小兴安岭谷地云冷杉林主要种群及林隙形成木的空间格局

调查了小兴安岭谷地云冷杉林1.5 hm²(100 m×150 m)固定样地内的物种组成和径级结构,用点格局方法分析样地内主要种群的空间格局和空间关联性以及林隙形成木的空间格局.结果表明： 样地内胸径≥2 cm的乔木有13种,种群密度差异大,重要值在前4位的为臭冷杉、红皮云杉、白桦和花楷槭.种群的径级结构近似倒“J”形.臭冷杉和红皮云杉空间分布相似,随空间尺度的变化趋势为聚集 随机 均匀分布.白桦在≤40 m尺度为聚集分布,>40 m尺度变为随机分布,而花楷槭在整个研究尺度上均为聚集分布.除白桦和花楷槭两者间在整个研究尺度上均为负相关以外,其余种群间均为小尺度上正相关、大尺度上负相关.臭冷杉和白桦种群间正相关的显著性强,其他种群间正相关性普遍较弱.样地内林隙形成木的空间格局表现为中小尺度聚集分布,随尺度增大趋于随机分布.掘根形成的林隙形成木的空间点格局呈单峰型分布,随机、聚集和均匀3种分布均有出现.折干形成的林隙形成木的空间点格局分布整体波动不大,小尺度上在随机和聚集分布间交替出现,到大尺度则归于随机分布.两者间的空间关联性分析表明,≤32 m尺度为显著正相关,>32 m尺度为不显著的负相关.     

我国不同气候带优势高山垫状植物的小尺度点格局研究

采用点格局方法, 以Ripley′s函数为基础, 运用L(r)函数对我国不同气候带优势高山垫状植物种群进行点格局分析。结果表明, 不同气候带垫状植物的空间分布在小尺度(0~5 m)上以随机和聚集分布为主, 无均匀分布的情况出现; 在表现出空间聚集的垫状植物种群中, 随着尺度的增加, 聚集程度下降, 甚至转化为随机分布。对于高山垫状植物群落而言, 优势垫状植物的空间格局是以局部空间结构为核心的垫状植物群落构建和物种多样性维持的基础。由于种间竞争和互利作用发生在较小距离内, 因而种群小尺度的空间结构对垫状植物群落构建和物种多样性格局的形成至关重要。     

围封对退化矮嵩草草甸群落结构和主要种群空间分布格局的影响

通过研究围栏封育1年后中度退化的矮嵩草草甸(夏季牧场)群落结构的变化,探讨主要植物种群在小尺度(50 cm×50 cm)上的空间分布格局,并从生活史特征和生态适应对策等角度探讨产生和维持这些格局的机理。结果表明,围封1年显著降低了群落中主要种群矮嵩草(Kobresia humilis)、高山唐松草(Thalictrum alpinum)和雪白委陵菜(Potentilla nivea)的重要值,而增加了线叶龙胆(Gentiana farreri)的重要值;显著增加了群落的地上生物量和总生物量,但对地下生物量和群落多样性的影响不显著。围封使退化矮嵩草草甸主要种群矮嵩草、高山唐松草、珠芽蓼(Polygonum viviparum)、线叶嵩草(Kobresia capillifolia)和金露梅(Potentilla fruticosa)等空间分布格局从放牧后的随机分布向聚集分布发展,而雪白委陵菜、重齿风毛菊(S.katochaeteMaxim)、矮火绒草(Leonto-podium nanum)和美丽风毛菊(Saussurea pulchra)等种群的空间分布格局没有发生改变;但黑褐苔草(Carex atro-fusca)的空间格局从放牧后的聚集分布转向随机分布。因此,退化的矮嵩草草甸在围封的初始阶段,由于避免了家畜的选择性采食及其践踏作用,首先可能是使主要种群的空间分布格局有从随机分布向聚集分布变化的趋势,从而使小尺度的种间隔离来降低种间的竞争强度,从而改变了不同物种对资源和空间的竞争能力,进而推动群落物种组成和结构的恢复演替。     

