不同植被恢复模式下呼伦贝尔沙地土壤反硝化细菌nirK基因组成结构和多样性研究

本研究选取呼伦贝尔沙地5种植被恢复模式(单播冰草、单播羊柴、单播柠条、冰草+柠条和冰草+柠条+羊柴+披碱草)为研究对象,以完全退化的沙地为对照,采用分子生物学技术分析了土壤反硝化细菌nirK基因组成结构和多样性,并探讨了与土壤理化因子的相关性。结果表明,土壤反硝化细菌nirK基因组成存在明显差异。单播羊柴模式土壤反硝化细菌nirK基因多样性指数最高,其次为单播冰草和单播柠条,而两种混播模式最低,这5种植被恢复模式均显著高于对照裸地。序列和系统发育分析结果表明,所获得的nirK基因片段与NCBI数据库中的nirK基因的相似度在81%99%之间,分别归属于苍白杆菌属、根瘤菌属及不可培养的细菌,其中与不可培养细菌相关的片段占到总数的50%以上。典范对应和相关分析结果表明,速效磷、pH、全氮、全磷和含水量对反硝化细菌的影响均达到显著水平,且5种理化因子间均具有极显著相关性,说明这5种理化因子相互关联,共同对反硝化细菌nirK基因组成变化起到决定作用。     

基于时序指数西北植被物候时空变化特征

基于1999—2010年SPOT VEGETATION旬数据,采用HANTS方法对原数据进行平滑处理,并利用傅里叶插值方法将旬数据插值成天数据,再通过NDVI天变化量确定植被物候期,研究了中国西北植被物候时空特征。结果表明:（1）海拔2 km以下,植被类型以农业植被为主,受人类因素影响较大,物候生长季始期（SOG）相对提前,生长季末期（EOG）推迟,生长季长度（LOG）变大且由东南向西北递减;在海拔较高地区,物候SOG推迟,EOG提前,LOG缩短。（2）1999—2010年西北植被物候,东部SOG提前,EOG推迟,LOG变延长;而向西部物候变化特征与东部相反。一方面,从陕西到青海海拔不断上升,温度逐渐下降,植被物候也随之变化;另一方面,陕西一带是集中农业区,青海地区主要以草地植被为主,农业（小麦）植被物候期相对较长。     

桂林寨底地下河沉水植物群落结构调查及影响因子分析

为研究岩溶地下河沉水植物分布、群落组成及生境对群落结构的影响,2013年7-8月,对寨底地下河沉水植物分布及群落多样性进行了调查,并结合全年水质监测数据,分析了生境对沉水植物群落多样性分布的影响。结果表明,寨底地下河出口共有沉水植物4科、6属、8种;优势种为苦草(Vallisneria natans)、靖西海菜花(Ottelia acuminata var.jingxiensis)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)和黑藻(Hydrilla verticillata),优势度分别为33.87%、23.10%、19.06%和12.50%,其中苦草为第一优势种。河道基质是制约沉水植物多样性分布的重要因素,砂石基质处沉水植物为种类单一的海菜花群落;泥沙混合处沉水物种组成比较丰富,海菜花、黑藻、竹叶眼子菜、苦草等形成共优势群落。岩溶水高Ca2+和HCO-3环境为沉水植物光合作用提供了丰富的矿物质元素及光合作用碳源。研究结果可为寨底地下河岩溶水生生态系统中沉水植物碳汇效应提供理论支持。     

海南文昌滨海台地不同森林林下灌草多样性及其与土壤因子关联分析

采用典型抽样法,选取海南岛滨海台地3种典型热带森林类型（椰子林、人促更新次生林、次生林）,对林下物种多样性及其土壤理化性质进行调查研究,并探讨物种多样性与土壤因子的相关性。 结果表明：灌木层中东风桔(Atalantia buxifolia)、 琼崖海棠(Calophyllum inophyllum)是3种森林类型的共有物种,其中在椰子林和人促更新次生林林型下占有较大优势;草本层中牛膝(Achyranthes bidentata)和地桃花(Urena lobata)是3种森林类型共有草本植物,但并非是优势种。次生林和人促更新次生林林下灌木层的多样性指数与均匀度指数都较高,林下物种组成相对复杂,共有树种有11种,相似系数高达45％。次生林林下植物多样性与土壤全氮、全磷、有效磷、速效钾及铵态氮之间达极显著正相关关系;人促更新次生林植物多样性与土壤全钾、全氮、速效钾、无机氮及铵态氮之间达极显著正相关;椰子林林下植物多样性与土壤各养分含量之间的相关性不明显。经多元逐步回归分析证实：滨海台地热带林土壤pH、全磷、全钾、速效钾、有效磷、铵态氮及无机氮共7个土壤因子对林下植物多样性具有显著影响。     

Long‐term survival and colony growth of Acropora palmata fragments transplanted by volunteers for restoration

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渭北旱塬区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

以植被恢复土壤效果评价7种人工植被恢复模式,应用灰色关联模型和聚类分析方法研究渭北旱塬区植被恢复对土壤综合质量的影响,以确定最优植被恢复模式。结果表明：不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响,与对照（农地）相比,恢复年限为5年、10年紫花苜蓿（Medicago sativa）草地和恢复年限为30年刺槐（Robinia pseudoacacia）林地均提高了土壤质量,其中10年紫花苜蓿草地恢复效果最好。随着退耕还林还草工程的实施,在渭北旱塬区,种植牧草、建植乔木是较好的生态重建和植被恢复方式。     

