农业景观非农生境植物多样性及其影响因素

农业景观是人类生活所需资料的最主要来源地和生物多样性保护的重要区域之一。黄河中下游地区是我国最重要的农业区之一,在区域农业景观中,非农生境中各群落植物物种多样性组成特征有何差异?在不同尺度上,景观异质性特征与生境特征对植物物种多样性特征有何影响?在黄河中下游典型区域布点,对区内主要非农生境(次生林、次生灌丛、人工林和农田边缘等)中的植物群落物种多样性进行调查。结果显示:(1)次生灌丛中的物种丰富度和多样性显著高于其他生境,而农田边缘也保育有较多的物种;(2)从物种组成来看,景观尺度上样点间物种多样性差异(β_2)是所有生境中物种丰富度的最主要组成部分,而次生灌丛与次生林两类自然生境中小尺度(α和β1)物种丰富度的贡献相对较高。(3)景观异质性特征指标对物种多样性的影响主要体现在样方尺度上(α_(样方)),而β和γ多样性与之的关系并不甚密切。表征生境特征的群落高度和盖度指标能更好的预测物种多样性的特征。研究发现,常用的表征景观异质性的指数在各尺度上对植物群落物种多样性特征的影响也并不显著,局地群落特征的影响更为直接和重要。在探讨景观异质性特征与生物多样性关系时,常用的多样性指数(Shannon多样性指数、均匀度指数和Simpson指数等)并不合适,而拆分后的物种丰富度会更有效。但景观异质性对生物多样性的影响也不容忽视,它的改变会是影响群落物种多样性及其组成结构的重要潜在因素,在更大尺度上景观异质性会通过对景观组成要素特征(生境组成和构型)的影响进而影响到区域植物物种丰富度的变化。     

黄河下游平原非农植物多样性拆分研究

非农生物多样性的存在是农业景观生态系统健康持续发展的基础,对农业景观非农生境中植物群落物种多样性特征分析将有助于可持续农业景观构建措施的科学提出。在黄河下游平原典型农业景观中采用栅格分区的方式布设样点(共54个),采用典型样地法对各样点内的林地、树篱、田间道路和沟渠等主要非农生境的植物群落进行调查,采用生物多样性加性分配的方法探讨不同空间尺度上生物多样性的组成特征。结果显示:(1)各非农生境间植物群落物种多样性特征存在较大的差异。(2)偶见种从数量上构成了各非农生境中植物物种丰富度的主体,而常见种则行使着群落优势种和构建者的角色。(3)总体上,β多样性在各空间尺度中均对总物种丰富度具有重要贡献。(4)常见种和偶见种中物种组成格局存在显著差异:常见种的物种丰富度主要由α多样性贡献,而β多样性则贡献了偶见种的绝大部分。简言之,β多样性对区内植物多样性的保护和维持意义重大,农业景观中非农生境类别的出现对总物种丰富度的提高具有重要作用;各生境中较高的样点间β多样性(β样点)意味着在看似均质化的农业景观背景中依然具有较高的区域差异;景观组成和构型的变化将对农业景观中植物群落特征和物种多样性产生重要影响,且对偶见种的影响更甚。未来,应从景观和区域等更大尺度上,基于农业景观生态系统功能和服务的综合考虑及可持续农业景观的建立来探讨农业活动与生物多样性保护的权衡。     

伏牛山森林生态系统灌木植物功能群分类

伏牛山国家级自然保护区位于中国东部亚热带和暖温带的过渡区,植被优势种明显,以灌木优势种为主体进行植物功能群分类,可以对森林生态系统的功能、框架结构及类群分布有一个明确的认识.采用群落生态学的调查方法,在伏牛山南北坡设置66个典型样方.根据调查结果,通过计算重要值,选取优势度相对较大的灌木树种进行种间联结及相关性分析,以X2(卡方)检验为基础,结合联结系数AC和共同出现百分率PC来测定灌木优势种间的联结性,根据优势种间的联结性及其在海拔梯度上的变化异同来划分植物功能群,把灌木优势种划分为7组植物功能群.植物功能群间物种表现出显著正联结,一起在同一生境中出现的几率较大,在长期的生长演化过程中,能适应相似的资源环境和对干扰有相似的响应,所以将其划分同一组植物功能群.植物功能群内有一些重要的形态特征有相似之处,功能群间的形态特征有明显的区别,如叶片的大小、形状等,功能群的这些相似及区别还需要生理生态学的进一步研究.     

