玛曲高寒沙化草地植物生态位特征研究

研究高寒沙化草地植物群落特征和演替状况,对恢复生态环境、提高草地生产力具有重要意义。本文采用样方法对玛曲高寒沙化草地20个样地的植物种群进行系统调查,并计算其主要植物的重要值、生态位宽度和生态位重叠值。结果表明:该草地当前的优势种为异针茅(Stipa aliena);生态位宽度最大的是亚优势种高山唐松草(Thalictrum alpinum)和乳浆大戟(Euphorbia esula),为0.974,而优势种异针茅仅0.941,说明优势种并不具有最强适应能力和竞争力,在群落中的地位也不稳定;生态位宽度大的物种之间具有大的生态位重叠值,其中高山唐松草和乳浆大戟生态位重叠值最大,达0.987,与其他种群之间的竞争也较强,表明高寒沙化草地的演替方向将是杂类草取代禾草的优势地位,如不及时治理,草地将进一步退化。     

呼伦贝尔沙化草地人工固沙植物种间生态位关系研究

采用样方法对呼伦贝尔地区沙化草地不同恢复年限人工播种固沙区进行调查,并计算其主要植物的重要值、生态位体积及生态位重叠值,以研究呼伦贝尔沙化草地人工固沙植物群落特征及演替状况。结果表明:人工固沙植物冰草(Agropyron pectinatum(Bieb.)Beauv.)的平均生态位体积在时间尺度上,呈持续增加趋势,是改良沙化草地的优良草种;小麦(Triticum aestivum L.)与小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、冰草与羊柴(Hedysa-rum laeveMaxim)生态位重叠值为0.9213和0.7512,在演替过程中具较强的竞争作用。自然恢复植物与人工播种植物间,多数生态位重叠值不高。自然恢复多年生植物大针茅(Stipa grandis P.Smirn.)、糙隐子草(C1eistogenes squarrosa(Trin.)Keng)等逐渐出现,表明该地区植被群落结构向稳定共存的人工-天然植被群落结构方向发展。     

呼伦贝尔沙化草地围封效应及生物多样性变化研究

2004年,在内蒙古呼伦贝尔沙化草地,测定围封不同年限(1、4、7、11、17年)沙化草地群落的特征值,分析围栏封育对沙化草地植被特征及生物多样性变化的影响。植被的自然恢复从一年生植物的侵入开始,差巴嘎蒿(Artemisia halodendron Turcz.ex Bess.)等重要值在围封第7、11和17年分别为第4年的1.57、1.78和1.37;一年生植物呈减少趋势,沙米(Agriophylluns arenarium Bieb.)在围封第11年完全消失。植被盖度平均增长4.6倍,草层高度平均增高75.3%。围封17和11年、1和4年,群落相似系数最大,分别为0.9630和0.7143。结果表明:沙化草地围封后,由于干扰源解除,群落组成发生了规律性变化,植物群落逐渐由不稳定的一年生植被向次稳定的灌丛化植被和相对稳定的干草原植被过渡,随着围封年限的增加,群落结构逐渐趋于合理,物种丰富度、多样性和群落均匀性不断增大,但沙化草地围封后的植被近自然恢复也是一个漫长的系统修复与竞争过程。呼伦贝尔沙化草地经过17年的围封,植被系统仍十分脆弱,群落中一年生植物仍占有较大比例,受干扰后极易发生再度沙化。     

川西北不同程度沙化草地植被和土壤特征研究

以川西北不同程度沙化草地为研究对象,通过科学调查、采样和公式计算,对植被群落、生物量、土壤含水量、容重和孔隙度等特征因子进行分析,以揭示川西北地区由湿地到严重沙化草地演替的不同阶段植被和土壤特征的变化情况.结果表明:随着草地沙化程度加剧,群落呈现出“湿生-中生-旱生”的演替过渡格局,群落高度和盖度降低,物种丰富度下降幅度达88％,优势物种构成也发生较大变化;生物多样性指数在轻度沙化草地群落中最高,总生物量下降幅度达90.4％,群落地下生物量远大于地上生物量;沙化过程中,土壤中含水量和持水量下降、容重增大、孔隙度减小.沙化初期土壤特征变化明显,应针对这一现象在沙化初期开展恢复治理工作.     

呼伦贝尔草地风蚀沙化植被生物多样性研究

对呼伦贝尔草地沙化过程中不同演替阶段植被物种组成和生物多样性研究结果表明:草地沙化、灌丛化明显,群落结构趋于简单化;群落α多样性急剧下降,其中,物种丰富度、多样性、均匀性严重沙化草地分别比潜在沙化草地减少59.4%、54.0%和31.4%,而生态优势度增加44.9%,说明草地沙化后群落物种数减少,优势种更加突出.四类沙化草地群落相似性与未沙化草地比较,相似系数分别为0.8649、0.6486、0.2593和0.1200,而四类沙化草地β多样性变化均呈明显增大趋势,其中严重沙化草地比潜在沙化草地高14.6倍,说明β多样性增大,群落相似性降低,生境异质性加大,预示草地沙化程度严重.     

