放牧与封育对沙质草地植被特征及其空间变异性的影响

采用经典统计和地统计学的方法,定量分析了放牧与封育沙质草地植被盖度、丰富度、平均高度、密度和Shannon-Wiener指数的变化及其对植被空间结构特征的影响。结果表明:封育沙质草地植被盖度、平均高度和Shannon-Wiener指数显著大于放牧草地(P<0.01),但两者丰富度变化不显著(P>0.05)。封育草地与放牧草地植被盖度、丰富度和Shannon-Wiener指数的变异系数分别为14.3%,24.4%,13.5%和17.8%,25.7%,21.7%,前者小于后者。在本研究尺度上,封育沙质草地植被盖度以及封育与放牧草地植被密度的空间变异规律均能较好地拟合成球状模型,封育沙质草地植被丰富度和Shannon-Wiener指数以及放牧草地植被盖度、丰富度和Shannon-Wie-ner指数的空间变异规律均能较好地拟合成指数模型。封育与放牧草地植被盖度、丰富度、密度和Shannon-Wiener指数的空间自相关度C/(Co C)分别为70.7%,56.5%,51.0%,68.7%和50.1%,73.3%,70.0%,68.9%,表明封育与放牧草地各变量均具有中等的空间相关性。封育草地所有变量半方差函数值均小于放牧草地。封育草地和放牧草地的植被盖度、丰富度、Shannon-Wiener指数变程分别是36.73 m,85.02 m,161.91 m和24.98 m,5.64 m,51.78m,前者大于后者。放牧草地植被的空间变异性强、破碎化程度高,封育草地植被的空间依赖性强、变异性弱。     

不同强度放牧后沙质草场土壤微生物的分布特征

本文通过对科尔沁沙质草场不同强度放牧后围栏封育过程中表层(0-5cm)和亚表层(5-15cm)土壤微生物及土壤因子的研究表明:不同放牧强度围栏内,土壤微生物总数表现出:轻牧区>中牧区>对照区>重牧区>自由放牧区,11年的围栏封育不能使不同放牧强度下的沙质草场恢复到相同水平;亚表层土壤的细菌、真菌和放线菌数量、pH、电导率和含水量均大于表层土壤。轻牧和中牧有利于微生物各类群的生长繁殖,过度放牧会抑制微生物的活动,一直自由放牧则会严重破坏沙质草场表层土壤,使其微生物数量和土壤含水量减少,土壤碱性增强。     

旱作农田改为水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响

为了了解旱作农田改作水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响,2008-2009年在科尔沁沙地奈曼旗调查比较了灌溉农田与旱作农田土壤节肢动物群落结构和多样性的差异,分析了其成因。研究结果表明:1)旱作农田改为水浇地后,土壤节肢动物群落组成和种群密度分别由4目12科和35.2只/m2增加到5目15科和83.2只/m2,Shannon多样性、均匀度和优势度指数也分别增加了4.2%、16.9%和11.8%;2)旱作农田改为水浇地后,有5个类群因不适应农田灌溉而消失,有8个新的类群侵入,优势类群由拟步甲科更替为蚁科,亚优势类群由叩甲科和蚁科更替为皿蛛科和蚁甲科,群落发生演替;3)群落中捕食性和杂食性类群比重分别由20.8%和15.4%增至40.0%和26.7%,植食性类群比重由30.8%降至20.0%,群落中捕食性和杂食性密度比重分别由18.2%和18.2%增至30.8%和51.9%,植食性动物密度比重由54.5%降至9.6%;4)土壤动物类群数、密度、多样性和均匀度指数均与土壤机械组成、土壤水分、有机质、全氮、全磷含量呈正相关,与土壤温度和pH值呈负相关。这些结果说明,旱作农田改为水浇地可以增加土壤节肢动物群落多样性和种群数量,改变群落功能群结构,降低土壤节肢动物对作物危害的风险,其作用机制主要源于灌溉可以明显改善土壤质地、水热条件和土壤养分状况,特别是土壤有机质和pH的变化。     

