呼伦贝尔沙质草甸草原洼地植物群落变化分析

选择呼伦贝尔沙质草甸草原上的干洼地,采用系统取样方法对不同微地貌部位的植物群落变化进行研究。发现,草原区微地貌变化对生境异质性的控制作用明显。在洼地中旱生植物和旱生植物占优势,中旱生植物在阴(N)坡和下坡位或坡底占优势,旱生植物在阳(S)坡最占优势。下坡位或坡底的多年生植物比例最高,其次是阴(N)坡和中坡位,上坡位和阳(S)坡最少。洼地内出现了12个不同类型的群落。同一坡向的植被覆盖度、地上生物量、草层高度呈现下坡位＞中坡位＞上坡位的趋势。主要物种的重要值波动很大,表明洼地内的地形因子分配不均匀。SW上坡位植物群落特征各项指标均出现低值,导致局部恶劣环境的微地貌产出部位,与风蚀坑集中分布区耦合。表明SW坡上部风蚀沙漠化的高发生率与该微地貌部位植被发育差有关。     

黄土丘陵区坡面柠条(Caragana korshinskii)林地草本植物分布特征

人工植被恢复会显著影响林下草本的分布及多样性,而人工植被恢复耦合坡面微地形变化对草本群落分布及其多样性响应尚缺乏系统的认识。以位于半干旱黄土丘陵区的甘肃定西龙滩小流域为研究区,系统调查和监测了不同坡向上、中和下坡位人工柠条(Caragana korshinskii)林地草本群落组成、生物量与柠条生长状况、凋落物量及土壤水分含量,分析草本群落的分布特征及其影响因素。结果表明:(1)不同坡向草本群落组成明显不同,阴坡人工柠条林地草本物种丰富度、优势度和多样性指数显著高于半阳坡和阳坡,而均匀度指数各坡向间差异不显著;(2)不同坡向间草本地上生物量为阴坡>半阳坡>阳坡,但差异不显著;阴坡上、中坡位草本生物量显著高于下坡位,半阳坡和阳坡各坡位间草本生物量差异不显著;(3)pRDA分析结果表明,坡向影响了坡面水热条件,对草本分布的影响最大,解释了15.2%的草本群落变异;(4)柠条种植密度和坡向与草本物种丰富度呈显著负相关;阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)和长芒草(Stipa bungeana)与坡向呈显著正相关,主要分布在阴坡,茵陈蒿(Artemisia capillaris)和赖草(Leymus secalinus)等与坡向呈显著负相关,主要分布在阳坡。半干旱黄土丘陵区坡向通过影响水热条件从而影响了植被生长,坡面微地形调整可以在一定程度上削弱坡位对草本植物生长的影响,但坡向及人工植被种植密度决定了草本的分布格局。     

川西山区自然边坡土壤种子库随海拔梯度的变化

明确土壤种子库在海拔梯度上的变化规律,可为人工边坡的拟自然恢复提供参考。本文选取川西高山亚高山区为研究对象,通过野外样方调查和室内种子库萌发实验,研究了该区域自然边坡的土壤种子库组成、土壤种子库与植被群落关系及其随海拔梯度的变化。结果发现:(1)不同海拔区域自然边坡土壤种子库的物种组成与物种多样性有较大差异。随着海拔的上升,土壤种子库中一年生草本植物的物种占比逐渐降低,多年生草本植物则逐渐增加。种子库的物种多样性则随着海拔上升呈先增加后下降的变化规律。(2)海拔及坡位都对土壤种子库的密度有一定影响。低海拔地区土壤种子库的平均种子密度一般高于高海拔地区。同一边坡下坡位土壤种子库的种子密度高于中、上坡位。(3)区域内自然边坡土壤种子库和植被群落物种组成的相似程度不高,且随着海拔的升高,相似系数逐渐降低。研究表明,海拔是影响土壤种子库物种组成及密度的重要因素,该区域边坡的生态恢复需根据海拔梯度选择适宜物种人工构建种子库。     

