宁夏东部风沙区荒漠草原植物群落物种多样性研究

通过野外植被调查,研究了宁夏东部风沙区荒漠草原植物群落组成与结构、物种多样性变化;采用典范对应分析（CCA）对植物群落分布与土壤性状关系进行了分析。结果表明：（1）风沙区荒漠草原物种较为单一,多集中在6~13种;不同群落类型间地上生物量和盖度差异显著;群落内竞争性较弱的物种减少,优势种具有较高的重要值。（2）群落间物种多样性差异显著,但变化趋势并不一致;物种多样性指数与丰富度指数、均匀度指数的相关系数分别为0.975 7和0.880 2,而与优势度指数相关系数为-0.519 8。（3）CCA结果表明,土壤含水率、有机质以及氮磷钾含量较高、容重小时,植物物种相对丰富;对群落分布影响较大的环境因子是土壤水分、容重和土壤有机质,相关系数分别为-0.742 8、0.683 8、0.532 9,物种和群落二者在CCA排序轴相关性较大的土壤因子较为一致。研究认为,宁夏东部风沙区荒漠草原植物优势种在群落中的地位明显,物种丰富度对植物多样性的影响大于均匀度,土壤水分是影响该区草原植物群落分布的决定性环境因子。     

桂林岩溶石山不同坡向灌丛植物多样性与土壤环境因子的关系

该研究以桂林岩溶石山灌丛植物为对象,分析了灌丛群落物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数与土壤环境因子随坡向(阴坡-阳坡)梯度的变化规律。结果表明:(1)土壤含水量、土壤温度、土壤pH和土壤全磷均对植物群落类型及物种分布具有显著的影响,坡向对植物群落类型及物种分布具有极显著的影响;而土壤全氮、土壤有效氮和土壤有机碳对植物群落类型及物种分布则均无显著影响。(2)除Pielou均匀度指数在阴坡与阳坡差异不显著外,物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数对不同坡向微生境均存在显著差异。其中,物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数在不同坡向上均表现出相同的变化趋势,即阴坡大于阳坡。(3)除土壤pH值和土壤全磷含量差异不显著外,坡向对土壤含水量、土壤温度、土壤全氮含量、土壤有效氮含量、土壤有机碳含量均产生显著的影响。其中,土壤含水量、土壤有效氮含量、土壤有机碳含量则为阴坡大于阳坡,而土壤温度和土壤全氮含量为阴坡小于阳坡。(4)多元逐步回归分析表明,在阴坡上,各土壤环境因子对物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数作用均不显著;在阳坡上,物种丰富度指数与土壤温度呈显著负相关、与土壤有机碳含量呈显著正相关;Shannon-Wiener指数与土壤含水量和土壤有机碳含量呈显著正相关;Pielou均匀度指数与土壤有机碳含量呈显著正相关、与土壤全磷含量呈显著负相关。     

东辽河河岸带草本植物物种多样性及群落数量分析

采用样线法调查了东辽河河岸带草本植物群落,分析了物种多样性特征,利用组平均聚类法和除趋势对应分析(DCA)分别对植物群落进行了分类和排序,探讨了影响东辽河河岸带草本植物群落分布的主要环境因子。结果表明:东辽河河岸带共有草本植物118种,属36科70属,草本植物的物种多样性自上游向下游呈现先增加后降低的变化趋势,而丰富度指数变化规律不显著,这与河流水文特征、河岸土壤基质类型、土壤含水量和人为干扰有关。聚类分析结果显示,东辽河河岸带草本群落可划分为11种类型,其中湿生植物群落占据优势。DCA排序轴与环境因子的相关性分析表明,海拔和河流等级是东辽河河岸带草本植物群落分布的重要影响因子。     