伊洛河河岸带生态系统草本植物功能群划分

植物功能群是对环境有相同响应和对主要生态系统过程有相似作用的组合。伊洛河是黄河中游南岸的一条重要水系,其河岸带生态系统不同生境类型中草本植物优势种变化明显,能较好地反映出植被与环境的动态关系。根据调查结果,结合出现次数和重要值,选取27种优势种进行种间联结及相关性分析。以$2检验为基础,结合联结系数AC和共同出现百分率PC来测定草本层优势种间的联结性,根据优势种间的联结性及其在不同生境中的变化异同,以优势种为主体划分伊洛河河岸带生态系统中草本植物功能群。结果表明,对27种草本植物优势种共划分了5组功能群:\"广布型\"、\"湿生型\"、\"中旱生型\"、\"农田逃逸型\"和\"入侵型\"。表明以优势种为主体对伊洛河河岸带生态系统草本植物进行功能群划分可行性高,有较强的代表性。同一功能群物种间表现出显著正联结性,一起出现在同一生境下的几率较大,在长期的生长演化过程中,能够适应相似的资源环境且对干扰有相似的响应。伊洛河河岸带生态系统由于长期的自然和人为干扰,加上外来物种的入侵,河岸带生态系统的生物多样性和生态安全面临着严峻的挑战。     

荒漠植物不同功能群性状特征及其与土壤环境的关系

研究不同功能群植物性状差异及其与土壤环境关系对于充分掌握植物的环境适应策略至关重要。以艾比湖流域为研究区,利用荒漠植物的植物高度、叶片碳、氮、磷、硫、钾、钙、钠、镁含量等9个性状,将高、低土壤水盐环境下的植物划分为5个功能群,分析不同功能群的植物组成、性状差异及其与土壤环境的关系。结果表明：(1)不同土壤水盐环境下,其植物功能群组成不同;其中白刺、胡杨和罗布麻在两个土壤水盐环境下的功能群中均存在。(2)植物的功能性状在不同土壤水盐环境下也发生了适应性的变化。高土壤水盐环境下3个功能群的植物高度、叶片碳、氮、磷和钙含量显著高于低土壤水盐环境功能群(P<0.05);低土壤水盐环境下2个功能群的植物叶片硫、钠和镁含量高于高土壤水盐环境功能群。(3)土壤含水量(SVWC)、电导率(EC)、pH以及土壤磷含量对荒漠植物功能性状影响较大。在高土壤水盐环境下,EC、pH与植物高度,叶片钾、钙含量正相关,与叶片硫含量负相关;在低土壤水盐环境下,SVWC、EC与植物高度呈显著正相关(P<0.05)。研究有助于理解荒漠植物对极端环境的适应对策,为保护荒漠地区生物多样性提供理论依据。     

