化呈相反趋势,植被指数与土壤水分之间的关系比其与土壤养分之间的关系更加密切,表明土壤水分对植被恢复和植被群落演替的作用更加显著;在退耕初期,土壤水分和养分对植被恢复和群落演替的作用要大于植被恢复和群落演替对土壤水分和养分的作用,随着植被群落演替的进行,植被对环境的适应能力不断增强,它们之间的作用关系不断改变,这种相互作用使植被群落以自己的方式改变着土壤水分和养分,并使自己逐步达到稳定。     

高寒矿区采样位置和生长期及坡向对草本植物根系力学特性影响

以种植于青海刚察木里煤田江仓矿区排土场不同坡向（半阴半阳、阳坡和阴坡）、生长期为1~5 a的垂穗披碱草为研究对象，对该植物根系开展单根拉伸试验，测定其根径、单根抗拉力、抗拉强度、极限拉伸应变率和拉伸模量等力学指标。分别以采样位置、生长期和坡向为自变量，以上述力学指标为响应变量，通过单因素方差分析，探讨各自变量对上述指标的影响。结果表明：在半阴半阳坡和阴坡，各指标在不同取样点未表现出显著性差异，在阳坡，除根径外，其余指标均表现出显著性差异；随生长期增加，各坡向的植物抗拉力、抗拉强度等指标呈增加的变化特征；阳坡植物根径、单根抗拉力大于半阴半阳坡，而其余各指标则表现出相反的变化特征，在半阴半阳边坡，植物根系力学指标大于阴坡。     

阳坡——阴坡高寒嵩草草甸地上生物量、多样性及土壤因子变化

以高寒嵩草草甸为研究对象,通过样方法分析了不同坡向上植物群落多样性、地上生物量及土壤养分变化。结果表明:阳坡样地的地上生物量、物种丰富度指数均显著低于阴坡(P0.05),土壤有机质、全氮、全磷、全钾、土壤速效氮、速效磷和速效钾均是阴坡偏阴坡阳坡偏阳坡。群落多样性指数(H)与地上生物量呈极显著负相关(P0.01),与土壤全氮、土壤速效氮、土壤有机质、土壤速效钾呈显著正相关(P0.05)。     

摩天岭北坡中段不同海拔梯度草本植物多样性生态系统功能分析

试验以摩天岭北坡中段寨科桥和邱家坝林下草本群落为研究对象,探讨了其群落特征及其与土壤养分含量的关系,结果表明:(1)样地共出现34科53属57种草本植物,其中,菊科、唇形科和毛茛科的草本植物较多;(2)草本层地上、地下生物量随海拔的升高逐渐降低,与海拔梯度相关性均不显著(P0.05);(3)草本层盖度、物种丰富度、土壤有机碳含量、土壤全氮含量与海拔相关性均不显著(P0.05),土壤磷含量与海拔存在极显著正相关(P0.01),且盖度、物种丰富度与土壤有机碳、全氮、全磷含量的相关性均不显著(P0.05);(4)草本层地上、地下生物量均与盖度显著正相关(P0.05),与物种丰富度不存在显著相关性(P0.05),地上生物量与土壤全氮含量呈极显著负相关(P0.01),地下生物量与土壤有机碳含量呈极显著正相关(P0.01)。相比之下,土壤有机碳和全氮含量对草本群落地上、地下生物量的影响更显著,且盖度和全氮对地上生物量的影响存在微弱的相互抑制作用,盖度和有机碳对地下生物量的影响存在促进作用。     

坡向对青藏高原高寒草地植被分布格局和牧草品质特征的影响

为探究不同坡向草地植被构成和牧草品质特征,本研究对青藏高原东北缘不同坡向高寒草甸植被构成和牧草营养特征进行分析。结果表明：阴坡（Shady aspect,SHA）植物物种数和盖度显著高于阳坡（Sunny aspect,SUA）和山脊（Ridge,RI）;SHA草地植物群落物种丰富度指数和多样性指数显著高于SUA和RI;禾本科、莎草科和可食杂类草地上生物量在SHA显著高于SUA和RI,不可食牧草地上生物量在RI显著高于SHA和SUA;植物中粗灰分（Crude ash,ASH）、粗脂肪（Ether extract,EE）、粗蛋白（Crude protein,CP）、钙含量（Calcium,Ca）、干物质消化率（Dry matter digestibility,DMD）、代谢能（Metabolic energy,ME）和可食牧草营养品质指数（Nutritional quality index,NQI）在SHA显著高于SUA,粗纤维（Crude fiber,CF）、中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber,NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber,ADF）含量在SUA显著高于RI和SHA。建议在高寒草地的利用中,采用NQI评价草地营养价值,并考虑植物分布和营养品质在不同坡向的变化,实现精细化管理。     