退化沙质草地土壤种子库和地上植被对封育的响应机理

从植物种和植物功能类群两个水平系统探讨退化沙质草地土壤种子库和地上植被对短期封育管理响应机理的研究尚不多。以内蒙古东部的科尔沁沙地退化沙质草地为研究对象,采取随机样方法对禁牧6 a的封育区及与其相邻的自由放牧草地的土壤种子库和地上植物群落的物种密度进行了比较研究,草本植物群落被区分为一年生禾本科植物、非禾本科一年生植物和多年生植物3个主要功能类群。利用测定数据,分析研究了短期禁牧封育对土壤种子库和地上群落不同植物种和各植物功能类群的生态恢复作用机理。主要研究结果是：①短期封育显著促进了退化沙质草地植被的生态恢复,但发现土壤种子库和地上植被对禁牧的响应模式和机理存在明显差异,短期禁牧使土壤种子库中所有3个植物功能类群的密度均得到显著提高,而仅提高了地上植被一年生禾本科植物和多年生植物两个类群的密度;相反,禁牧显著提高了地上植被所有3个功能类群的物种丰富度和多样性,仅提高了土壤种子库中多年生植物类群的物种多样性。②短期禁牧显著增加了地上植物群落组成中可食和优良牧草的比例,提高了草地的经济利用价值。主要结论是：短期禁牧封育是一种经济有效的提高退化沙质草地植被多样性、生产力及对植物群落物种组成和草地品质进行优化调控和改良的重要草地管理手段。研究建议,今后应重点开展不同禁牧时间下对退化沙质草地土壤种子库和地上植被多样性、生产力及其物种组成变化影响的长期生态学控制实验研究。     

晋西黄土区不同林地类型对土壤水分特性的影响

为揭示晋西黄土区典型人工林土壤水分特征,本研究以刺槐林(Robinia pseudoacacia)、油松林(Pinus tabuliformis)、丁香林(Svzygium aromaticum)和裸地为研究对象,分析其土壤含水量、土壤水分特征曲线和土壤入渗速率。研究结果表明:(1)丁香林的土壤水分情况优于油松林地,刺槐林地的土壤水分状况最差,并且在80 cm处出现明显的土壤干层。(2)不同土层土壤水分特征曲线整体趋势均表现为快速下降-缓慢下降-基本平稳。丁香地土壤持水能力优于乔木林地,裸地土壤持水能力最差。(3)不同林分初始入渗速率、稳定入渗速率均表现为:丁香刺槐油松裸地。Kostiakov、Philip和Horton模型对黄土区土壤水分入渗拟合效果均较好。综上,不同林分土壤水分特性差异较大,灌木林地的土壤水分特性要优于乔木林地,灌木林地更适合黄土区的自然条件,黄土区植被建设应该重视灌木种植,合理控制乔木林的种植范围。     

洪河自然保护区湿地主要植被类型物种多样性与表层土壤性质的相关性研究

对洪河湿地主要植被类型物种多样性特征、土壤性质特征及二者之间的相互关系进行了研究。结果表明:按沼泽—沼泽化草甸—湿草甸—灌丛草甸—岛状林的序列,物种丰富度呈逐渐增加的变化格局,物种多样性、均匀度呈先下降后上升的格局,优势度呈先上升后下降的格局;而土壤性质特征则呈不规则变化格局。植物物种多样性与土壤性质之间只有均匀度与速效氮之间存在着极显著正相关,其他均无显著相关。这说明在洪河湿地,土壤性质不是决定上述序列的植被类型的物种多样性的主要因素,而土壤速效氮含量是影响物种均匀度的关键因素,同时,对其他物种多样性特征也有一定影响。     

