青藏高原东部植物种子萌发能力与其在群落中相对多度的关系

不同演替阶段的群落中植物幼苗建植特性以及幼苗建植时所处的环境都会有所不同.这些差异可能会导致种子萌发率与物种多度之间的关系随着群落的演替阶段而发生改变.目前关于不同类型群落中以及同一类型群落的不同演替阶段物种多度和种子萌发能力之间的关系的研究较少.本研究以全面收集的青藏高原东缘3种常见次生植被(鼢鼠土丘群落、人工草地群落和弃耕地群落)中植物种子为基础,沿着群落演替梯度来探明种子萌发和物种多度之间的关系.通过对结果的线性回归分析发现:在鼢鼠土丘群落和人工草地群落中,种子萌发率和物种多度之间无显著相关性;而在弃耕地群落中,种子萌发率和物种多度之间的关系有随着群落的演替呈现由正相关向负相关转变的趋势.     

黄土高原北部紫花苜蓿草地退化过程与植物多样性研究

以陕西省神木县六道沟小流域为研究区域,探讨了黄土高原北部紫花苜蓿人工草地退化过程中植物多样性的变化.结果表明,在黄土高原北部森林草原气候区,紫花苜蓿人工草地的退化演替过程可以划分为3个阶段:紫花苜蓿草地阶段(1～6年)、人工草地向天然草地演替的过渡阶段(6～10年)与长芒草次生天然草地阶段(10年以上).在1～30年的演替过程中,调查样方内共出现高等植物32种,分属于13科28属,其中90%以上出现在前6年.植被演替过程中累积出现的植物科属种数的动态变化可以用对数函数进行较好地描述.在群落演替过程中,物种丰富度指数、多样性指数和Pielou均匀度指数的变化趋势基本一致,在演替前期(第1个阶段)增加较快,在第2个阶段(过渡阶段)达到最高,然后有所降低并渐趋稳定.种植紫花苜蓿可显著地加快植被的自然演替进程,这与人工草地水分消耗强烈加速了土壤的旱化过程密切相关.发展人工草地是黄土高原北部加速天然植被恢复与发展畜牧业、增加农民收入的有机结合点,是西部生态环境建设中生态效益与经济效益兼顾的良好范式.     

三种类型草地植物种间关联的测定与比较

植物种间关联的研究,对于进一步确定植物种间关系、揭示群落演替过程中植物种间替代关系的机制、草场退化和人工草地产量下降的原因都有重要意义。本文之所以选取三种类型的草地进行研究主要是考虑到由于一个群落从初期阶段到顶极阶段的演替需要十几年甚至几十年的时间,这样对于演替不同阶段植物种间关联的观测是困难的。故在本文中我们采用     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物群落演替动态研究

 在中国科学院生态中心草原站利用统计方法研究了退化羊草（Leymus chinensis）草原浅耕翻后群落演替规律。通过对18年数据的分析,结果表明：由于过度放牧而退化的羊草草原在浅耕翻处理后群落密度恢复较快,尤其是羊草与处理前相比已有很大变化,从而使群落得到了恢复。群落植物种的多样性、均匀性指数在这18年中均呈抛物线状分布。羊草、冰草（Agropyron michnoi）、变蒿（Artemisia commutata）、黄蒿（A．scoparia）、星毛委陵菜（Ｐotentilla　acaulia）的生物量与多样性指数和均匀性指数有显著的相关性。羊草的相对密度在第五年达到最高水平,然后逐渐下降,自第十五年后羊草的相对密度基本趋于平衡,其重要值呈单峰型曲线。退化羊草草原18年恢复过程可划分为4个阶段：第一阶段（1～3年）为根茎禾草+一、二年生杂类草群落,第二阶段（4～9年）为纯羊草群落 ,第三阶段（10～13年）为羊草+冰草+多年生杂类草过度型群落,第四阶段（14～18年）为羊草+冰草+丛生禾草、多年生杂类草群落。经过处理后18年的恢复演替,退化群落仍未恢复到原生群落,演替将继续进行。     