科尔沁沙质草地物种多样性与生产力的关系

在地处我国北方农牧交错带的科尔沁沙地,对6个典型生境类型的沙质草地(流动沙丘、半流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、干草甸和湿草甸)的17个植物群落进行取样调查,分析草地群落多样性与生产力的关系.结果表明:沙质草地的环境梯度从贫瘠到丰富的生境变化时,17个沙质草地群落类型的物种丰富度、均匀度、多样性和凋落物与生产力关系的趋势模拟均呈单峰型函数关系,说明在沙质草地中等生产力水平时,物种多样性最高、凋落物最多.科尔沁沙地由于长期的土地沙漠化,植被出现了不同程度的受损和退化,物种多样性与生产力的变化及其二者的关系,与异质性生境中生境资源限制和长期人类干扰的共同影响有关.     

黑河中游沙质荒漠地面节肢动物群落组成及多样性季节变异

地面节肢动物是荒漠生态系统的重要组分之一,在维持荒漠生态系统的结构与功能方面起着关键作用.但至今尚缺乏对黑河中游沙质荒漠地面节肢动物群落组成及多样性季节变异规律的研究.文中以黑河中游沙质荒漠生态系统为研究对象,在5月上旬、7月和9月中旬三个典型时期采用陷阱法对地面节肢动物群落进行了系统调查,并利用多元方差分析和群落排序等方法定量研究了沙质荒漠地面节肢动物群落的季节变异规律.主要结果如下:(1)黑河中游沙质荒漠生态系统主要的地面节肢动物群落存在明显的季节变异,7月和9月地面节肢动物群落较为相似.(2)从5月到9月,地面节忮动物群落活动密度逐渐降低,而均匀度指数逐渐增加;地面节肢动物类群丰富度和多样性指数变化规律接近,7月和9月显著高于5月,优势度指数变化规律刚好相反.(3)不同地面节肢动物类群的季节变异规律不同.如从5月到9月拟步甲科活动密度逐渐降低,蚁科活动密度在7月显著高于9月,而9月蚁科的活动密度又显著高于5月.     

退化沙质草地植被与土壤分布特征及相关分析

对科尔沁退化沙质草地的植被与土壤的分布特征及两者的相关性进行了研究。结果表明 ,退化沙质草地土壤养分含量贫瘠 ,土壤性质已经高度异质化 ;植被盖度低 ,物种较为贫乏 ;植被与其着生的土壤基质之间关系密切 ,是一个相互作用 ,相互影响的统一系统。要恢复退化生态系统 ,首先要恢复退化草地的植被 ,通过植被—土壤相互作用 ,土壤肥力可得到提高。     

农田土壤特性的空间变异性及分形特征

对24 m×24 m面积内的49个观测点进行了土壤含水量和坚实度的空间变异性研究.根据测定结果,用经典统计方法计算了均值、标准差、变异系数等统计特征值,认为该法不能定量的描述土壤特性的空间变异性.于是,用分形理论计算了含水量与坚实度的分形维数.结果表明,在一定范围内,土壤具有分形特征,分形维数可表示土壤特性在空间的不均一程度.     

陕西关中灌区冬小麦田杂草群落特征及种群多样性

采用倒置"W"9点取样法对陕西关中冬小麦田杂草进行调查,分析麦田杂草的种类组成、出苗规律和群落结构.结果表明,关中灌区小麦田杂草有15种,隶属15属8科,形成播娘蒿+荠菜+婆婆纳+猪殃殃+节节麦+野燕麦+麦家公为主的杂草群落,在这个群落中发生优势度大的杂草为播娘蒿、荠菜、婆婆纳、猪殃殃、节节麦.这些杂草在小麦3～4叶期...     