黄土丘陵沟壑区不同退耕年限刺槐林地土壤氮素动态特征

土壤无机氮的可利用性是影响植物生长发育和植被演替进程的关键因子之一,尤其在生态系统十分脆弱的黄土丘陵沟壑区更为重要。因此,采用时空代换法,通过选取不同退耕年限（10 a、20 a、30 a、40 a）的刺槐林地及相邻对照草地为研究对象,系统研究刺槐林在生长季（4~9月）土壤无机氮净转化速率的变化情况。结果表明：（1）刺槐林地土壤NO₃^--N平均含量约是对照草地的4.57倍,而NH₄⁺-N在两个样地之间没有显著差异。（2）刺槐林地及对照草地土壤在7~8月以硝化作用为主,在4~5月和8~9月以氨化过程为主,且刺槐林地氮素净转化速率大于对照样地。（3）刺槐林地土壤NO₃^--N在前30 a处于积累状态,随后呈现消耗趋势。总而言之,退耕地刺槐林营造可以减少土壤NO₃^--N的淋失,提高NO₃^--N净转化速率,但刺槐林NO₃^--N的累积状态在30 a后变为消耗状态。所以要采取应对30 a以上林龄的刺槐林采取间伐措施,以促进刺槐林的健康发展。     

紫色土丘陵区生态恢复模式与土壤性质相关性分析

探讨不同治理措施（林地采用等高草带、乔灌草、封禁等措施,园地采用隔坡梯田、水平梯田、梯田＋竹节沟等措施）对植被恢复和土壤性质的影响,并对植物多样性和土壤性质进行了相关分析,结果表明：不同治理措施对植物多样性（丰富度指数、多样性指数、均匀度指数）和土壤性质都有较大影响。林地以林草＋封禁措施效果最佳,其次是乔灌草措施;园地以隔坡梯田的综合效益最好,再次是水平梯田。在紫色土丘陵地区侵蚀地植被和土壤恢复时,以工程措施和林草措施并用为宜,如隔坡梯田＋乔灌草模式。     

元谋干热河谷冲沟区植被对微地形的响应

微地形是影响植被分布格局及多样性的重要因素。在元谋干热河谷冲沟区采集了1 236组"土壤-坡度-坡向-植被盖度-物种多样性"数据,运用统计学方法研究了坡度和坡向这两个地形因子对干热河谷植被盖度及其多样性的影响。结果表明:在元谋干热河谷冲沟区,植被盖度呈现出随坡度增大而减小的趋势,变性土区域活跃性冲沟坡面上有无植被生长的临界坡度是50°,而燥红土区域稳定性冲沟的临界坡度为65°;受人类活动影响强烈的沟坡区植被生长的临界坡度是45°,影响较轻微的近自然状态沟坡区的临界坡度是65°;植被盖度分布和植被种类的优势方向同为东北向,平均盖度为40%,西北向为28%,西南为20%,东南为21%;植被种类东北向平均为1.8,西北向为1.4.西南向为1.0,东南向为0.5。研究元谋干热河谷典型立地条件下植被对冲沟微地形条件的响应,可以为本区生态恢复提供科学指导。     

放牧强度对科尔沁沙地沙质草地植被的影响

为了研究科尔沁沙地沙质草地在不同放牧强度下植被特征的变化规律,比较了围封、中度放牧、重度放牧3种条件下的植被盖度、群落组成、物种多样性、地上/地下生物量和凋落物量等植被特征的变化特征。结果表明:(1)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地的优势植物均为一年生植物,但围封和中度放牧中多年生禾本科植物优势度高于重度放牧,重度放牧沙质草地一年生植物所占优势度最大;(2)放牧强度对沙质草地植被盖度、地上生物量及凋落物量有显著影响。随着放牧强度的增加,植被盖度、地上生物量和凋落物量均降低;(3)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地物种丰富度及多样性差异均不显著;(4)放牧强度和土壤深度及其交互作用均能影响地下生物量。随着放牧强度的增加,总的地下根系生物量减小。而重度放牧草地中, 3个土壤深度间地下根系生物量差异不显著。放牧改变了沙质草地植物群落的组成、极大降低了植被盖度和生产力;尤其是重度放牧急剧增加了一年生植物的优势、且对浅层根分布的减少影响最大。     