内蒙古羊草草原不同退化阶段土壤养分与植物功能性状的关系

深入认识植物功能性状的生态学含义, 对于阐明不同自然与人为干扰环境下的群落构建途径, 进一步揭示生态系统服务维持机制具有重要的理论意义。该文以内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原不同退化演替阶段的群落为研究对象, 分析了土壤养分与植物功能性状的变化特征及两者之间的关系。结果表明: (1)退化导致土壤养分含量逐渐减少, 全氮和全磷在未退化的羊草+杂类草群落与严重退化的羊草+冷蒿(Artemisia frigida)群落之间差异显著; (2)随着退化演替的进程, 群落最大高度和叶片碳氮比减小, 群落最大高度在未退化的羊草+杂类草群落与轻度退化的羊草+针茅(Stipa sp.)群落之间差异显著, 碳氮比在未退化的羊草+杂类草群落与严重退化的羊草+冷蒿群落之间差异显著; (3)不同退化演替阶段的群落, 其土壤养分对植物功能性状的影响有所差异。在羊草+针茅群落, 速效氮与群落最大高度、叶片木质素含量和叶片碳氮比均呈显著负相关关系。而在羊草+糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)群落中, 上述3种植物功能性状则表现为均与全磷含量显著正相关; (4)群落植物功能性状之间的关系也因退化阶段不同而有所不同。在轻度退化的羊草+针茅群落中, 叶片木质素含量与其他4个功能性状显著正相关, 叶片碳氮比与群落最大高度、叶干物质含量、木质素含量呈显著正相关关系。在严重退化的羊草+冷蒿群落中, 所有性状均呈极显著正相关关系。表明植物通过功能性状的协调或组合, 以适应贫瘠的土壤环境。上述结果深化了对典型草原退化演替的认识, 对退化草地的恢复与保护具有一定的指导意义。     

施肥对羊草人工草地的影响

本文对不同的施肥时间,不同的品种及不同的施肥量对羊草人工草地的影响效果进行了比较研究,结果总结如下:1.做为一项农业增产措施,施肥在羊草人工草地上是可行的。2.施肥不仅可以增加羊草人工草地的产量,而且可以增加羊草在群落中的密度比。     

江河源区人工草地及"黑土滩"退化草地群落演替与物种多样性动态

研究了“黑土滩”退化草地以及在“黑土滩”上建植的垂穗披碱草人工草地在第2～6年间植物群落演替及物种多样性动态。结果表明：随着演替的发生．两种不同类型草地群落的α多样性指数均呈现单峰变化趋势。人工草地群落的α多样性指数比“黑土滩”退化草地群落的低,建植第4年的人工草地群落和封育4年的“黑土滩”退化草地群落的各指数最高。两种不同类型草地草场质量指数也呈现先降后升的趋势,人工草地群落的草场质量和生物量比“黑土滩”退化草地群落高。从植物的生活型看．一年生植物被多年生植物替代。β多样性的时间动态反映出演替过程中,两种类型的草地群落2龄与5龄、6龄群落间的β多样性低,物种周转率高;2龄与3龄,5龄与6龄群落间的β多样性高．物种周转率低,4龄群落是过渡群落。在时间序列上可分为两个阶段．2～4龄主要是一年生草本的入侵．4～6龄主要是多年生草本的定居。     

甘南山地草原人工草场的演替

 在同一地点选择了1985年和1979年播种的两块垂穗披碱草(Elymus nutans)人工草地,于1986年和1988年进行两次观测。所得结果如下：(1)人工草场建立后就开始逐渐向天然植被恢复;(2)在初期演替速度大于在后期的演替速度;(3)多样性和均匀性随着演替而增大,而群落优势度则随着演替而减小;(4)草场质量随着演替趋于下降,到天然群落阶段又开始恢复。     