宁夏荒漠草原不同群落生物多样性与生物量关系及影响因子分析

通过测定生物多样性各指标、地上－地下生物量、枯落物量、土壤理化因子以及土壤微生物量碳氮,研究了自然状态下荒漠草原6种群落生物多样性与生物量的关系及其影响因子。结果表明：荒漠草原不同群落丰富度、均匀度与多样性指数变化趋势一致;地上生物量与地下生物量呈指数关系,表明荒漠草原群落呈异速生长模式;生物多样性与地上生物量呈单峰曲线,与地下生物量呈线性关系,初步表明荒漠草原不同群落地上部分种间作用、资源利用程度基本一致,生物多样性抑制了地上生物量,但并没有抑制其地下生物量;地表枯落物与地下生物量呈极显著的线性相关关系（P ＜0．01）,初步表明了地下生物量更加依赖于地表枯落物。相关分析表明,荒漠草原生物多样性指数和生物量影响因子存在明显差异,自然条件下土壤含水量、有机碳、全氮以及有效养分对地下生物量贡献较大,土壤含水量和有机碳对地上生物量贡献较大,土壤微生物量碳和氮对群落多样性指数贡献较大。     

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坡面草本组成的相异性为上坡位（75.2%） > 中坡位（60.0%） > 下坡位（50.7%）。pRDA排序表明：土壤含水量、微生境和坡位解释了35.8%的坡面草本群落变异,是影响草本群落分布的主要环境因子。相关分析表明：土壤含水量与长芒草（Stipa bungeana）的重要值呈显著负相关,与茵陈蒿（Artemisia capillaris）和束伞亚菊（Ajania parviflora）呈显著正相关;草本地上生物量与草本物种丰富度、长芒草等草本重要值呈显著负相关,与茵陈蒿等草本重要值呈显著正相关;下坡位草本地上生物量的降低促进了长芒草等地带性草本的恢复。综上所述,水平阶整地提高了林下草本地上生物量,降低了草本的物种丰富度,这在中、上坡位表现尤为明显。     

辉河湿地不同草甸植被群落特征及其与土壤因子的关系

湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。以辉河国家级自然保护区核心区为研究区域,对湿地草甸、沼泽草甸、过渡草甸、成熟草甸和盐碱草甸进行植被群落调查,并且对不同草甸的土壤进行实验室分析,研究辉河湿地不同草甸优势植物群落特征和土壤元素分布特征及其相互关系。研究结果表明,辉河湿地不同草甸植被群落特征受土壤元素分布特征、水文情势和植物生长特性影响,植被Shannon-Wiener和Simpson指数均为成熟草甸最高,盐碱草甸最低; Pielou均匀度指数变化为:成熟草甸<盐碱草甸<湿地草甸<沼泽草甸<过渡草甸;其中,沼泽草甸地上和地下生物量最高,盐碱草甸最低。不同草甸植被对土壤养分的含量及变化具有一定影响,湿地草甸土壤因子对其植被的生长也具有重要的反馈作用。不同草甸植物群落下同种元素含量差异显著,过渡草甸对土壤碳、氮、磷的吸收和滞留能力最强。此外,植被群落Shannon-Wiener指数与土壤含水量呈显著正相关,与土壤速效磷呈极显著负相关;土壤有机质、全氮和铵态氮与植被高度均呈极显著正相关;植被盖度与土壤有机质和全氮呈显著正相关;土壤速效磷与植被地上、地下生物量均呈显著负相关,而土壤铵态氮与植被地上、地下生物量均呈极显著正相关;全磷对植被多样性、生长和生物量影响较小。植被群落特征与土壤因子的冗余分析(RDA)排序表明,辉河湿地不同草甸之间存在一定程度的演替,成熟草甸和湿地草甸可能为演替的初始阶段或者是末阶段,而过渡草甸为中间阶段,而且土壤养分受群落演替的影响显著。     