安徽牯牛降的植物多样性垂直分布特征——兼论山顶效应的影响

牯牛降国家级自然保护区是我国生物多样性热点地区之一——黄山-武夷山区的一部分,人为干扰较轻,植被保存状况良好,是这一生物多样性中心基本特征的代表性区域。牯牛降地区的植物物种多样性和群落的分布特征尚缺少系统的研究报道。对牯牛降南坡的植被垂直带进行样方和样带调查,探讨其植物群落和植物物种多样性的海拔梯度格局,及其影响因素。通过对样方数据的数量分类和CCA排序,结合分析群落生活型构成、物种丰富度、α多样性、β多样性的结果表明:(1)牯牛降南坡随着海拔的上升,依次出现常绿阔叶林(400-1 100 m)、常绿落叶阔叶混交林(1 100-1 350 m)、针阔混交林(1 350-1 600 m)和常绿针叶林(1 600-1 728 m)。(2)物种丰富度和多样性指数大致表现了沿海拔梯度降低的趋势;但低海拔人为活动的干扰、海拔1 400 m处样方小地形的显著变化、海拔1 500-1 600 m之间历史上的火干扰等因素,导致了物种多样性海拔梯度特征的复杂化;常绿阔叶林和常绿落叶针阔叶混交林的种-面积曲线差异反映了不同植被类型中物种分布的尺度效应的差异。(3)海拔梯度、局部地形及其他生境条件的变化共同影响着物种多样性的格局。山地常绿落叶阔叶混交林、针阔叶混交林和黄山松纯林等是发育在同一气候垂直带条件下,主要由地形引起的土壤与小气候差异导致的植被斑块。山顶效应对植物群落类型和物种多样性变化具有显著影响,对于理解牯牛降植物物种多样性垂直梯度特征和模式具有重要意义。     

科尔沁沙地草地植被对围封和放牧的响应

研究了科尔沁沙地疏林草地、针茅草原和草甸植被盖度、地上和地下生物量、物种多样性对围封和放牧的响应。结果表明：（1）围封与放牧草地的优势植物不同,围封草地植物群落优势植物为多年生禾本科植物,放牧草地中一年生植物和小半灌木优势明显。（2）围封和放牧草地的植物盖度、凋落物量、地上生物量和物种丰富度存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高了植被盖度和地上生物量,由疏林草地、针茅草原到草甸,植物盖度和地上生物量逐渐增加,而3种草地植被凋落物量大小顺序为针茅草原> 疏林草地> 草甸;放牧条件下植物盖度、凋落物量和物种丰富度差异不显著（P>0.05）。（3）3种草地之间的地下生物量无显著差异（P>0.05）,但围封与放牧之间、不同土壤层次之间地下生物量存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高草地的地下生物量（P<0.05）;草地地下生物量随着土壤深度表现出下降趋势（P<0.05）。长期放牧增加了草地一年生植物和小半灌木植物的优势,消除了不同草地之间植被盖度和物种丰富度的差异;而围封能提高草地多年生禾本科植物的优势、增加其物种丰富度,对于草地质量和植物多样性的恢复和保育具有积极作用。     

古尔班通古特沙漠地区短命植物土壤种子库研究

采用野外定点取样和室内萌发相结合的试验方法,研究了短命植物在沙丘不同部位的空间分布、萌发状况、密度、物种多样性及土壤种子库生物多样性与地上植物多样性的关系。结果表明:短命植物种子主要集中分布于地表0~5 cm土壤中,5 cm以下土壤中极少存在有活力的种子;沙丘间及沙丘不同部位的种子库密度大小不同,密度自坡底随高度增加逐渐减少,坡底、坡中部及坡顶部密度分别为124粒/m2、91粒/m2、66粒/m2。迎风坡种子库密度比背风坡面少,迎风坡种子库平均密度为81粒/m2,而背风坡种子库平均密度为100粒/m2;短命植物种子在4月上旬达到萌发高峰,沙丘不同部位物种多样性存在差异,土壤种子库和地上植被存在较高的相似性,此外短命植物在沙丘不同部位的分布存在较高的空间异质性。     