陆地生态系统植物功能群研究进展

从植物功能群角度探讨陆地生态系统功能与稳定性维持机理、植物对环境变化的适应与响应以及水分、养分利用效率等成为当前生态系统生态学研究的主要技术路线.植物功能群的提出和研究,为研究复杂的生态系统提供了一个良好的方法和途径.综述了陆地生态系统功能群方面的最新研究进展,介绍了植物功能群定义的发展历程,详细比较了植物功能群划分的依据及方法,对于植物功能群与群落稳定性之间的关系、植物功能群对群落生产力的影响以及植物功能群与环境因子的动态关系等进行了深入讨论.这些研究资料表明,植物功能群整合了功能及对环境响应相似的一类植物,但植物功能特征不是绝对的、单一的,所以对植物功能群就会有不同的理解,会有不同的定义及划分方法.许多研究者从不同的角度、尺度来对植物功能群进行研究,这些研究结果有不同的针对方向和目的,使人们可以从不同的角度更全面的理解复杂的陆地生态系统.学者们在研究生态系统时,或多或少地总要与植物功能群相联系,这大大拓宽了植物功能群的应用范围.所有前人的研究使植物功能群的概念、划分、方向、应用等诸方面越来越清晰.这要求应有一个规范、统一、明确的植物功能群研究方案,这样能使对植物功能群的研究更加深入,能整合全球所有植物功能群的相关研究.     

伏牛山自然保护区森林生态系统草本植物功能群的分类

伏牛山国家级自然保护区是中国东部森林样带中的亚热带和暖温带的结合点,随着环境梯度(海拔)的变化,林下植物优势种变化明显.草本植物对环境的反应较为敏感,能较好的反映出植被与环境的动态关系.采用群落学调查方法,对伏牛山南北坡的植被进行调查.以X2检验为基础,结合联结系数AC和共同出现百分率PC来测定草本层优势种间的联结性,根据优势种间的联系性及其在海拔梯度上的变化异同,以优势种为主体划分伏牛山自然保护区林下草本植物功能群.研究结果表明,以优势种为主体对森林生态系统草本植物进行功能群划分可行性高,有较强的代表性.对草本优势种共划分了7组植物功能群:Ⅰ\"伴人型\",Ⅱ\"高山型\",Ⅲ\"阴湿型\",Ⅳ\"耐旱型\",Ⅴ\"林隙型\",Ⅵ\"基础型\",Ⅶ\"原始型\".每一组都有其特定的分布区域和形态特征,较好了反应出环境与植被的动态关系,为今后森林生态系统研究和植物功能群划分寻找新的思路.     

黄淮平原农业景观鸟类多样性及生境差异

农业景观中的鸟类多样性对生态系统功能和服务的形成与维持具有重要作用。黄淮平原区是我国最重要的农业景观区之一,为探讨区域内农业景观中鸟类多样性特征和不同生境间的差异,在研究区农业景观不同生境中布设样点,调查繁殖期鸟类多样性特征。结果显示:(1)共记录到32科、49属、66种的10044只个体,但优势科属明显;(2)物种丰富度、多样性和均匀度均表现出在沟渠、湖泊生境中较高,农田和村庄生境中相对较低,但物种多度呈现出村庄生境中最高,其次是沟渠和农田生境,湖泊生境中最低;(3)在区系分布上,各生境中均以广布种为主,生态类群上,鸣禽在各生境中均占绝对优势,涉禽和游禽主要分布在沟渠和湖泊生境中,从居留型来看,留鸟是各生境中的主导类群,候鸟、旅鸟和迷鸟比例很低;(4)鸟类群落异质性分析显示,各生境间的相似性总体上较高,表明区域内农业景观中鸟类组成具有较高的重叠性。研究显示农业景观中湖泊和沟渠的存在能有效的提高区域鸟类的丰富度和多样性,而沟渠的存在能有效的提高鸟类个体多度,农田和村庄有助于特定类群多度的增加,因此在未来的区域持续农业景观的构建中一方面要重视自然、半自然非农生境的作用,另一方面也不能忽视不同生物类群对景观异质性响应和对生境特征需求的差异。     