黄土丘陵区草本群落生物量空间分布格局及其影响因素

草地是干旱半干旱地区黄土高原植被组成的主体,而草本植物作为草地生态系统的优势群落,在黄土高原恢复植被和水土保持建设方面存在着不可替代的优势。因此本试验选取黄土丘陵区不同纬度下的草本群落为研究对象,分析草本群落地上、地下生物量的空间分布特征及其影响因素,同时并验证等速生长关系,以期为黄土丘陵区恢复植被、改善生态建设方面提供理论指导。结果表明:(1)在纬度梯度35.95°~38.36° N变化范围内,黄土丘陵区不同植被带草本群落地上生物量变化范围为54.60~204.32 g·m^-2,平均值156.968 g·m^-2,变异系数为27.83%;地下生物量变化范围为78.88~829.64 g·m^-2,平均值469.21 g·m^-2,变异系数为48.87%;草本群落地下/地上生物量变化范围为 0.93~4.49,平均值2.89,变异系数为39.18%。草本群落生物量(地下、地上)大小顺序均为:森林-草原带>草原带>森林带>草原-荒漠带,且地上、地下生物量随纬度梯度变化规律均呈现出“先增加后减少”的单峰型变化趋势。(2)草本群落地下与地上生物量呈极显著正相关(P<0.01),决定系数达到0.59,且符合等速生长关系。(3)草本群落地下生物量与年均降水、年均温、土壤有机碳、全氮、全磷含量之间均呈显著相关。气候因子和土壤理化性质对地下生物量都具有重要影响作用,其影响机理还需进一步结合植物生物学和生理生态方面的综合研究才能做出准确结论。     

黄土丘陵区铁杆蒿群落植被特性及土壤养分特征研究

对黄土丘陵区森林草原带铁杆蒿种群演替变化中不同恢复年限的群落植被特征和土壤养分进行分析,结果表明,随着植被恢复年限增加,群落物种组成不断变化,群落总盖度、地上与地下生物量逐渐增加,群落多样性指数先增加后减小再趋于稳定,丰富度指数缓慢升高但变幅不大,而均匀度指数与多样性、丰富度指数变化趋势相反;土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾增加且上层土壤养分恢复较下层块。群落植被因子与表层土壤养分相关分析表明,植物群落总盖度、铁杆蒿盖度、群落物种多样性指数、群落地上与地下生物量与表层土壤(0~20 cm)养分间均呈现正相关关系,铁杆蒿盖度与群落总盖度、表层土壤有机碳、碱解氮间呈显著正相关,与群落地下生物量和丰富度指数(Ma)间的相关性达到极显著水平。群落地上与地下生物量、有机碳和碱解氮间存在显著正相关。群落地下生物量与Ma间存在显著正相关,与土壤有机质、碱解氮达到极显著水平。这说明群落生物量可以在土壤养分因素的作用下得以显著恢复,土地生产力的提高又促进演替的进行。     

坡向对青藏高原东北缘高寒草甸植被构成和养分特征的影响

坡向是重要地形因子之一,通过影响光照、温度及土壤养分等进而影响群落植物种的组成和分布。本研究通过对青藏高原东北缘不同坡向高寒草甸草地的植被构成和养分特征进行了分析,揭示坡向对植物群落组成和空间分布形成的影响。结果表明,1) 草地群落优势种和亚优势种构成,阳坡以禾本科的赖草、西北针茅和洽草等为主,阴坡以莎草科的矮嵩草和线叶嵩草及豆科的阴山扁宿豆等为主;2)草层高度、植物物种数和α多样性指数为阴坡>阳坡,β多样性指数在坡向之间无显著差异;3) 阳坡和阴坡草地植物生活型以地面芽和地下芽为主,分别占草地群落总物种数的71.0%和89.0%,1/2年生及地上芽植物为阳坡>阴坡,地面芽植物为阴坡>阳坡,地下芽植物在坡向之间无显著差异;4) 草地群落生物量构成,阳坡为禾本科(78.3%)>莎草科(8.3%)>菊科(6.4%)>其他科(7%),阴坡为莎草科(54.3%)>豆科(16.4%)和禾本科(14.8%)>蓼科(5.3%)和菊科(4.6%)>其他科(4.0%);除菊科外,所有各科植物生物量在坡向之间均差异显著,地上总生物量在坡向之间无显著差异;5) 0~20 cm土壤N含量为阴坡>阳坡,10~20 cm土壤P、K、Cu、Zn含量为阳坡>阴坡;6) 0~30 cm土温为阳坡>阴坡,0~40 cm土壤含水量阴坡>阳坡。总之,坡向对高寒草甸草地群落植物种构成和土壤理化特性的变化起着重要作用。     

割草地群落特征与土壤化学性质对利用年限的响应

对呼伦贝尔不同利用年限的贝加尔针茅(Stipa baicalensis)+日阴菅(Carexpe pediformis)和羊草(Ley-mus chinensis)+杂类草两种类型的割草地群落特征、植物营养成分及土壤营养成分进行了比较分析。结果表明,多年刈割使群落盖度降低,贝加尔针茅株丛破碎化、小型化,羊草退化;多年刈割的贝加尔针茅+日阴菅样地群落Mar-garlef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数均高于同类型围封3年的样地,羊草+杂类草割草利用多年的样地Margarlef丰富度指数高于利用5年的样地。随刈割年限的增加,蔷薇科、菊科、毛茛科等一年生植物随之增加,地上生物量、枯落物现存量随着刈割年限的增加而降低;多年刈割使土壤有机质、全氮、速效氮的含量降低。