贺兰山甲虫物种丰富度分布格局及其环境解释

理解山地物种丰富度分布格局及其成因对于山地生物多样性保护具有重要意义。本文基于贺兰山地区甲虫31科252属469种的分布信息, 结合相关气候与生境异质性数据, 系统地探讨了贺兰山地区甲虫及6个优势科物种丰富度地理格局及其影响因素。结果表明, 甲虫物种丰富度及科属区系分化强度以贺兰山中段最高, 南段比北段高, 西坡比东坡高。基于183个栅格内物种分布的二元数据聚类分析, 贺兰山甲虫分布可分为北段强旱生景观甲虫地理群、中西段半湿生景观甲虫地理群、中东段及南段半旱生景观甲虫地理群3个地理群。冗余分析(RDA)表明年均温和年均降水量是影响最显著的因子。方差分解结果显示, 水分与能量因子共同解释了全部甲虫物种丰富度57.1%的空间变异, 单独解释率分别为5.9%和7.1%。生境异质性解释了全部甲虫物种丰富度35.2%的变异, 单独解释率仅为1.8%。气候因素与生境异质性对不同优势科物种丰富度的相对影响并不一致。在贺兰山的南段和北段, 生境异质性和水分因子对甲虫物种丰富度影响作用明显。水分和能量因子是贺兰山地区甲虫物种丰富度空间分布格局的主导因子, 生境异质性有助于提高甲虫物种丰富度。从未解释的比例来分析, 地形和土壤因素可能对贺兰山甲虫物种丰富度存在重要影响。     

浑善达克沙地植物群落物种多样性与土壤因子的关系

2004年8月,以浑善达克沙地植物群落样方调查资料为基础,对流动-半流动沙丘、固定沙丘、丘间低地和淖尔边缘4种生境的21种群落类型的物种丰富度指数、物种多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数进行比较分析,并通过相关分析对各种指数与土壤因子的关系进行了研究.结果表明:分布在流动-半流动沙丘的植物群落的物种丰富度指数和物种多样性指数最低,生态优势度指数较高,群落均匀度指数高于其它3种生境;固定沙丘的物种丰富度指数、物种多样性指数最高,优势度指数最低;丘间低地和淖尔边缘的植物群落的丰富度指数和多样性指数低于固定沙丘,但高于流动-半流动沙丘,优势度指数高于固定沙丘,均匀度指数低于流动-半流动沙丘.相关分析表明,均匀度指数与土壤pH以及全氮含量显著相关,丰富度指数与有机质含量显著相关.     

放牧作用下高寒草甸群落物种分布与土壤因子的关系

以青藏高原东北缘高寒草甸为对象,研究不同放牧强度下植物群落和土壤因子的变化,以及群落物种分布与土壤物理结构和化学养分因子的定量关系.结果表明: 放牧导致优势种为垂穗披碱草和大针茅的原植物群落发生分异,高强度放牧样地优势种变为矮生嵩草和阴山扁蓿豆,低强度放牧样地变为垂穗披碱草和冷地早熟禾.随放牧强度增加,物种丰富度、重要值和生物量均显著降低.各放牧强度样地重要值的物种序列均可用对数模型进行拟合;随放牧强度增加,植物重要值累积到占整个群落重要值50%时,需要的物种数降低.土壤速效P、速效K、紧实度、含水量、稳定入渗速率和大团聚体指标随放牧强度显著变化,但变化规律不一致.CCA排序表明,土壤紧实度是放牧作用下影响群落物种分布格局的最关键因子.方差分解表明,土壤因子共解释群落物种分布变异的30.5%,其中土壤物理性状单独解释群落物种分布的22.8%,对群落物种分布的贡献率最高,主要影响放牧干扰下高寒草甸植物群落物种的分布格局.     