热带森林植物功能群及其动态研究进展

热带森林极高的物种多样性和结构复杂性给生态学研究带来了很多挑战。植物功能群是对特定环境响应相似或对主要的生态过程具有相似作用的物种组合。应用植物功能群的方法是有效减少热带森林群落复杂性,并揭示其格局和过程的良好途径。在介绍植物功能群概念和划分途径的基础上,分析了热带森林植物功能群的时空动态规律。一般来讲,划分植物功能群通常有3种途径,并可通过5个步骤来完成。热带森林植物功能群的空间分布常受景观格局的制约,而环境异质性往往是影响不同植物功能群组配比例变化的直接原因。不同类型的植物功能群随演替过程发生显著的替代,而干扰体系和全球气候变化对功能群的动态过程具有重要的驱动作用。以功能群为基础的动态模型在模拟热带林群落动态和预测植被潜在分布等方面具有广阔的发展前景。探索有效的植物功能分类方法、构建完善的植物功能性状数据库、开发更为精确的功能群动态模型以及加强基于景观水平的植物功能群动态机制的认识等是未来热带森林植物功能群及其动态研究的重要方向。     

氮磷添加对内蒙古温带草原植物功能群氮含量的影响

植物功能群氮含量既是理解氮沉降对生物多样性影响的关键指标,也是生产力过程模型模拟的重要参数,极易受氮素可利用性的影响和磷元素的限制。基于内蒙古温带草原4年氮磷添加试验(N10、N40、P5、P10及其交互,数字代表添加剂量,单位为g m^-2 a^-1),分析氮磷添加对植物群落及三种植物功能群(禾本科、灌木和杂类草)氮含量的影响。结果表明:(1)氮添加显著增加了群落及各功能群的氮含量,同一处理水平下禾本科(N10)和灌木(N10和N40)的氮含量显著高于杂类草,同一功能群不同氮添加剂量间无显著差异;(2)磷添加对群落和三种功能群的氮含量无显著影响;(3)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加了群落、禾本科和杂类草氮含量,且高剂量氮磷添加的促进作用更大;(4)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加群落和三种功能群磷含量而降低氮磷比,相同处理水平下禾本科和杂类草磷含量增加幅度最大。本研究将为草原生态系统管理和应对全球变化提供科学依据。     

旅游干扰对历山亚高山草甸植物多样性的影响

历山是国家级自然保护区,也是山西省自然保护区中面积最大、物种资源最丰富的自然保护区.运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数,结合方差分析研究了旅游干扰对历山舜王坪亚高山草甸植物多样性的影响及其变化规律.结果表明:(1)随着距游径距离的增加,不同样带主要科、属、种的数量均有所上升,毛茛科所含种数增加幅度较大,菊科、蔷薇科、禾本科所含种数变化幅度较小.(2)不同样带植物主要优势种的相对盖度、相对密度、相对高度均发生了不同程度的变化(p〉0.05),距离游径越远,主要优势种的相对盖度、相对密度、相对高度越大;伴人植物则表现出相反的变化趋势,即距离游径越远,伴人植物的相对盖度、相对密度、相对高度越小,个别物种甚至消失(如扁蓄).(3)生活型功能群中,多年生草本植物的种数最多,占总种数的79.24%,1年生植物和灌木合占总种数的20.76%.随着旅游干扰强度的增加,1年生植物的比例略有增加,多年生草本植物的比例略有下降,灌木所占比例较为稳定.(4)随着远离游径,物种丰富度和物种多样性指数略有增加,而物种均匀度指数表现为先升后降的趋势,增减幅度经方差分析未达到显著水平(P〉O.05).鉴于目前旅游活动对历山舜王坪草甸植物多样性的干扰程度,建议保护区应在开展旅游的同时,加强资源的保护和可持续利用. 高度越小,个别物种甚至消失(如扁蓄).(3)生活型功能群中,多年生草本植物的种数最多,占总种数的79.24%,1年生植物和灌木合占总种数的20.76%.随着旅游干扰强度的增加,1年生植物的比例略有增加,多年生草本植物的比例略有下降,灌木所占比例较为稳定.(4)随着远离游径,物种丰富度和物种多样性指数略有增加,而物种均匀度指数表现为先升后降的趋势,增减幅度经方差分析未达到显著水平(P》O.05).鉴于目前旅游活动对历山舜王坪草甸 物多样性的干扰程度,建议保护区应在开展旅游的同时,加强资源的保护和可持续利用. 高度越小,个别物种甚至消失(如扁蓄).(3)生活型功能群中,多年生草本植物的种数最多,占总种数的79.24%,1年生植物和灌木合占总种数的20.76%.随着旅游干扰强度的增加,1年生植物的比例略有增加,多年生草本植物的比例略有下降,灌木所占比例较为稳定.(4)随着远离游径,物种丰富度和物种多样性指数略有增加,而物种均匀度指数表现为先升后降的趋势,增减幅度经方差分析未达到显著水平(P》O.05).鉴于目前旅游活动对历山舜王坪草甸 物多样性的干     