Influence of vegetation parameters on runoff and sediment characteristics in patterned Artemisia capillaris plots

Vegetation patterns are important in the regulation of earth surface hydrological processes in arid and semi-arid areas. Laboratory-simulated rainfall experiments were used at the State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau, Yangling, northwestern China, to quantify the effects of Artemisia capillaris patterns on runoff and soil loss. The quantitative relationships between runoff/sediment yield and vegeta- tion parameters were also thoroughly analyzed using the path analysis method for identifying the reduction mechanism of vegetation on soil erosion. A simulated rainfall intensity of 90 mm/h was applied on a control plot without vegetation(C0) and on the other three different vegetation distribution patterns: a checkerboard pattern(CP), a banded pattern perpendicular to the slope direction(BP), and a single long strip parallel to the slope direction(LP). Each patterned plot received two sets of experiments, i.e. intact plants and roots only, respectively. All treatments had three replicates. The results showed that all the three other different patterns(CP, BP and LP) of A. capillaris could effectively reduce the runoff and sediment yield. Compared with C0, the other three intact plant plots had a 12%–25% less runoff and 58%–92% less sediment. Roots contributed more to sediment reduction(46%–70%), whereas shoots contributed more to runoff reduction(57%–81%). BP and CP exhibited preferable controlling effects on soil erosion compared with LP. Path analysis indicated that root length density and plant number were key pa- rameters influencing runoff rate, while root surface area density and root weight density were central indicators affecting sediment rate. The results indicated that an appropriate increase of sowing density has practical signifi- cance in conserving soil and water.     

基于3S技术的河北省山区植被净初级生产力估算及空间格局研究

植被净初级生产力是国际地圈—生物圈计划（IGBP）、全球变化与陆地生态系统（GCTE）以及京都协定的核心研究内容之一。以GIS为主要技术手段,借助CASA模型计算出河北省山区NPP,分析了山区NPP的空间格局,并对森林、草原的NPP分布情况进行了统计分析,对引起这种变化的主要因子进行了初步探讨,评价分析模型的不确定性。结果表明:（1）河北省山区2012年植被NPP总量为24 746.51 kt/a,平均值为744.1 g/（m²·a）;从整体上看,植被NPP主要分布在境内燕山山脉,太行山山脉呈带状分布,其它地区零星分布。（2）河北省山区NPP值差异显著,由森林、草原、灌丛依次递减。（3）NPP空间分布与气温和降水的空间分布有一定的相关性。研究结果为河北省山区生态系统结构功能协调性、生态承载力、生态服务功能等后续研究奠定基础,为山区社会经济和生态环境可持续发展提供科学依据。     

延河流域不同植被带土地利用方式的土壤水分分析评价

以延河流域不同植被带上的三个小流域为研究对象,引用土壤湿度综合指数作为土壤水分评价指标,结合不同植被带土地利用分布特征与相应土壤含水量对延河流域土壤水分进行评价分析,为该区域不同植被带水土资源的合理利用提供科学依据。结果表明:三个植被带均处于极干旱状态,土壤湿度森林草原带 > 森林带 > 草原带;其中森林带以林地为主,森林草原带以林地和草地共同起主导作用,草原带以草地为主;不同植被带土壤含水量差异显著,森林带最高,其次为森林草原带,草原带最低;对不同植被带土壤水分的剖面变化分析表明,0—200 cm土层中土壤含水量随着深度增加呈现增长趋势。4种土地利用方式中,耕地的土壤含水量显著高于其他三种土地利用方式,这主要是与耕地坡度较小和修建梯田有关,同时还与农作物的耗水量相对较小有关。林地和草地土壤含水量无显著差异,灌木地土壤含水量最小。     

黄土丘陵区自然植被恢复下土壤微生物学质量演变特征

为了探讨黄土丘陵区自然植被恢复过程中土壤微生物学质量演变特征,用时空互代法对燕沟和县南沟典型小流域自然植被恢复下5个演替阶段（退耕1~6 a、7~17 a、18~35 a、36~60 a、> 60 a）土壤养分含量、微生物量和酶活性进行了研究。结果表明:随着地区植被退耕后自然演替的推进,土壤有机碳、全氮、有效氮与有效钾含量持续增加,土壤全磷含量在不同植被演替阶段变化不明显,有效磷含量在植被演替至多年生草本阶段（18~35 a）时含量最低;土壤细菌约占土壤微生物量的65%左右,且其数量在植被演替至多年生草本阶段时最多,土壤真菌和放线菌随退耕年限的延长呈现不断增加的趋势;土壤碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性也随着植被自然演替的推进呈不断增加趋势,但脲酶和蔗糖酶在植被演替至灌木阶段（36 a）后增速放缓。相关性分析表明,自然恢复过程中土壤微生物数量与酶活性的提高程度比较一致,其与土壤养分关系密切,因此土壤微生物群落与土壤酶活性是反映植被恢复中土壤生物学质量变化的重要指标。