北京市自然保护区植物群落对干扰胁迫的抵抗力分析

在城市规模不断扩张的过程中,北京市自然保护区植物群落正面临着前所未有的干扰胁迫.研究植物群落对干扰的抵抗力具有理论和实践意义.在北京市松山和喇叭沟门两个自然保护区植物群落中调查了22个样地,记录到213种植物,测度了33个植物功能性状.在集成前人成果的基础上,量化了每个性状在基建工程、放牧或旅游践踏、火烧以及外来种入侵干扰下的功能属性;计算了物种、功能群和群落尺度上的功能指数;利用回归分析方法描绘了物种丰富度与功能指数间的关系.结果表明:(1)植被恢复力指数(plant restoration index)在4.36-10.15之间,草本植物大于木本植物;物种对不同干扰的抵抗力功能指数(resistance index to disturbance)变化范围分别为:放牧10.27-23.15,乔木和灌木大于其他生长型植物;火烧9.01-22.15,乔木大于灌木,后者又大于草本;外来种入侵4.41-10.54,乔木大于其他生长型.(2)以山杨(Populus davidiana)为优势种的群丛,其植被恢复力以及对干扰的抵抗力较其他群丛强.(3)在乔木层和草本层,物种丰富度与功能指数不相关;在灌木层,物种丰富度与放牧、火烧和外来种入侵的功能指数正相关,与植被恢复指数不相关.作者建立了研究区域物种、功能群和群落尺度上的植被功能指数数据库,为自然保护区植被结构调整和恢复提供了技术支撑.群落尺度的功能值取决于优势种的功能值,物种多样性是生态系统功能维持的重要基础.物种的功能冗余可能与植物群落结构层次以及干扰类型有关.本文结果为生态系统物种功能冗余假说提供了一个例证.     

试论宏观生态系统科学研究的多学科维度基本问题及其方法体系

人类社会对解决区域及全球重大资源环境问题的迫切需求,快速地推进了自然科学与人文科学的多学科交叉融合,推动了宏观生态系统科学(MES)的兴起及科学理论创新,以及大陆和全球尺度的科学研究方法与技术体系发展。本研究以服务大陆及全球尺度的生态系统状态变化及其资源环境效应研究的多学科知识体系及方法论体系的融合发展为应用目标,系统论述了大陆尺度宏观生态系统科学研究的多学科维度基本问题、逻辑关系及前沿性领域,讨论了构建大陆及全球尺度宏观生态系统科学研究方法学体系的理念和内容,并提出了开展大陆尺度的联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合技术系统的设想,期望为中国及全球生态系统观测试验研究网络的理论设计提供参考。     

北京西北部山地两个垂直样带内主要植被类型的群落特征

样方数据是揭示植物群落物种组成和结构等群落特征的重要凭证,也是深入研究植物群落动态变化规律和植被志等植被专著编研的重要基础数据.前人对北京山地植物群落的研究工作多停留在文字描述阶段,缺乏附配翔实样方数据的凭证描述(任宪威等,1991;崔国发等,2000).仅有文字描述的文献限制了植物群落学研究成果在植被专著编研和群落动态研究中的应用.北京市喇叭沟门自然保护区和松山自然保护区是北京市自然植被保护最完好和生物多样性最丰富的两个地区,具有重要的生态屏障作用.量化描述这两个保护区内主要植物群落的组成和结构特征,对揭示北京乃至华北地区的植被特征、服务于生物多样性保育与管理等具有重要意义.我们在这两个自然保护区内设置了两条垂直样带,调查了样带中的主要植被类型,以样方数据为凭证,描述了主要植被类型的群落特征,为该地区植被研究提供基础数据.     

中国云杉林的地理分布与气候因子间的关系

为了揭示中国云杉林的地理分布与气候因子间的关系, 在中国云杉林15个群系的地理分布范围内选取613个地理坐标点, 其中包括云杉各个种分布的海拔上限和下限坐标点各235和228个。通过数字地球系统确定每个点的海拔高程, 从中国气象插值数据库获取每个点的气候数据。数据分析分别采用线性回归、变异系数比较和主成分分析(PCA)法。结果显示, 中国云杉林分布范围内, 年平均气温、最冷月平均气温、最热月平均气温、≥5 ℃积温、≥0 ℃积温、年降水量、土壤水分含量和干燥指数α的平均值分别是3.38 ℃、-9.75 ℃、14.78 ℃、1 227.83 ℃·d、2 271.19 ℃·d、712.23 mm、80.02%和0.50; 各气候因子与中国云杉林垂直分布的上下限间均具有显著的回归关系; 除了年平均气温和最冷月平均气温变异系数较大外, 其他6个气候因子的变异系数均较小, 且彼此间无显著差异; 无论是云杉分布的上限还是下限, ≥5 ℃积温和≥0 ℃积温在PCA第一主分量具有较高的载荷, 而年降水量和土壤水分含量在第二、三主分量具有较高的载荷。影响中国云杉林分布的主要气候因子是生长季节积温, 其次是年降水量和土壤水分含量。