中国东部海岛植物功能性状及其影响因子

研究海岛植物功能性状及其影响因子,有助于理解植物在海岛环境中的适应策略。以中国东部近海7个海岛典型植物群落为研究对象,测定群落内每种植物的6个功能性状(胸径、株高、平均单叶面积、比叶面积、小枝密度和小枝含水率),比较植物功能性状在不同气候带间的差异,探讨功能性状对气候因子(年均温、年降水和年平均风速)和土壤因子(土壤含水率、土壤总碳、土壤总氮和土壤总磷)的响应关系,并分析影响这些性状的主要驱动因子。研究结果表明:(1)所测功能性状中除比叶面积外,其他性状在不同气候带间差异显著,但常绿和落叶植物的功能性状在不同气候带间的差异不同,表明不同生活型植物对环境的响应程度和适应能力不同。(2)海岛植物功能性状对气候和土壤因子均有不同程度的响应,气候因子是影响中国东部海岛植物功能性状的重要因子,其中水热条件(年均温和年降水)是主导因子,在水热资源丰富的南方海岛,植物具有较大的胸径和小枝含水率、较小的叶片和小枝密度,北方海岛反之。此外,海岛植物的小枝性状(小枝密度和小枝含水率)受年平均风速的影响显著。该研究结果可为海岛植被恢复重建中物种的选择及植被布局规划提供一定的参考。     

植物生活史型的多样性及动态分析

主要阐述了植物生活史型的基本定义和基本模式。根据植物的生态幅（Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）、适合度（Ｆｉｔｎｅｓｓ）和能量分配格局将植物生活史型划分出Ｖ生活史型、Ｓ生活史型和ｃ生活史型３个基本类型以及ＶＳ生活史型、ＳＶ生活史型、ｃＳ生活史型、Ｓｃ生活史型等６个具有混合特征的过渡类型。文中分析了权衡（丁ｒａｄｅ—ｏｆｆ）植物生活史各阶段的能量需求,使之合理地进行能量分配,进而使植物生活史型获得最佳的繁殖和存活效益以及最大的适合度的重要性,指出韧生代谢和次生代谢增值物生活史型及其生活史型之间相互转换的密切关系。韧生代谢物质主要用于营养生长,次生代谢物质主要用于促进繁育和拮抗环境胁迫。植物生活史型在特定时空中依生境的连续变化而发生相互转换,呈现出具动态特征的植物生活史型诺。提出了植物生活史型的形成机制,即生境中的资源状况和干扰程度构成了环境筛的径度,进而形成选择压力,以使植物按需分配能量,合成初级代谢产物或次级代谢产物来应对选择压力,形成自身的生态幅和适应对策,最终与生境相互作用过程中表现出的适合度来表征相应的生活史型。还提出了植物生活史型之间相互转化的机制,即每一种植物生活史型均有与该生活史型相对应的生境类型、选择压力、代谢物质和生活史对策,由于时空的连续变化,生境类型也发生过渡性变化,形成过渡类型（ＥＤ、ＤＥ、ＤＦ、ＦＤ）,因而导致选择压力、代谢物质、生活史对策也发生过渡性变化,形成过渡类型ＬＭ、ＭＬ、ＭＨ、ＨＭ、ＫＲ、ＲＫ、ＲＴ、ＴＲ、ＢＰ、ＰＢ、ＰＡ、ＡＰ,最终通过ＶＳ、ＳＶ、ＳＣ、ＣＳ等过渡类型的形成而实现植物生活史型之间的相互转换。文中以高山红景天（Ｒｈｏｄｉｏｌａ　ｓａｃｈａｌｉｎｅｎｓｉｓ）等５种植物生活史型谱为例,分析了各植物生活史型谱的动态特征并指出：Ｖ生活史型的植物因营养体较为发达、寿命较长,且能通过正常的有性生殖繁衍后代,通常都能产生稳定种群;以Ｓ生活史型为主的植物,因台子中含有来自双亲的两套基因,故有性生殖过程能产生较多遗传性不同的后代,使种群的适应环境变化的能力加强,因而容易形成爆发种群;以ｃ生活史型为主的植物,其遗传物质与母体完全相同,故种群适应环境变化的能力较弱,因而容易导致种群濒危。     