恒湖农场茶叶港草洲枯水期湿地植物与土壤关系及种群生态位分析

湿地植物与土壤关系问题一直就是生态学研究的热点,也是湿地植物种群生态位研究的基础。基于鄱阳湖典型湿地-|恒湖农场茶叶港草洲19个样地20种植物重要值组成的样地-|物种矩阵,用等级聚类分析中的Ward法(离差平方和法)将研究区植物划分为灰化薹草(Carex cinerascens)群落、虉草(Phalaris arundinacea)群落及南荻(Triarrhena lutarioriparia)群落3个群落类型。通过Spearman秩相关分析检验物种多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数H'、物种丰富度指数S和Pielou均匀度指数J)与土壤因子(土壤pH值、电导率、含水量和有机质)的相关性,结果发现研究区植物物种的Shannon-Wiener多样性指数H'、物种丰富度指数S与土壤pH值分别为显著(P0.05)和极显著(P0.01)正相关关系,而与土壤有机质分别达到显著(P0.05)和极显著(P0.01)负相关水平,Pielou均匀度指数J与土壤因子相关性不明显。利用RDA(冗余分析)排序分析研究区植物物种分布与土壤p H值、电导率、含水量、有机质的关系,结果发现土壤pH值、土壤有机质与研究区植物物种分布关系最为密切(P=0.042,0.048),可以看成是关键控制因子。基于对研究区植物物种分布影响较大的土壤pH值及有机质环境因子,将其分别划分为10个梯度等级,分析植物种群生态位。发现研究区优势种灰化薹草、虉草生态位宽度较大,蚊母草(Veronica peregrina)、荇菜(Nymphoides peltata)等生态位宽度较小,生态位重叠值整体保持在较低水平,说明物种在土壤pH值和土壤有机质两个环境梯度上生态位分化明显。     

五大连池火山熔岩台地草本层物种多样性及环境解释

五大连池火山熔岩台地是一种火山地貌, 研究熔岩台地草本物种分布及其环境解释, 对认识火山原生演替过程中植物群落空间格局形成及适应机制具有重要意义。本文以五大连池熔岩台地的草本物种为研究对象, 调查了苔藓、草本、灌丛、阔叶林和针阔混交林等不同植被类型中的草本层样方, 并测定样方中的土壤养分和水分等状况, 采用多样性指数、优势度指数、均匀度指数、物种丰富度评价草本层物种多样性, 通过典范对应分析方法研究了群落组成与土壤因子的关系。结果表明: (1)熔岩台地草本层物种丰富, 共56种, 占本研究调查区总物种数的82.35%, 草本样地的草本层物种多样性、优势度和均匀性高于其他植被类型。(2)熔岩台地土壤pH值对群落草本层物种丰富度和物种个体的空间分布均有较大影响。(3)土壤因子解释了群落分布的79.39%, 其中土壤pH值、速效磷、硝态氮、铵态氮所占的解释量比较大。(4)岩败酱(Patrinia rupestris)、万年蒿(Artemisia sacrorum)、硬质早熟禾(Poa sphondylodes)和中华苦荬菜(Ixeris chinensis)对环境要求较低, 能够适应熔岩台地土壤贫瘠恶劣的环境。熔岩台地不同植被类型表现出对环境资源的特定需求, 熔岩地貌导致了土壤pH值、养分、水分的差异, 并影响植物群落的分布。     

黄河首曲湿地植物群落生产力、物种多样性及其与生境的关系

近年来，在气候变化与人为干扰等因素的驱动下，高寒湿地退化导致生物多样性的丧失如何影响生态系统功能尚无共识。以黄河首曲高寒湿地为研究对象，基于野外采样数据和植物群落多样性指数，重点分析植物物种多样性、地上生物量空间分布格局及其与土壤因子关系。结果表明：首曲湿地存在一定程度退化，植物群落组成主要集中在菊科和禾本科，莎草科和豆科植物较少；植物群落物种多样性和地上生物量未表现出显著的经纬度和海拔梯度变化；Patrick丰富度指数(R)和Shannon-Weiner多样性指数(H)与地上生物量呈显著正相关，说明保护区植物多样性的保护有利于生产力维持；土壤含水量影响着高寒湿地植被群落结构，与多样性指数呈显著相关性，是高寒湿地植被恢复和重建的关键性因子。该研究结果对于认识黄河首曲高寒湿地植物生物量和物种多样性及土壤因子的空间分异规律具有一定的参考价值，同时为高寒湿地退化生态系统功能的恢复及生物多样性的保护提供科学依据。     