松嫩平原羊草草地盐碱化过程

通过野外调查及定位研究,探讨了松嫩平原羊草草地盐碱化发生原因和过程,论证了羊草草地盐碱化过程的土壤“干扰-裸露”假说.松嫩平原羊草草地表层土壤(0～30 cm)盐分含量低,表层以下土壤层盐分含量高, 定义此为土壤盐渍化草地;土壤表层盐分含量增多的过程称为羊草草地盐碱化过程,盐碱化后形成的草地为盐碱化草地或盐生植物群落.羊草草地表层土壤盐分增多的主导原因是原初含盐量低的土壤表层被干扰消失,表层以下富含盐分的土层直接裸露成新地表,深层盐分在新的表层积累,这种积累也表现在其他各层.次生盐生植物群落形成于羊草草地土壤表层被干扰后的裸地上,各盐生植物群落间没有演替序列关系.松嫩平原羊草草地的退化进程为土壤退化在先、植被退化在后,盐生植物侵入并形成群落及后续的演变近于始自原生状态.     

黄土高原半干旱区退化草地恢复与利用过程研究

草地退化表现为土壤和植被遭到彻底破坏,草地演替过程受到强烈抑制.实验采用长期(30年)封禁措施,定位监测退化草地从次生半裸地演变为近似原生植被(进展演替)的变化过程.结果表明,随着封禁时间的变化,退化草地恢复演替经历了4个阶段,群落盖度、植株密度、物种丰富度和多样性指数、地上生物量和地下生物量在草地群落恢复过程中逐渐增加,其特征变化出现的峰值均在封禁第20年(地下生物量峰值在第15年),其中地上生物量最高达520.5 g/m2;直到封禁的第20~25年,以本氏针茅为建群种的草原群落衰败退化现象明显,而大针茅种群密度剧增;在封禁的第26年以上以大针茅为优势的群落生长较为稳定,从目前群落演替进程看,大针茅有替代本氏针茅的趋势.另外,在草原沟道两侧以斑块状聚集分布有中旱生灌木,群落的演替进入了一个新的阶段.随着封禁时间的延续,退化草地从自然封禁恢复的0~26年,通过侵入-竞争-扩散-定居的几个演替阶段,目前形成以大针茅为建群种相对稳定的"亚顶级".虽然草地生物量有一定下降,但草地质量提高,物种多样性丰富,促进草地的进展演替.草地植物群落主要由禾本科、豆科和菊科组成;多年生植物、C3和旱生物种可以作为草地演替过程和植被恢复的指示物种.长期封育对草地物种更新和生态系统稳定性有负面影响,因此,合理的封育时间是草地生态恢复中非常重要的一个因素.本研究提出,在黄土区退化草地封育10~15年后可以开始进行合理的利用,例如通过两年一次刈割和轻度放牧(2只羊/hm2).本研究可为干旱区、半干旱区相似的退化草地恢复提供理论依据.     

羊草草原退化演替中的状态转变和可持续性

生态系统稳定性已经成为研究的热点,对于认识生态系统功能,科学进行生态系统管理提供了重要的理论基础。本文结合内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原放牧退化演替特征,建立了适用于该区的结构-功能状态转变模型,综述了羊草草原放牧退化演替过程中出现的几种草地生态系统状态及其相互之间的转变条件及特征,并阐述了该区草地生态系统的不稳定性和利用方式的不合理性。由状态转变模型可知,内蒙古羊草草原退化演替过程中出现了4种不同退化状态,其中,不退化的羊草+杂类草、轻度退化的羊草+针茅和中度退化的羊草+糙隐子草3种群落具有相似的环境特征,且这3种状态之间既可正向也可负向相互转化。但是,当草地进一步退化到冷蒿群落时,群落结构和功能将会发生较大的变化,且环境条件也严重恶化。因此,冷蒿群落的恢复,可能无法完成向前一个状态糙隐子草群落的演替,而是出现一种新的功能较低的群落类型。     