旅游干扰对五台山植被景观区植物多样性的影响

 物种多样性是衡量景区生态环境质量的重要指标之一。通过计算物种的多样性指数、科属、区系、生活型和生态型特征,利用除趋势对应分析方法对五台山旅游干扰下植物多样性的格局进行了研究,结果表明：在不同地理因子和物种多样性的作用下,各类植被景观区表现出一定的格局规律。在排序图上,以灌木层和草本层植物为主的Ⅲ区、Ⅳ区和Ⅶ区位于左侧,以乔木层、灌木层和草本层植物为主的Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅵ区和Ⅴ区位于中间,仅有乔木层的Ⅸ区位于右侧。坡位、海拔和旅游影响系数与DCA第一轴和第二轴的相关性均较大,说明这3个因子对植物多样性的格局有重要影响。研究结果有益于五台山景区的生态管理。     

基于FLUS-InVEST模型的中国未来土地利用变化及其对碳储量影响的模拟

基于代表性浓度路径情景（Representative Concentration Pathways, RCPs），耦合FLUS-InVEST（Future Land Use Simulation-Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs, FLUS-InVEST）模型，以土地利用视角模拟了中国2100年的陆地生态系统碳储量，探讨其空间分异。结果表明：1）历史土地利用变化作用下，中国生态系统碳储量减少中心由华北地区转向东北地区，增加中心由西北地区转向西南地区；碳储量的减少由林地生态系统转向草地生态系统。2）未来RCPs情景下，中国林地生态系统碳储量都将持续增加，草地生态系统碳储量持续减少。RCP 6.0情景下，中国林地面积将增加9.43%左右，草地面积减少5.42%，全国林地碳储量较2010年增加2 332.64 Tg，而草地碳储量将损失1 719.03 Tg。在RCP 8.5情景下，全国林地面积增加5.15%，草地面积将减少5.10%，林地碳储量较2010年将增加1 754.59 Tg，草地碳储量将损失2 468.80 Tg。3）RCP 6.0情景对未来碳汇贡献度较RCP 8.5情景大。在RCP 6.0情景下，植被地上碳储量和表层土壤碳储量分别净增加127.12和83.67 Tg。但在RCP 8.5情景下，植被地上碳储量和表层土壤碳储量分别净减少24.67和32.41 Tg。4）不同RCPs情景下，碳储量增长均集中在横断山-秦岭-太行山-大兴安岭和雪峰山-太行山-大兴安岭两带；减少区域主要分布于云贵高原、四川盆地和京津冀地区。     

半干旱黄土丘陵区人工植被深层土壤干化效应

科学评估不同植被恢复模式的土壤干化效应是目前黄土高原生态恢复一个亟需解决的关键问题。本文以半干旱黄土丘陵区14种典型人工植被为例,通过构建土壤水分相对亏缺指数CSWDI和样地土壤水分相对亏缺指数PCSWDI,定量评估了不同植被深层土壤干化效应。研究发现:除农地和撂荒草地外,各植被深层土壤水分均随土层深度的增加而升高,深层土壤水分含量同土层深度之间呈一元线性关系。不同人工植被深层土壤相对干化程度存在差异,以油松林地最高,杨树侧柏混交林地最低。不同植被类型受其自身蒸腾耗水、根系特征和耕作等影响,土壤干化的程度在剖面上存在差异,但总体趋势为随深度增加而降低。针阔叶植被配置模式土壤水分状况要稍好于阔叶纯林的配置模式。     

黄土丘陵区典型退耕恢复植被土壤生态化学计量特征

为探究不同植被土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征及其影响因素,以黄土丘陵区油松、刺槐、沙棘和草地4种典型退耕恢复植被0~100 cm土壤为研究对象,分析不同植被土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全磷（STP）含量及其化学计量特征。结果表明：（1） 不同恢复植被对土壤养分含量有显著影响,刺槐的SOC、STN最高,油松的SOC、STN最低,STP表现为草地>刺槐>油松>沙棘。（2） 不同恢复植被土壤养分具有“表聚性”,随土层深度增加,SOC和STN含量呈下降趋势,而STP的变异性较弱。特别是刺槐的SOC和STN在60~100 cm呈增加趋势。（3） 不同恢复植被土壤SOC:STN（C:N）、SOC:STP（C:P）差异不显著（P>0.05）,刺槐的土壤STN:STP（N:P）显著高于其他植被类型（P<0.05）,土壤C:N、C:P、N:P均低于全球及全国平均水平,研究区有机质的分解速率较快,P的有效性高,植被生长主要受N元素限制。（4） 研究区土壤C:N、C:P和N:P主要受SOC和STN影响;土壤养分与土壤含水量（SWC）和土壤容重（BD）呈负相关,与土壤粉粒（slit）和黏粒（clay）含量呈正相关,STP对土壤细颗粒的响应强度大于SOC和STN。研究区土壤化学计量在不同退耕恢复植被间差异显著,其中刺槐的土壤养分含量较其他植被类型更好,可为该地区植被恢复工作进一步开展提供参考。     