四种一年生荒漠植物构件形态与生物量间的异速生长关系

1年生草本植物是古尔班通古特沙漠夏秋季节草本层片的主要组成部分。选择4种藜科1年生草本植物(刺沙蓬、沙蓬、角果藜和对节刺)作为研究对象,对比分析了各物种构件形态特征、生物量分配以及它们之间的异速生长关系。结果表明:沙蓬个体最大,其次为刺沙蓬,角果藜和对节刺个体最小;对节刺具有最大的根冠比(R/S),其次是刺沙蓬,沙蓬和角果藜R/S最小。4种植物构件形态与生物量间均呈显著正相关,表现出强烈的协同变化趋势。R/S与绝大部分指标间呈显著负相关,表明随个体增大地下生物量分配比例逐渐减小。4种植物各构件形态、地上及地下生物量间大部分呈指数1.0的异速生长关系,但各物种间的异速生长指数绝大部分无显著差异且具有共同的异速生长指数。研究表明:尽管物种不同、个体大小迥异,但4种1年生植物构件特征间多具有相同的生长速率和协同变化特征,体现了1年生植物这一生活型内的不同物种对干旱荒漠环境的趋同适应。     

狗尾草和金色狗尾草种群生殖分株生物量结构及生长

采用野外生态学实验方法对狗尾草属狗尾草和金色狗尾草种群生殖分株组分生物量结构及生长情况进行了比较。结果表明:在种内2物种生殖分株组分生物量具有较大的变异特征;组分生物量分配变异系数较小,分别为11.11%~22.77%和12.41%~26.82%;生殖分株营养组分生物量随株高和总生物量增加而均呈现幂函数形式增长,表现为相似的异速生长规律;其中,狗尾草全体拟合方程的R2值在55%~71%,金色狗尾草为62%~81%;在种间,生殖分株各组分除株高存在显著差异外,其余均不显著;生物量分配中,生殖分配和鞘生物量分配呈极显著差异。研究表明,狗尾草属2物种生殖分株在相同生存环境下,组分生物量和生长情况在种内和种间会同时受随机环境因子和自身遗传因子的内外调控,而表现出一定异同点。     

准噶尔盆地东南缘不同生境条件下梭梭群落结构特征研究

在新疆准噶尔盆地东南缘,以平缓低洼地、平缓沙地、半流动沙丘等3种不同生境类型上的天然梭梭群落为研究对象,从物种结构、物种多样性、生物量以及梭梭天然更新幼苗幼树种群分布格局等方面,研究不同生境条件下梭梭群落的结构特征.结果表明,以平缓低洼地上梭梭群落的植物种类最丰富,其次是平缓沙地,半流动沙丘上的植物种类最少.3种生境类型上群落中的植物种类分别为1种、15种和12种;梭梭天然更新幼苗幼树以半流动沙丘上的梭梭群落为最多,达 87株·hm^-2,但幼苗幼树在梭梭群落内分布不均匀,平缓低洼地上梭梭群落内的幼苗幼树比半流动沙丘上的略少,为5 799株·hm^-2,但幼苗幼树在梭梭群落内分布均匀,总体评价以平缓低洼地上梭梭群落的天然更新最好;平缓低洼地上梭梭群落的总生物量为19.39 t·hm^-2,平缓沙地上为9.32 t·hm^-2,半流动沙丘上为.9 t·hm^-2;不同生境类型上梭梭群落天然更新幼苗幼树的分布格局均为聚集分布.平缓低洼地地面固定,土壤水分和肥力较好,比较适宜梭梭林木生长和梭梭群落的发育,平缓沙地和半流动沙丘的地面容易产生风蚀,土壤水分和肥力较差,生境条件比较严酷.     

退化草地阿尔泰针茅生殖株丛与非生殖株丛的空间格局

生殖株丛与非生殖株丛的空间格局是株丛自身特性和植物种内、种间关系综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡高寒退化草地设置4个退化梯度,每个梯度内随机设置3个2 m×2 m的样方,分析了0-100cm空间尺度上阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群生殖与非生殖株丛的生物量、高度和空间格局。结果表明:未退化草地中,阿尔泰针茅生殖与非生殖株丛均出现聚集格局,且分布于不同的尺度区间;草地退化过程中,生殖与非生殖株丛聚集格局出现重叠且重叠的空间尺度发生转换,从18-19 cm、54-68 cm转换为45-78 cm;生殖株丛空间格局以聚集分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高增加而增大;非生殖株丛以聚集和均匀分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高下降而减小,均匀格局尺度增大。在干扰活动影响下,生物量分配和株高的转变是种群空间格局发生尺度转换的关键因素,反映了退化草地植物种群繁殖与更新的适应性途径。     