内蒙古羊草草原不同退化阶段土壤养分与植物功能性状的关系北大核心CSCD

深入认识植物功能性状的生态学含义,对于阐明不同自然与人为干扰环境下的群落构建途径,进一步揭示生态系统服务维持机制具有重要的理论意义。该文以内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原不同退化演替阶段的群落为研究对象,分析了土壤养分与植物功能性状的变化特征及两者之间的关系。结果表明:(1)退化导致土壤养分含量逐渐减少,全氮和全磷在未退化的羊草+杂类草群落与严重退化的羊草+冷蒿(Artemisia frigida)群落之间差异显著;(2)随着退化演替的进程,群落最大高度和叶片碳氮比减小,群落最大高度在未退化的羊草+杂类草群落与轻度退化的羊草+针茅(Stipa sp.)群落之间差异显著,碳氮比在未退化的羊草+杂类草群落与严重退化的羊草+冷蒿群落之间差异显著;(3)不同退化演替阶段的群落,其土壤养分对植物功能性状的影响有所差异。在羊草+针茅群落,速效氮与群落最大高度、叶片木质素含量和叶片碳氮比均呈显著负相关关系。而在羊草+糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)群落中,上述3种植物功能性状则表现为均与全磷含量显著正相关;(4)群落植物功能性状之间的关系也因退化阶段不同而有所不同。在轻度退化的羊草+针茅群落中,叶片木质素含量与其他4个功能性状显著正相关,叶片碳氮比与群落最大高度、叶干物质含量、木质素含量呈显著正相关关系。在严重退化的羊草+冷蒿群落中,所有性状均呈极显著正相关关系。表明植物通过功能性状的协调或组合,以适应贫瘠的土壤环境。上述结果深化了对典型草原退化演替的认识,对退化草地的恢复与保护具有一定的指导意义。     

内蒙古典型草原物种组成和群落结构对长期放牧的响应

该文比较研究了内蒙古羊草草原和大针茅草原放牧演替系列经过20a (1985~2005年) 放牧, 利用群落组成与结构的变化分析了这两个放牧演替系列上15个植物群落的变化趋势, 并依此探讨长期放牧对草原生态系统结构和功能的影响。结果表明:在大针茅 (Stipa grandis) 牧压梯度系列上, 群落仍以大针茅群系为主, 冷蒿 (Artemisia frigida) 为建群种的群落消失;在羊草 (Leymus chinensis) 牧压梯度系列上, 羊草和冷蒿不再是建群种, 被西伯利亚羽茅 (Achnatherum sibiricum) 、大针茅、冰草 (Agropyron cristatum) 和糙隐子草 (Cleistogenes squarrosa) 所替代。综合两个牧压梯度系列的研究结果得出以下基本结论:长期过度放牧进一步加速了草原群落的退化进程, 但退化草原具有较高的恢复弹性, 控制放牧使部分群落得到一定程度的恢复。同一植物群落时间变化, 或不同演替阶段的植物群落在空间序列上的位移程度主要取决于放牧史和利用强度。过去20a中, 特别是2003年以来草原管理政策的改变并没有导致该区域草地的整体退化, 而是在一定程度上有利于草地的恢复。     

松嫩平原碱化草甸恢复演替系列的群落种子流分析

对松嫩平原碱化草甸恢复演替系列4个群落优势种种子源库、土壤种子库及幼苗库进行了比较,建立了种子流模型.结果表明:演替初期虎尾草群落优势种种子源库密度最大,为(446182±180455)粒.m-2,分别是演替中期星星草群落的7.2倍、演替后期星星草 羊草群落的11.4倍、演替顶极羊草群落的164.8倍.土壤种子库和幼苗库密度均以虎尾草群落最大,分别为(63650±14541)粒.m-2和(39160±15192)株.m-2,羊草群落最小,分别为(14310±7686)粒.m-2和(790±745)株.m-2,大体呈随着恢复演替进程而递减的趋势.全体演替系列群落输出的实生苗均以虎尾草为主,占79.8%～100%.在种子流中,优势种的种子源库向土壤种子库输入率在10%～35%之间,输出率差异则较大,虎尾草群落高达62.3%,但星星草群落和羊草群落均没有优势种的幼苗输出.     