洪河自然保护区典型湿地植物群落组成及物种多样性梯度变化

以洪河自然保护区两类典型湿地——河漫滩湿地与碟形洼地湿地的植物群落为研究对象,探讨其物种组成及物种多样性的梯度变化规律。结果表明,由沼泽至岛状林的梯度上:(1)各群落建群种、优势种和伴生种的种类及其优势度,地表覆盖藓类等组成特征均变化明显;(2)群落的物种丰富度呈逐渐增加格局,丰富度指数分别为26、41、51、68和82;(3)群落的α多样性的变化格局与丰富度格局不太一致,Shannon-Wiener多样性与Pielou均匀度的变化格局基本一致,呈不规则"N"型格局,Simpson优势度的变化格局正好与它们相反,呈不规则倒"N"型格局;上述格局的两个"拐点"出现在沼泽化草甸群落和湿草甸群落中;(4)群落的β多样性——相异性系数和Cody指数均呈先降后升的格局,二者的最小值出现在沼泽化草甸群落和湿草甸群落之间,最大值出现在灌丛草甸和岛状林群落之间;研究认为,典型湿地植物群落物种组成和物种丰富度的梯度变化主要于生境的变化有关,α多样性的变化格局主要与生境的变化和优势种的生物学特性有关,β多样性的格局的原因比较复杂,尚需进一步探讨。     

山西灵空山小蛇沟林下草本层植物群落梯度分析及环境解释

通过对山西灵空山小蛇沟集水区的林下草本层植物群落进行调查和多元分析——TWINSPAN分类、典范对应分析(CCA)与生境、生物因素变量分离, 探讨林分水平上草本层物种分布与环境因子之间的关系。结果如下: 1) TWINSPAN将26个调查样方划分为6种群落类型: 以辽东栎(Quercus wutaishanica)为主的辽东栎-油松(Pinus tabulaeformis)林型、辽东栎杂木林型、辽东栎林型、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林型、油松林和阔叶油松林型、油松-辽东栎均匀混交林型, 体现了该地区地带性植被类型为暖温带森林的特点。2)群落类型的划分与CCA的结果相吻合, 主要反映了CCA排序第一、二轴的环境梯度, CCA排序轴第一轴突出反映了林分类型与土壤养分梯度, 第二排序轴与坡度、坡位显著相关。Monte Carlo检验结果表明, 林分类型、土壤养分和坡度是影响小蛇沟集水区内林下草本物种分异的最主要的环境因子。3)生境因子与生物因子解释了物种格局变化的42.9%, 其中生境因子占31.8%, 生物因子占7.9%, 生境因子与生物因子交互作用解释部分占3.2%。良好的环境解释反映了调查取样和环境因子选取的合理性。对于50%以上未能被解释的变异部分, 可能归咎于未被选取的因子如干扰或者随机过程。4)在海拔梯度较小的山区, 坡向等小地形因子能较好地指示局部生境的小气候条件, 对林下植物的分布有较好的解释力。     

山西太岳山脱皮榆群落的生态梯度分析及环境解释

为了解释山西太岳山脱皮榆(Ulmus lamellosa)群落中物种的分布情况与该群落环境因子之间的相互关系,采用TWINSPAN数量分类和典范对应分析(CCA)与环境因子的变量分离进行讨论。结果表明,TWINSPAN将60个调查样方划分为7种群丛类型,体现了该脱皮榆群落主要以乔木脱皮榆和草本披针叶苔草(Carex lanceolata)为优势种。7种群丛类型与CCA排序结果一致,CCA排序第1轴主要体现了坡位和海拔;坡向与第2排序轴存在显著相关性。Monte Carlo检验结果表明,影响脱皮榆群落物种分布最主要的环境因子是海拔。在环境分离变量解释方面,环境因子解释了39.60%,空间因子解释了7.95%,空间因子与环境因子交互作用解释部分占10.89%。而其中不能解释的部分占41.56%。在该研究区,海拔对植物的分布有较好的解释力,其次是坡位和坡向。     