植被恢复不同阶段下喀斯特土壤微生物群落结构及活性的变化——以云南石林景区为例

为了探讨植被恢复对喀斯特土壤生化特性的影响,对云南石林景区植被恢复演替下土壤养分、微生物群落结构及活性进行了比较研究。结果表明,相对于裸露地,植被恢复显著地提高了土壤养分、微生物量碳、微生物活性、微生物商、细菌种丰富度及基因多样性;相对于对照原始林,植被恢复演替下土壤总有机碳、总氮、微生物量碳、基础呼吸和诱导呼吸的恢复程度分别为32%～83%、36%～70%、54%～89%、58%～82%和35%～51%;对照林与植被恢复演替下土壤细菌群落结构之间的相似性遵循如下趋势:裸露地(稀)草地灌丛。总体上,自然恢复方式(草地和灌丛)提高土壤质量效果优于人工恢复方式(柏树林);从裸露地到稀草地恢复过程中,土壤质量提高尤为迅速,为退化喀斯特土壤生态系统进一步恢复改善了条件。     

亚洲中部干旱区植被与土壤碳密度分析

碳密度作为估算陆地生态系统吸收和排放含碳气体数量的关键要素—碳存储能力的重要指标之一,对判定碳源汇、制定缓解全球变化的合理政策措施具有重要意义。干旱半干旱区相关研究的薄弱性与其广大的陆地面积极不相称。通过搜集与中亚五国和新疆生物量或植被碳密度资料有关的文献,整理中亚五国和新疆的土壤剖面数据,对亚洲中部干旱区植被和土壤碳密度开展研究。结果表明:亚洲中部干旱区植被和土壤碳密度因区域和植被类型的不同而呈现一定差异。总体而言,林地的植被与土壤的碳密度最高;草地土壤碳密度高于耕地土壤碳密度,中亚五国草地植被碳密度高于该区农田植被碳密度,而低于新疆农田植被碳密度;裸地作为植被覆盖度最低的类型,植被与土壤的碳密度最低。     

民勤绿洲边缘人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林衰败过程中植被组成动态及群落相似性

以民勤绿洲边缘未退化(ND)、轻度退化(SLD)、中度退化(MD)及重度退化(SD)的人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,通过野外定点监测与样方调查方法对其植被组成、物种多样性、优势种种群结构变化以及群落间相似性进行了研究。结果表明:(1)ND、SLD及MD林地植物群落灌木层植被均由4种植物组成,SD林地灌木层由3种植物组成,其优势种演替过程为单优种梭梭—共有种梭梭、红砂、白刺—单优种红砂;在草本层中,ND林地出现6种植物,SLD、MD及SD林地均出现9种植物,其优势种演替过程为五星蒿、盐生草—画眉草、黄花矶松。(2)人工梭梭林退化过程中,灌木层优势种梭梭、白刺和红砂种群龄级结构动态变化分别为稳定型—衰退型、增长型—稳定型—衰退型、持续增长型。(3)4种类型林地植物群落物种多样性指标数也发生了不同程度变化,但整个林地植被趋向于更稳定方向发展。(4)4种林地植被群落两两之间的相似性为ND与SD之间的相似性最低,MD与SLD之间的相似性最高。这说明人工固沙林逐渐衰败过程其实质是林地固定改变了林地生境,植物群落发生了由沙生植物群落向沙旱生植物群落演替。因此,在民勤绿洲边缘开展人工固沙林恢复与重建工作时,应将沙旱生植物红砂作为植物材料之一。