人工和自然羊草种群的高生长及生物量季节动态的研究

本文所研究的人工羊草草地是在内蒙古锡林河中游南岸羊草草原的基础上建成的。此项研究试就人工种植的羊草(Aneurolepidium chinensis)和原生群落建群种羊草在高生长和生物量增长方面作一比较。 （1）从返青后四十天开始,人工羊草种群的高生长表现为曲线 种群平均高度最大值达52.98cm,并在垂直结构上控制着群落的中层和上层;原生群落中羊草的高生长曲线为：种群平均高度最大值为40.61cm。(2) 人工羊草种群的生物量按方程增长,植物地上部分的干物质含量依直线CA=27.4874+0.2245t变化。生物量峰值(172.00g／m2)和干物质含量极值 (58.24%)都超过了天然生长的羊草。目前人工草地适于作为割草场使用,可获得优质高产的牧草。     

内蒙古草原退化群落恢复演替的研究II. 恢复演替时间进程的分析

 根据内蒙古典型草原地带的羊草+大针茅草原退化变型一冷蒿群落封育12年(1983—1994)的动态监测数据进行分析,对群落恢复演替轨迹取得以下认识： 1．依据群落优势种的更替及主分量分析结果可将恢复演替过程划分为冷蒿优势阶段、冷蒿+冰草阶段、冰草优势阶段、羊草优势阶段。 2;退化草原群落在恢复演替过程中,群落生产力的变化表现出阶梯式跃变和亚稳态阶面相间的特点。第一次跃变发生在1984年,上升到第二个阶面,第二次跃变发生在1990年,进入了第三个阶面,已接近于原生群落的生产力。 3．群落生产力与水资源量的关系因恢复演替阶段不同而异。第一亚稳态时期,群落地上现存生物量大体处于166g·m-2的水平上,生长季降水量达176mm以上时,增加降水对群落生产力的提高不发生显著影响。第二亚稳态时期,群落生物量与降水量之间的相关性显著。可推算出群落于物质生产用水量介于1.1～1.6mm·g-1之间。此值在1.1mm·g-1时,群落对水资源的利用效率最高,而在1.6mm·g-1时群落生物量达到最大值。 4．在恢复演替进程中,群落密度的位点常数约为271.5株·m-2,循此常数上下波动,表现出拥挤与稀疏交替发生的过程,构成了恢复演替的节奏性变化。群落生物量的跃变与亚稳态的形成,以及群落密度的拥挤与稀疏交替作用是群落恢复演替的内在机制。恢复演替的速度,到第10年发生了1.78个半变的生态距离。5．草原退化群落恢复演替过程中,按照其节奏性及生产力跃变与亚稳态的规律,调控放牧利用强度或采取技术措施,调节群落拥挤和稀疏的交替过程可加速恢复演替进程。     

海岛矿区岩质边坡植物群落演替中物种多样性的变化

通过植物群落调查,采用Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数,结合DCA排序和一元线性回归分析,考察了舟山海岛矿区岩质边坡植物物种构成特征,研究了植物群落演替过程中生物多样性的变化。结果表明:研究区可划分为3个植物群落演替阶段(草本植物群落阶段、灌丛群落阶段和灌乔群落阶段);演替过程中,物种丰富度指数显著上升,多样性指数和优势度指数逐渐升高;具有矿区特殊生境适应性的植物配置在边坡植被恢复进程中与自然植被表现出一定的差异,演替过程依次为迁入物种生长期、迁入物种与人工导入种竞争期、迁入物种与人工导入种稳定共存期;人工导入群落演替后期的植物种大大加速了群落演替进程;合理的植物配置更能促进群落向正演替方向发展。     