青藏高原东缘异针茅草地群落组成及生产力研究

于2002-2004年对青藏高原东缘异针茅草地群落植被结构特征(植物种群优势度和群落物种数与生态优势度)、种群和群落生物量及其构成进行了系统研究。结果表明,异针茅草地植被组成复杂,主要由中旱生和耐寒中生植物组成,以异针茅为优势种,羊茅为亚优势种;草地中平均优势度大于0.150的植物有12种,伴生种种类多。草地植物种群和群落地上植物量月动态变化均呈先增加后降低的单峰曲线变化模式,生物量峰值出现于7-9月,种群生物量月动态存在植物种间分异。随利用年限的增加,草地群落植物组成逐渐由复杂群落向简单群落演替,群落生产力逐渐降低。     

不同生态恢复措施下宁夏黄土丘陵区典型草原植物群落数量分类和演替

进行植物群落数量分类和演替研究对退化草地生态恢复具有重要意义。以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,借助植被数量生态学方法,对封育、水平沟和鱼鳞坑3种生态恢复措施实施0(1年)、3、6、10和15年下的草地植物群落进行了数量分类,研究了群落演替序列及其与土壤因子的关系。结果表明:(1)应用双向指示种(TWINSPAN)结合除趋势对应分析(DCA),将研究样地植物群落类型划分为8个。(2)封育0~15年,植被演替序列为本氏针茅+百里香群落→本氏针茅+大针茅群落→百里香+本氏针茅群落→本氏针茅+大针茅群落→本氏针茅+铁杆蒿群落;水平沟和鱼鳞坑整地后1年到15年,植被演替序列分别为沙打旺+白草群落→早熟禾+赖草群落→本氏针茅+百里香群落→百里香+赖草群落→本氏针茅+大针茅群,沙打旺+白草群落→早熟禾+本氏针茅群落→本氏针茅+百里香群落→百里香+本氏针茅群落;随着恢复年限增加,鱼鳞坑和水平沟措施下植物优势物种变化总趋势是根茎型—疏丛型—密丛型植物,但也存在非线性或螺旋式的变化; 3种恢复措施下,植物群落盖度和地上生物量随恢复年限增加呈上升趋势,其中封育草地增加速度最快,鱼鳞坑最慢。(3)除趋势典范对应分析(DCCA)表明,土壤容重、有机质、真菌、全磷和蛋白酶是影响该区植物群落分布的主要土壤因子。     

石羊河下游退耕区次生草地自然恢复过程及土壤酶活性的变化

采用时空替代法,对石羊河下游不同年限(1,2,3,4,5,8,15,24和31 a)退耕区次生草地自然恢复过程中群落特征和土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性及分布进行了调查与分析。结果表明,在退耕31 a的次生草地植被自然演替过程中,9个样地的所有样方中出现34种植物,植被群落由一年生草本植物为建群种,多年生草本与个别灌木植物为伴生种,逐渐演替为单一的灌木群落,并表现出较强的连续性与递进性。此外,不同年限退耕区次生草地0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm及30~40 cm土层中土壤酶活性均存在较大差异;土壤酶活性随土层深度的增加呈现减小趋势, 并且表层土壤酶活性在4个层次的总酶活性中占有较大比例。随着退耕区次生草地演替时间的增加,土壤酶活性总的趋势与物种丰富度和多样性指数一样,随着退耕区次生草地植被的恢复呈波动式下降,土壤酶活性与植被的恢复是一个互动过程,它们之间存在着互相回馈的响应。另外,土壤酶活性的变化是极其缓慢的过程,并且与退耕最后一年种植的农作物存在相关性。     