坡向和海拔对高寒草甸山体土壤水热和植物分布格局的定量分解

为明晰坡向和海拔对山体土壤水热和植物分布格局的影响,以青藏高原东北缘山体高寒草甸为研究对象,利用回归分析、典型相关分析(CCA)排序和方差分解等方法,对阶地与同一山体不同坡向和海拔的189个样方内土壤温湿度和植物分布进行分析和定量分解.结果表明: 阴坡物种丰富度最高,阶地最低.随海拔升高,阴坡和山脊物种丰富度先增加后降低,而阳坡物种丰富度呈线性增加.阳坡土壤温度最高,不同坡向0～20 cm土层土壤温度随海拔升高基本不变;阴坡土壤湿度最高,不同坡向0～30 cm土层土壤湿度随海拔升高而增加.方差分解表明,在0～30 cm土层中,坡向和海拔共解释土壤温度变化的100%,土壤湿度变化的51.8%.坡向单独解释土壤温度变化的72.2%,贡献率最高;海拔单独解释土壤湿度变化的51.8%,贡献率最高.大多数植物倾向分布于中等海拔的阴坡与山脊之间.阴坡以莎草科为主,阳坡以禾本科为主,山脊为过渡地带.莎草科、禾本科和豆科主要分布于低海拔区.坡向和海拔共解释了山地植物多度变化的28.6%,坡向单独解释19.9%,贡献率最高.在山地高寒草甸生态系统,综合考虑小尺度地形造成的土壤及植物分布格局差异的基础上,在进行生产与生态恢复的分区管理时,应优先考虑坡向造成的土壤和植物差异.     

典型沙生植物烛台虫实根系形态特征对沙丘微生境的响应

烛台虫实(Corispermum candelabrum)是一种广泛分布于科尔沁沙地的典型沙生植物,通过研究根系对生境的响应机制有助于理解沙生植物对于环境胁迫的适应性。本实验对生长在沙丘不同微生境(丘间地与沙丘迎风坡相连的过渡带、迎风坡底部、迎风坡中部、坡顶和背风坡)的烛台虫实采用挖掘法分层获取地下根系,进行烛台虫实根系形态特征的比较研究。结果表明:烛台虫实的根系主要集中于0~10 cm层且主要由直径为0~1 mm的根系组成。沿着过渡带到沙丘顶部的方向,烛台虫实地上、地下生物量、根长密度、表面积密度和组织密度均逐渐减少,但背风坡的这几项指标有所增加;比根长、比表面积的变化则呈现相反趋势。根系的各项指标与沙丘不同微生境土壤含水量具有显著相关性。因此,在过渡带风沙干扰较低、水分状况较好的环境,虫实可以通过根系的大范围生长进行养分和水分的吸收;当处于沙丘顶部风蚀沙埋强烈、水分匮乏的环境时,虫实通过较高的资源吸收利用效率获取足够的养分,维持生存。烛台虫实可以通过根系的合理配置适应不同类型的沙地微生境。     

海南岛霸王岭热带雨林的种间分离

基于地理信息系统软件绘制了海南岛霸王岭热带雨林 1个 0 .5hm2 永久样地所有DBH≥ 1cm树木的分布图 ,进而借助最近邻体分析扩展模块判定每个个体的最近邻体植株 ,并得到每个基株 最近邻体种对的距离。采用N×N最近邻体列联表的截表法 ,研究了这个多物种群落的种间分离。结果表明 ,随机毗邻种对占优势 ,正分离种对次之 ,负分离种对最少。多数灌木和一些小乔木 (平均胸径 <1 5cm)彼此呈正分离 ,少数负分离 ;灌木和乔木间的分离关系复杂 ;大乔木种类 (平均胸径≥ 65cm)间不存在负分离。种间分离存在种间差异。种间分离与分布格局明显相关 ,聚集分布的物种与其它物种正分离比例远比随机分布、均匀分布大 ;相反 ,聚集分布物种与其它物种负分离比例要比随机分布、均匀分布小。聚集 聚集分布的种对最可能出现正分离 ;聚集 均匀分布的种对以及随机 随机分布的种对则最可能出现负分离。但是 ,无论物种的分布格局或种对相对分布格局如何 ,随机毗邻的种对都占优势。与种间联结不同 ,种间分离反映的是小尺度的物种空间关系。在此基础上 ,初步阐述了种间分离的可能原因及其生态学涵义     