内蒙古典型草原不同群落净生态系统生产力的动态变化

净生态系统生产力(net ecosystem productivity,NEP)是反映生态系统碳源汇功能的重要指标。本研究选取内蒙古锡林河流域的贝加尔针茅群落、大针茅群落、克氏针茅群落和羊草群落为对象,利用BIOME-BGC模型模拟了4个草地群落年际间和年内逐日NEP动态变化,分析了4个草地群落对降水量的响应特征和可能机制,并且探讨气候变化背景下4个草地群落水分胁迫系数、降水利用率和碳转化效率的变化规律。结果表明:1954—2012年贝加尔针茅群落、大针茅群落、克氏针茅群落和羊草群落的多年平均NEP分别为11.41、-7.82、-5.03和9.30 g C·m-2·a-1。总体来看,4种草地群落多年平均日NEP的年内季节动态均呈先释放、后固碳、再释放的变化特征。4种草地群落多年平均水分胁迫系数由高到低分别为:贝加尔针茅羊草大针茅克氏针茅;多年平均降水利用效率由高到低分别为:贝加尔针茅克氏针茅大针茅羊草;多年平均碳素转化效率由高到低分别为:贝加尔针茅克氏针茅大针茅羊草。4种草地群落NEP与年降水量均存在显著的相关性,NEP为0时,4种草地群落年降水量平均值为295.76 mm,说明在年降水量大于该值时NEP多为正值,而小于该值时NEP多为负值。     

松嫩平原破碎化羊草草甸退化演替系列植物多样性的空间格局

物种多样性格局是国际生物多样性科学前沿领域热点问题.本文以松嫩平原破碎化羊草草甸退化演替系列(6种植物群落、144个斑块)为研究对象,系统地探讨了其α、β和γ多样性空间格局及其机理.结果表明:在羊草草甸退化演替系列中共发现87种植物,但没有一种能分布于所有斑块;羊草+鸡儿肠群落或羊草群落的α、β和γ多样性较高,多稀有种和特有种;碱地肤群落最低,少稀有种,无特有种;γ多样性与α多样性显著正相关,但与β多样性无相关性.各植物群落的α多样性与单个斑块面积呈显著幂函数关系,β多样性(相似性指数Sjk)仅羊草+鸡儿肠群落呈显著幂函数关系;斑块平均面积和总面积与α、γ多样性呈显著正相关,与β多样性无相关性.群落的物种丰富度越高,稀有种和特有种就越多,物种在局域斑块上灭绝的可能性越大;β多样性在物种多样性格局中的重要性与生境破碎化程度有关.     

禁牧条件下不同类型草地群落结构特征

利用幂乘方法则模型探讨了鄂尔多斯3种不同类型草地在禁牧情况下的群落结构特征,包括物种组成、物种多样性、生物量和空间分布规律。结果表明:幂乘方法则在解析鄂尔多斯不同类型草地的空间异质性时具有很好的吻合性;羊草(Leymuschinensis)草地、芨芨草(Achnatherum splendens)草地和油蒿(Artemisia ordosica)灌丛草地均比随机分布呈现了较强的空间异质性,群落整体的空间异质性指数表现为油蒿灌丛草地>羊草草地>芨芨草草地;群落整体的物种多样性指数为油蒿灌丛草地>羊草草地>芨芨草草地;L-样方(50cm×50cm)内的平均物种数和物种多样性指数均表现为羊草草地极显著地高于油蒿灌丛草地,油蒿灌丛草地又极显著地高于芨芨草草地(P<0.001);L-样方内的平均生物量表现为油蒿灌丛草地极显著地高于芨芨草草地(P<0.001),而羊草草地与油蒿灌丛草地以及芨芨草草地之间没有显著性差异;这3种类型的草地其L-样方内的平均生物量和物种多样性指数都随着群落整体空间异质性指数的增大而增大。