青藏高原东部乡土植物对高寒沙化草地土壤性质的影响

以青藏高原东部高寒沙化草地为研究对象,通过比较分析狭叶红景天(Rhodiola rosea)、硬秆仲彬草(Kengyilia rigidula)、垂穗披碱草(Elymus nutans)和高山红柳(Salix cupularis)4种乡土植物对沙化草地的土壤理化性质、土壤酶活性及微生物生物量的影响,旨在为高寒草地沙化地生态植被的重建与恢复选择适宜的治理植物提供理论依据。结果显示:1)种植4种植物治理恢复5年后,土壤含水量均有显著升高(P0.05),土壤容重和土壤pH有不同程度的下降,垂穗披碱草处理下土壤含水量最高,与对照相较增加了357.70%;2)植被恢复显著提高了土壤中与碳氮磷循环相关的各种酶的活性(P0.05),其中狭叶红景天样地中的土壤纤维素酶、过氧化物酶、蔗糖酶、蛋白酶和磷酸酶活性最高,分别为对照的3.19、1.98、3.22、1.87和4.59倍。3)种植4种植物治理恢复5年后,不同土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)均有显著提高(P0.05),狭叶红景天的MBC、MBN和微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均为最高,分别为对照的4.39、3.46和1.27倍;4)种植狭叶红景天和高山红柳样地,土壤酶活性与土壤理化性质及微生物生物量呈极显著(P0.01)和显著(P0.05)相关,种植垂穗披碱草样地,土壤酶活性与土壤理化性质及微生物生物量相关性较差。研究表明,4种植物种植5年后,狭叶红景天对高寒沙化草地的土壤特性改善更明显。     

沙漠化草地的恢复与重建途径

在分析国内外草地沙漠化治理现状的基础上,研究1985-1998年沙化草地的自然恢复与人工恢复,结果表明:自然恢复属于进展演替类型,经历"沙生、一年生植物群落"、"根茎禾草杂类草群落"和"丛生禾草群落"三个演替阶段,最终向地带性植被类型发展;其植被物种组成,覆盖度、产草量均呈增加趋势,土壤有机质增加,表土结构变好;人工恢复的效果显著,播种抗旱、抗风沙型植物,可以快速建成植被覆盖地面,同时生产大量优质牧草,是我国沙化草原恢复重建的一条重要途径.     

生态毯对川西北流动沙地生态恢复的影响

本研究以铺设生态毯、栽植植物、铺遮阳网3种治理措施的流动沙地为对象,以未采取措施的为对照,分析了不同治理措施下植被特征与土壤理化性质。结果表明:与对照相比,铺设生态毯后土壤平均含水率上升幅度最大;土壤容重和砂砾含量降低幅度最大;土壤有机质、全N、全P、全K含量上升幅度最大;地表植被盖度和物种多样性呈显著上升趋势。因此,铺设生态毯可促进流动沙地生态修复,防止流沙蔓延。     

草原植被恢复对矿区排土场土壤线虫群落多样性的影响

矿区排土场是草原被开垦利用的产物,植被恢复对已破坏草原生态系统具有重要意义。线虫是草原地下生态系统的主要组成部分,对土壤环境反应敏感,可作为一种良好的指示性生物。通过对人工植被恢复8年、人工植被恢复4年、无植被恢复4年的矿区排土场和自然状态下的天然草地中0~10 cm和10~20 cm土层中线虫的数量、种类和群落结构多样性开展研究,旨在揭示草原植被恢复对矿区排土场土壤线虫的影响。结果表明：试验区共分离出土壤线虫51个属,不同草原植被恢复方式影响土壤线虫种类及优势度,不同恢复方式下土壤线虫的优势属有一定差异;草原植被恢复方式影响土壤线虫数量及营养类群,不同草原植被恢复方式下土壤线虫数量及属数从大到小依次为：人工恢复8年>人工恢复4年>天然草地>无恢复4年;人工恢复4年区及8年区捕食/杂食类线虫数量高于无恢复区,整个地下土壤线虫多样性增大;无恢复4年区的H′多样性指数显著（P<0.05）低于其他3种处理,反映出草原植被恢复对土壤线虫群落成熟稳定的作用,揭示了土壤恢复状况。研究结果为矿区排土场生态恢复措施的选择和实施提供了理论依据。     

基于遥感影像的和林格尔黄土丘陵区治理成效分析

黄土丘陵生态环境脆弱、水土流失严重，其生态修复与植物景观营造对于保障区域生态安全、改善流域生态环境、带动流域生态文明建设具有重要作用。本研究以内蒙古黄土丘陵生态脆弱区为研究对象，应用遥感分析的方法，分析了采取人工植被修复措施后生态修复区治理前后的归一化植被指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)、植被覆盖度、生态脆弱性指数以及水土保持能力随修复状况的动态变化规律。结果表明：采取人工植被恢复措施使得生态系统的自我恢复能力逐渐增强。经过10年的治理，两个修复区NDVI 0.5的平均面积占比从0.61%增加到34.52%;植被覆盖度>60%的平均面积占比增加了52.46%;微度脆弱区域面积占比平均上升至76.20%,水土保持能力较好的面积平均占比提高到59.07%,生态系统自恢复能力呈变好态势。研究结果可为我国黄土丘陵区生态修复工作的开展提供科学依据和理论参考。     