景观物种的理论与实践

结合保护生物学和景观生态学的理论发展起来的景观物种的理论,为更有效地保护物种及其生境开拓了新的视角。本文就景观物种的概念及其相关理论作一初步的介绍,并概括了对其实施保护的具体步骤。     

内蒙古外来入侵植物种类调查及相关分析

[目的] 近几年,内蒙古外来入侵植物种类日趋增长,对当地物种和环境的危害逐渐加大,相关研究相对薄弱。为了解内蒙古外来入侵植物种类组成,本研究分析其生活型、原产地、引进途径,以期为今后内蒙古外来入侵植物的管理与防治工作提供基础资料。[方法] 通过野外实地考察,查阅相关文献与数据库,对内蒙古外来入侵植物进行分类统计分析。[结果] 内蒙古外来入侵植物共有94种,隶属于24科65属,其中,种数超过10种的有3科,分别为菊科（22种,占总种数的23.4%）、苋科（11种,占总种数的11.7%）和禾本科（11种,占总种数的11.7%）;生活型分析发现,一年生草本最多（68种）,占总种数的72.3%,二年生草本（25种）与多年生草本（18种）分别占总种数的26.6%和19.1%,乔木、灌木较少;原产地来源最多的是北美洲（44种）,占总种数的46.8%,最少的是非洲（8种）,仅占总种数的8.5%;引进途径中,有意引进和无意引进分别占总种数的48.9%和51.1%。[结论] 内蒙古外来入侵植物种类较多、涵盖科广泛,以菊科、苋科和禾本科为主;来源广、无意引进趋势增强。为了防止外来入侵植物对内蒙古生态、经济、人畜健康等方面的危害,应及时开展外来入侵植物风险评估、有效防除等工作。     

乡土植物生活型构成对川渝地区边坡植被水土保持效益的影响

乡土植物灌木化建植是高速公路边坡防护的重要生态模式。为了探讨生态恢复过程中乡土植物的生活型构成对边坡植被水土保持效益的影响,揭示乡土植物生活型-物种多样性-生态系统功能间的偶合关系,借助3个物种配置试验,于2009年4月构建了以草本、灌木或乔木为主体的草本型、灌木型、乔木型绿化配置及草-灌-乔混合型试验区。自建植次年(2010年)起,对试验区进行持续5a生态监测。结果表明:1)边坡植被的物种丰富度与乡土植物的生活型有关,呈现乔木型灌木型草-灌-乔混合型草本型趋势;2)植被的物种多样性(Shannon-Wiener指数、Pielou指数)与乡土植物生活型构成及建植年限有关:建植后第1、第2年,多样性水平呈草本型草-灌-乔混合型灌木型乔木型变化趋势;自建植后第三起(2012—2014年),呈草-灌-乔混合型草本型灌木型乔木型波动;3)植被的水土保持性能(径流系数、侵蚀模数)与群落的物种多样性密切相关:多样性水平越高,水土保持性能越强。可见,乡土植物的生活型构成对提高边坡植被的物种多样性、改善生态性能至关重要。