深翻和秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性的影响

为探究深翻及秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性的影响,本研究主要采用Biolog-Eco微平板法,分析了常规耕作(CT)、秸秆浅混(SCT,耕作深度15 cm)、深翻(ST,耕作深度35 cm)、秸秆深混(SST,耕作深度35 cm)4个处理0～15 cm和15～35 cm土层的土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明：在0～15 cm和15～35 cm土层,与CT相比,SCT和SST处理可以显著提高土壤微生物对碳源的利用,不同处理下微生物对碳源利用程度随时间的延长而增加,并且糖类、氨基酸类、多聚物类和羧酸类碳源依次为微生物代谢最主要的碳源。不同处理对Shannon指数与Simpson指数没有显著影响,但与CT相比,ST显著增加了0～15 cm的Mclntosh指数。主成分分析表明,各处理的微生物群落代谢功能在有秸秆还田和无秸秆还田之间存在差异。与CT相比,15～35 cm土层DOC、MBC和MBN含量在SST处理下分别显著增加了17.25%、50.00%和168.10%。另外SEM模型显示,深翻处理可以通过土壤DOC含量的变化影响土壤Mclntosh指数。     

古尔班通古特沙漠白梭梭群落林下层物种多样性的空间分异

以野外样方调查数据为基础,采用重要值计算了多样性指数、均匀度指数、丰富度指数、优势度指数,对古尔班通古特沙漠南缘至腹地白梭梭群落林下植被的物种多样性进行了研究。结果表明:受降水梯度的影响,从南缘至腹地植被盖度变化范围在14%～36%,除南缘取样点(S1)受人类扰动较大,盖度有些波动外,总体呈现明显的下降趋势。但植株种群密度差异较小,初步推断,植被盖度的差异主要是由植株个体大小造成的,而不是植株种群密度。南缘至腹地,各样地的多样性指数、均匀度指数、丰富度指数均表现为先减后增的变化趋势,优势度指数变化趋势则与之相反。各指数的变化范围:物种数在5.9～11.4种/m2,多样性指数变化范围在1.0340～2.0971,各样地均匀度指数在0.6068～0.8760,优势度指数为0.2767～0.6643。距沙漠南缘6.57km处是物种多样性的一个重要转折点,是物种多样性较不丰富的地带。同时,对白梭梭群落林下植被在1m×1m,20m×20m,100m×100m三种尺度下,南缘到腹地植物物种数的变化分析得出,在100m2尺度以下,白梭梭群落林下植被的物种多样性随空间尺度的增大而增大。     

围栏封育对新疆山地退化草原植物群落特征的影响

围栏封育作为一种有效的退化草原管理措施,近年来在我国退化草原恢复中得到极为广泛的应用。以新疆巴里坤县退化温性荒漠草原为研究对象,通过连续4 a围栏封育样地和自由放牧样地的植被调查资料,对比分析围栏封育样地和自由放牧样地的植被群落组成和地上生物量的动态特征。结果表明:(1)通过围栏封育措施,退化草原的物种多样性和群落生态优势度与自由放牧样地相比略有提高,群落均匀度略有降低,但通过t检验,差异均未达到显著水平(P0.05)。(2)随着封育措施的实施,总体上草原群落优势种为沙生针茅和伊犁绢蒿,反映出西部内陆半干旱地区温性荒漠草原特有的特征;自由放牧样地,沙生针茅和伊犁绢蒿在群落中的优势地位发生变化。(3)围栏封育措施提高了植物群落的平均高度、地上生物量。随着围封时间的延长,群落地上生物量增加,且显著高于自由放牧区,然而4 a围栏封育并不能使温性荒漠草原产草量达到最高水平,也不能使植物群落的多样性指标与自由放牧样地形成显著差异。     

科尔沁沙地植物演替的生理机制

在科尔沁沙地选择处于不同演替阶段的几种优势植物，通过测定干旱高温处理下植物形态变化和生理反应，分析讨论了植物生理抗逆性差异及其与植物演替的关系。结果表明，固定沙地上的狗尾草、白草在胁迫过程中叶片萎蔫，复水后恢复生长，其保护酶对胁迫反应快，可溶性粮、游离脯氨氨酸含量增加，是一真正的生理抗逆植物，半固定沙地上的差巴嘎蒿在胁控过程中叶发黄，但在复水后能恢复生长，这与其在胁迫过程中游离脯氨酸含量增加，维持叶渗透压减少水分过度丧失有关，半固定沙地芒苇在胁迫过程中叶干枯死亡，原因是其细胞保护酶反应迟钝，积累的氧自由基引起膜脂过氧化作用伤害了膜系统，在干旱高温胁迫下，流动沙地上的沙米和欧亚旋覆花植株迅速脱水死亡，而细胞内膜脂过氧化作用强烈引起细胞膜严重受损是其死亡的主要原因，这说明，在生境从固这一沙地向流动沙地演变过程中，不同植物抗逆性的差异在植被演替序列中起重要作用，植物演替的生理机制是从较为抗旱到较为不抗旱，从生理抗旱向躲避干旱发展。     

