景观历史对物种多样性的影响: 以内蒙古伊敏露天煤矿为例

矿产开采等人类活动极大地改变着生态环境和景观格局, 景观变化又是导致区域和全球物种多样性丧失的主要原因之一。然而, 物种多样性对周边景观变化响应的时间尺度问题往往被人们忽略。作者以内蒙古草原区伊敏露天煤矿为例, 从物种和功能群两个层次上, 探讨了不同的空间范围(1 km、2 km、3 km、4 km、6 km、8 km、10 km)内在不同时期(1975年、1990年、2000年、2010年)的景观格局(景观优势度指数、生境综合连接度指数和生境连接度概率指数)与生物多样性之间的关系。结果显示: 当前物种多样性与开矿前和开矿初期周边景观格局之间的相关性更高, 而且与4–8 km缓冲区范围内景观格局之间的关系更加密切。不同功能群物种丰富度与景观格局之间的关系不同, 其中, 多年生根茎禾草物种丰富度和当前小尺度(1–3 km)景观格局之间呈显著相关; 多年生杂类草和开矿前和开矿初期大尺度(4–10 km)景观格局之间相关显著; 多年生丛生禾草与景观格局的相关性并未达到显著水平, 但是随着空间尺度的增加出现单峰趋势, 在6 km范围上最高; 灌木、半灌木与景观格局的相关关系随着空间尺度的增加而增加; 一二年生草本与景观格局的相关性始终最低。为此, 本文得出如下结论: (1)物种多样性对周边景观格局变化的响应存在一定时间的滞后, 人类当前不合理的土地利用方式可能引起未来一段时间内该地区一些物种的消失; (2)区域种库决定小尺度物种多样性的大小, 研究区4–8 km范围内具有连通性的生境斑块是主要的种库资源; (3)植物的繁殖策略及种子传播方式是破碎化生境中物种多样性维持的重要机制。     

不同坡位植被分异及土壤效应——以内蒙古短花针茅草原为例

在内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原分布区选择赛汉、化德、准格尔3个典型样地, 在各样地沿坡面设置3条样线进行植被调查和土壤分析, 并采用聚类分析、二项式检验、差异显著性检验、典范对应分析、Pearson相关性分析等一系列统计学方法, 探讨了坡位对植被格局的影响及土壤效应。结果表明: (1)坡位导致缓丘上部坡面和下部坡面植被类型明显分异, 且以群落复合体的形式出现, 上部坡面发育的是该区气候顶级群落, 下部坡面发育的为地形群落; (2)坡位影响了物种沿坡面的分布格局, 主要体现在建群种及部分优势种上; (3)坡位导致上部坡面和下部坡面生产力的差异, 且下部坡面的生产力高于上部坡面, 形成2个不同的功能区域; (4)坡位通过地貌过程和起伏变化, 外加风蚀、水蚀影响, 严重改变了表层土(尤其是0-5 cm)的土壤特征, 从而在极小的范围内形成了非常明显的生境异质性, 提供了多样化的生存环境, 为局域范围内生物多样性的形成与维持提供了一种重要机制; (5)坡位导致植被分异的土壤效应主要是表层土(尤其是0-5 cm)土壤机械组成的差异, 生产力沿坡面的分异主要来源于土壤含水量。开展坡位对植被分布格局的影响将为植被分类、植被制图学科的发展提供理论依据, 并为植被资源的合理规划和利用以及开展植被保护与各种生态恢复工程提供科学依据和现实指导意义。     

一种植物叶片的解剖结构显微测量新方法

通过传统的双重染色法用短花针茅(Stipa Breviflora)叶片制作石蜡切片,采用地理信息系统GIS技术中的ArcGIS图像处理软件对切片进行矢量化,并对切片结构数据进行统计。此方法操作灵活,测量精确,有效的解决了不规则面积测量和计算的问题,减少了人为误差,可单独保存和再次读取,因此在显微测量中提供了新的技术。     

呼和浩特市不同土地利用/覆盖类型对杨树春季物候的影响

城市化引起土地利用方式的变化,在局地、区域以及全球尺度上对环境造成了极为深刻的影响。局地尺度上,大面积的不透水地面以及较少的植被覆盖格局已经导致城郊物候的差异。在内蒙古呼和浩特城区选取新疆杨、青杨和毛白杨作为观测树种,通过定点定株的春季物候及温度的观测,探讨城市土地利用/覆盖对植物物候的影响。结果表明:1)各物候期发生当月(即4月)的平均气温、≥5℃积温、最低气温与各物候期之间呈显著负相关,而日平均最高气温与各物候期之间呈显著正相关。2)在4种不同的土地利用/覆盖类型中,绿地及裸土壤面积与4—6月的月平均气温、平均最低气温及≥5℃积温之间呈显著负相关,不透水面面积与各温度之间呈显著正相关。3)绿地及水体面积与展叶始期呈现显著负相关,而不透水面面积与展叶始期之间呈现显著正相关。研究表明,不同的土地利用/覆盖格局下,其温度之间存在差异,土地利用/覆盖显著地影响着温度的变化,进而影响了植物的春季物候。