广佛地区典型湿地类型植物多样性与土壤因子的关系

为了解土壤影响湿地植物多样性的主要因子,在广佛地区9大湿地类型选取18个样地作为研究对象,通过样方调查以及内业试验获得湿地群落物种组成分布、植物多样性、土壤状况等数据,运用方差分析、典范冗余分析(RDA)、典范对应分析(CCA)对群落分布、植物多样性与土壤因子之间的相关性进行分析。经实地调查,统计出湿地植物312种,隶属90科198属,以禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae)、菊科(Compositae)等为优势科。草本植物占绝对优势,占79.17%。主成分评价结果表明, 近海及海岸湿地土壤养分水平较高。RDA排序分析结果表明土壤因子对植物多样性影响较大的指标是土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮;CCA排序结果表明土壤环境因子对湿地草本植物群落分布主要影响因子为pH、速效钾、有效磷。各研究结果表明,湿地生态系统比陆地生态系统更为复杂和脆弱,植物群落与土壤环境因子之间的关系也更为复杂,湿地植被的分布格局、群落多样性、群落结构和土壤条件及其相互关系受到人为干扰的类型和强度影响更加明显。     

长白山苔原草本植物入侵与土壤环境的关系

在对长白山高山苔原西坡样带内132个样方进行植被调查和土壤取样分析的基础上,应用冗余分析(RDA)和典型相关分析方法,探讨了草本植物入侵苔原带程度与苔原土理化性质及环境之间的关系。研究表明,长白山苔原带西坡草本入侵程度区域差异明显,可分为5个不同的入侵等级;海拔、坡度、全钾含量、粘粒含量、有机质含量等10种土壤环境因子与草本植物入侵程度明显相关。RDA分析表明土壤环境因子能解释93%的植物物种多度信息,影响草本植物入侵的主要土壤因子是有机质含量,粘粒含量和坡度;第一对典型变量说明有机质含量与牛皮杜鹃多度正相关,与大白花地榆多度负相关,粘粒含量则相反;第二对典型变量说明海拔、速效氮含量与笃斯越桔、长白老鹳草多度呈负相关。长白山苔原带西坡草本植物在空间分布上是离散的,呈斑块状。可见,草本植物入侵,对生境是有所选择的。土壤有机质含量与灌木多度呈正相关,说明在草本入侵过程中,土壤有机质含量会减少;或者有机质含量减少的地方,灌木生长退化,草本由此开始侵入定植。     

The Importance of Phytogenic Mounds (Nebkhas) for Restoration of Arid Degraded Rangelands in Northern Sinai

Abstract Natural accumulation of wind‐borne sediments within or around the canopies of plants plays an important role in the ecological and evolutionary dynamics of many coastal and desert ecosystems. The formation of such phytogenic mounds (nebkhas) creates patches that can strongly influence the spatial distribution of plant and soil resources. In land restoration of arid and semiarid environments it is important to study the potential role of such biological patchiness that may provide sites for coexistence of species with different life and growth forms. Our main objective was to test whether the nebkhas of a leguminous shrub, Retama raetam (white broom), promote restoration of herbaceous vegetation and soil in the degraded rangelands of northern Sinai. Vegetation and microclimatic and edaphic characteristics within the nebkhas, as well as within internebkha spaces, were compared for ungrazed and grazed sites. Abundance and richness of herbaceous plants were positively related to nebkha area, which explained more of the variance of abundance and richness in the grazed site than in the ungrazed one. Protection from grazing, especially on nebkhas, was associated with an increase in abundance and richness of herbaceous plants, improved soil microclimate, and increased soil fine particles and nutrient concentrations. The results suggest that management (in casu protection from grazing) of nebkhas of woody perennial shrubs changes rangeland conditions and improves the resource regulatory processes. Furthermore, nebkhas of unpalatable plants have the potential to preserve plant diversity in overgrazed plant communities, because they are effective in capturing and retaining water, soil materials, and propagules within and from nearby areas, resources that would otherwise be lost.     