库布齐沙地两种植被恢复类型根际土壤微生物群落功能多样性研究

为研究库布齐沙地生态恢复过程中不同植被恢复类型对土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-ECO微平板检测法,对库布齐沙地自然恢复19年的油蒿群落、人工种植19年的中间锦鸡儿群落土壤微生物群落功能多样性进行研究。结果表明:1)土壤微生物群落利用全部碳源的代谢活性和土壤微生物功能多样性指数均表现为两种植被恢复类型显著高于流沙对照,其中,自然恢复的油蒿群落根际、非根际土壤分别高于人工种植的中间锦鸡儿群落根际和非根际土壤;2)随着植被恢复,从流沙对照土壤微生物以氨基酸类、胺类和芳香类为主要碳源,转为主要利用糖类、羧酸类、多聚物类碳源。不同植被恢复类型对碳源的利用不同,油蒿群落以糖类、羧酸类、多聚物类为主要利用碳源,中间锦鸡儿群落以羧酸类、氨基酸类和胺类为主要利用碳源;3)主成分分析表明,不同植被恢复类型土壤微生物碳源利用特征出现分异,在主成分分离中主要贡献者是糖类碳源;4)土壤氮素含量与土壤微生物群落功能多样性密切相关。冗余分析表明,土壤有机质、全氮、速效钾、速效氮、pH和全磷是土壤微生物群落利用碳源的主要控制因子。综合分析认为,植被恢复改变了沙地土壤微生物群落结构和功能多样性,自然恢复的油蒿群落更有利于增加利用多类碳源的微生物种群,在提高微生物利用碳源的整体代谢活性方面具有显著优势。     

兰州干旱半干旱地区植被恢复模式与应用

干旱半干旱地区植被的恢复是我国生态环境建设中最突出的难点问题之一.在总结多年实践经验和研究成果的基础上,针对兰州地区的立地条件提出干旱半干旱地区植被恢复的基本模式:以当地天然生长且能自我繁殖的植物为种源,在人工正向干预的基础上,引导并培育其繁衍和生长,逐步达到恢复植被的目的.人工干预的模式主要有:封育、植物混交配置、破土导入、破土引导、破土保护等.同时以典型的红砂Reaumuria soongorica群落为主研究了培育和更新技术.     

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。     

敕勒川草原生态恢复群落动态演替

为揭示退化草原生态恢复过程群落动态变化规律,在阴山南麓敕勒川草原开展生态恢复试验,通过连续10年监测,研究不同年际退化草原生态恢复物种数、个体数、地上生物量和物种多样性变化,比较人工恢复、自然恢复与原生植被之间的物种多样性差异。结果表明：随着恢复时间的增加,草地Margarlef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均出现先增加后减少再稳定的趋势,而Pielou均匀度指数呈现先减少后增加趋势;不同恢复方式下,自然恢复样地和原生样地多样性指数均显著高于人工恢复样地(P<0.05)。人工干扰引导自然恢复能够促进退化草原生态恢复,提高植物多样性,加速恢复演替进程。     

不同人工恢复措施下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

高寒矿区露天煤矿开采对当地生态环境造成巨大破坏,通过采取不同人工恢复措施,并对其植被和土壤的恢复效果进行评估和比较,对于指导煤矸石山生态恢复实践活动具有重要意义。通过设置人工建植、人工建植+覆土、人工建植+施肥3种恢复措施,经过5年恢复,比较不同恢复措施对植被群落组成、植物生长、土壤性质的影响。结果表明,3种恢复措施均能够形成人工草地群落,但草地群落组成差别较大,植被盖度、高度、密度及地上生物量等植物生长特征差异显著(P<0.05),3种恢复措施均显著提高了土壤有机质含量(P<0.05),但与原始群落相比,短期人工恢复对土壤肥力及pH值的改善作用依然有限。植物生长指标与土壤全氮、有机质特别是全磷之间相互促进。单纯的人工建植方式不利于生态修复,采取人工建植+覆土或人工建植+施肥的组合方式,是恢复高寒矿区煤矸石山生态系统的有效途径。从减少经济投入的角度出发,可考虑通过施肥替代人工覆土,实现煤矸石山人工草地生态系统的稳定发展。     

干旱荒漠区植被恢复动态遥感监测

摘要：植被盖度是评估区域生态环境的一个重要参数,本研究以1987、2003和2008年3期TM影像为基本信息源,通过NDVI植被指数估算植被盖度,对腾格里沙漠干旱荒漠区植被恢复效果进行定量动态分析。结果表明,1987-2008年研究区低盖度植被区面积逐步减少而高盖度植被区面积逐步增加,区域植被恢复效果明显;此外,通过对1987-2003年和2003-2008年两个阶段的植被盖度等级面积转化对比分析,区域内植被恢复的面积所占比率从1987-2003年的13.54%增加到2003-2008年的18.86%,表明植被恢复具后效性,其生态效益的发挥是一个逐步增强的过程。     

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。