荒漠草原地区不同载畜率对功能群特征及其多样性的影响

采用随机区组试验研究了内蒙古高原荒漠草原亚带短花针茅(Stipa breviflora)草原群落不同载畜率对草原功能群特征及其多样性的影响,结果表明:不同载畜率水平下,功能群组成结构没有改变,功能群内物种组成及其群落学特征随着载畜率的增加发生了相应的变化。灌木类和多年生禾草特性比较稳定,多年生杂类草随着载畜率的增加物种组成下降幅度较大,使得群落结构和组成随载畜率的增加趋于简单化。丰富度指数和多样性指数重牧区最低,均匀度变化有所不同,因为中度放牧提高草地群落的植物多样性,更主要地是通过改变群落物种均匀性来实现的。     

科尔沁沙地乌兰敖都地区荒漠化动态监测

利用科尔沁沙地乌兰敖都荒漠化试验站的监测资料,从植被、土壤、水分、气象和沙尘暴等方面分析了乌兰敖都地区的荒漠化发展动态.结果表明:近10年内气温有暖温化趋势,但灾害天气没有明显增加;流动沙丘侵蚀最严重,沙丘平均移动速率为2.2 m/a;人工植被发展良好,但原生草场的可持续发展能力有所下降;地下水位没有明显下降趋势.目前,科尔沁沙地乌兰敖都地区土地荒漠化呈逆转趋势,整体环境有所改善.     

科尔沁沙地沙丘植被发育过程及物种组成变化

以处于流动沙地、半固定沙地、固定沙地等阶段的群落样地为对象 ,研究了沙地植被发育过程群落物种组成的变化。研究结果表明 ,从流动沙地到半固定沙地、再到固定沙地 ,每一阶段对应着典型的群落类型 ,每一群落类型优势种的作用明显。植被发育过程物种丰富度、Shannon Wiener指数、生活型结构和科属组成的变化 ,都表明了植被发育程度的提高和群落生态功能的恢复。禾本科植物在群落中的地位和作用不断上升 ,植被的草原成分增加 ,草地质量改善和提高。     

放牧和封育条件下科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落土壤种子库特征

以科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落为研究对象,对比分析了放牧干扰和不同封育年限下土壤种子库特征。结果表明:①放牧和封育样地土壤种子库均以一年生植物为主,物种丰富度没有明显差异;②放牧样地土壤种子库密度为(3 475±519)粒/m2,封育6年和封育12年样地土壤种子库密度分别为(20 241±1 714)粒/m2和(28 777±3 946)粒/m2,显著高于放牧样地;③Shannon-W iener多样性指数、S impson多样性指数和P ielou均匀度指数在放牧样地分别为1.36,0.68和0.56,并随着封育年限的增加而降低;④放牧和封育样地土壤种子库主要分布于0~2 cm的土壤表层,封育样地各层的种子库密度均显著高于放牧样地;⑤放牧和封育样地土壤种子库均为聚集分布,但放牧样地种子库的空间异质性高于封育样地。     

科尔沁沙地翁牛特旗气温的非对称变化分析

分析科尔沁沙地内蒙古翁牛特旗1957年以来逐月平均气温、平均最低气温、平均最高气温.结果表明:翁牛特旗近50年平均气温、日最高气温、日最低气温随时间均呈增加态势;日最低气温的增加量是日最高气温的11倍;1月最低气温的线性增加率为8.77 ℃/100 a,7月最高气温的线性增加率为3.12 ℃/100 a,其结果导致日较差减少;20世纪80年代后期年平均气温、日最高气温、日最低气温显著升高.