上海大金山岛植被功能组成对草本植物、土壤动物和细菌多样性的影响

揭示植物群落对土壤动物和微生物多样性的上行调控效应有助于理解不同营养级生物多样性的维持机制。以往的研究主要集中在植物物种多样性对土壤动物和微生物多样性的影响,而关于植被功能组成自下而上的影响研究较少。以上海大金山岛13个植物群落为对象,在分析落叶木本植物占比与树木和草本物种多样性,以及土壤动物和细菌多样性的关系基础上,利用结构方程模型区分了落叶木本植物占比对土壤动物和细菌多样性的直接与间接影响效应。结果显示：落叶木本植物占比不仅分别对草本物种多样性和土壤动物多样性分别产生直接正效应和负效应（P<0.01;P<0.05）,也会通过草本物种的级联效应间接的降低地下土壤细菌多样性（P<0.10）。然而,木本植物多样性仅与草本物种多样性显著正关联（P<0.10）,与土壤动物和细菌多样性无显著关联（P>0.10）。该研究结果表明,相较于木本植物多样性,落叶植物占比在中亚热带北缘森林生态系统不同营养级生物多样性维持格局中扮演着更为重要的角色。     

黄土高原蓝藻和藓类生物结皮对草本植物多样性及生物量的影响

生物结皮在干旱和半干旱气候区占据了广阔的生态位，深刻影响草本植物的空间格局，但其影响程度和作用途径目前仍存有争议。分别以黄土高原风沙土和黄绵土上的蓝藻结皮和藓结皮为对象，以无结皮为对照，通过样方法调查并测定了生物结皮与无结皮样地中草本植物的多样性和生物量，继而结合灰色关联分析和结构方程模型，对比分析了两类生物结皮对草本植物多样性和生物量的影响程度及作用途径。结果表明：（1）风沙土上，无结皮样地的优势科为禾本科和菊科，蓝藻结皮样地的优势科为藜科，藓结皮样地的优势科为禾本科，而黄绵土上无结皮样地的优势科为菊科、禾本科和豆科，蓝藻结皮样地的优势科与无结皮相似，藓结皮样地的优势科为禾本科和菊科；（2）与无结皮相比，风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中多年生草本的株数分别增加了30%和16%，而黄绵土上两类生物结皮样地中多年生草本株数则分别增加了44%和减少了46%；（3）与无结皮相比，风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中草本植物的Patrick和Shannon指数分别降低了1.0、0.2和3.4、0.5；而黄绵土上蓝藻结皮和藓结皮样地中两种多样性指数分别降低了4.8、0.2和4.2、0.4；（4）风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地的草本植物生物量比无结皮减少了111.5 g/m²和145.0 g/m²，而在黄绵土上则分别减少了127.8 g/m²和172.2 g/m²；（5）灰色关联分析显示，土壤穿透阻力对草本植物的多样性影响最大（关联系数分别为0.960和0.996），而NH₄⁺-N和NO₃^--N含量对草本植物的生物量影响最大（两种土壤上关联系数分别为0.727和0.752）。综上，黄土高原生物结皮显著降低了草本植物的多样性和生物量，其途径为通过增加土壤穿透阻力以降低草本植物的种子萌发几率并限制幼苗根系伸展，同时通过土壤氮竞争限制了草本植物生长。     

天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系

为探讨天山中段南坡巴伦台植物群落物种多样性随海拔梯度的分布特征及其与土壤环境因子的关系,该研究采用野外调查的方法,在和静县巴伦台地区海拔范围内设置34个样地进行了植物多样性和土壤因子的调查及室内指标的统计分析。结果表明:(1)研究区共调查到30科75属134种植物,草本层为主要优势层。不同海拔高度上土壤理化指标具有异质性,土壤含水量、全盐、有机质、全氮、全钾、有效氮和有效钾差异性显著(P<0.05),其中除全钾以外,其他土壤因子的含量均表现为中海拔大于低、高海拔区域。随海拔的升高,植物群落在低、高海拔段Pielou均匀度指数较高; 灌木层物种Patrick丰富度指数较低; 草本层物种Shannon-Wiener指数、Simpson指数随海拔升高先增加后减小。(2)RDA分析表明,影响植物群落物种多样性的主要环境因子是海拔、土壤含水量、全盐、有机质、全氮和有效氮。海拔作为主导因子,与草本层各物种多样性指数呈正相关,与灌木层各物种多样性指数呈负相关关系; 全盐是抑制植物群落总体物种Simpson指数的主要土壤因子; 氮元素一定程度上限制灌木、半灌木物种的生长。该研究结果表明土壤因子对不同生活型物种多样性的形成具有一定的筛选作用及不同物种对环境变化的适应策略不同。