陕北沙地3种典型灌木根木质部解剖结构及水力特性

比较了陕北沙地沙柳、柠条和沙棘3种典型灌木不同土壤深度(0～20和30～50 cm)根木质部解剖结构和水力特性.结果表明： 沙柳具有较高的叶水势,根木质部导管平均最大直径(d_max)、平均最小直径(d_min)、平均导管面积(A_lum)以及导管面积占木质部面积比例(A_ves/A_xyl)显著高于柠条和沙棘,根导管密度(VD)与沙棘相当但显著高于柠条;沙柳根的比导水率分别为柠条和沙棘的5.0和2.8倍;沙柳根栓塞脆弱性指数与柠条根相当,但显著高于沙棘根.表明沙柳属耗水型水分利用策略,而柠条和沙棘属节水型水分利用策略,且柠条更耐旱.3种灌木在2个土层深度的d_max、d_min和A_lum无显著差异,但30～50 cm土层根VD和A_ves/A_xyl显著高于表层;30～50 cm土层根比导水率显著高于表层根,但脆弱性指数小于表层根,深层根具有高的水分传输效率和低的水力脆弱性.     

三江平原4种典型湿地土壤碳氮分布差异和微生物特征

选择三江平原洪河湿地保护区4种典型湿地类型：小叶章+沼柳湿地、小叶章湿地、毛苔草湿地和芦苇湿地作为研究对象,分析了不同湿地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和微生物活性指标(土壤蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳MBC、微生物生物量氮MBN、微生物呼吸速率MBR、微生物商q_MB和代谢商q CO₂)的变化及其相互关系.结果表明： SOC和TN含量均随土层深度增加而减少,不同湿地类型之间具有极显著性差异(P<0.01).各湿地土壤酶活性(除过氧化氢酶)、MBC、MBN含量和MBR均以表层(0～10 cm)最高,并随着土层深度的增加而降低.在0～30 cm土层内,小叶章+沼柳湿地和小叶章湿地SOC、TN含量、土壤酶活性、MBC、MBN含量、MBR、q_MB和qCO₂均高于淹水区的毛苔草湿地和芦苇湿地.统计分析表明,SOC、TN与微生物活性指标(qCO₂除外)均存在极显著正相关关系(P<0.01).表明研究区土壤微生物特征对SOC、TN的变化具有重要的影响和指示作用.     

白桦和辽东栎纯林腐殖层土壤对9种灌草的化感效应

采集立地条件基本相同的白桦和辽东栎林地及无林荒地(对照)腐殖质层土壤,在塑料大棚内进行9种灌草植物播种盆栽试验,研究森林腐殖质土壤对林下灌草植物的化感效应.结果表明: 白桦林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和草木樨种子萌发,降低草木樨、小冠花、紫花苜蓿和胡枝子过氧化氢酶(CAT)活性,提高柠条、小冠花和沙打旺幼苗丙二醛(MDA)含量,小冠花、紫穗槐、紫花苜蓿、草木樨和沙打旺生物量在白桦林腐殖质土壤中显著降低48.2%、45.1%、44.2%、37.3%和36.0%.辽东栎纯林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和沙打旺发芽率,降低毛苕子、紫穗槐和紫花苜蓿叶片叶绿素含量,提高胡枝子、柠条、草木樨和沙打旺MDA含量,沙打旺、紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐生物量在辽东栎林腐殖质土壤中显著降低52.6%、43.8%、35.5%和34.6%.白桦林腐殖质土壤对紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐,辽东栎林腐殖质土壤对紫花苜蓿、沙打旺和紫穗槐生长整体上存在明显化感抑制效应.     

水位调控对崇明东滩围垦区滩涂湿地芦苇和白茅光合、形态及生长的影响

于2011年植物生长季,研究了长江口崇明东滩围垦区滩涂湿地3个地下水位梯度(低水位、中水位和高水位)下芦苇和白茅的光合、形态和生长特征,以及土壤温度、湿度、盐度和无机氮含量等土壤因子.结果表明： 在生长旺期,芦苇叶片光合能力在高水位显著低于低水位和中水位,白茅叶片光合能力在3个水位梯度间无显著差异.整个生长季内,在单株水平,芦苇形态和生长指标总体上在中水位最优,白茅大多数形态和生长指标在3个水位梯度间差异不显著;在种群水平,芦苇植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在高水位最大,白茅植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在低水位最大.生长季初期,3个水位梯度间0～20 cm土层芦苇根状茎生物量差异不显著,而0～20 cm土层白茅根状茎生物量在高水位显著低于低水位和中水位.作为围垦前的原生湿生植物,芦苇在3个水位梯度下表现的差异性可能是由于不同水位梯度下土壤因子和白茅竞争强度不同.合理调控围垦区滩涂湿地水位可以抑制中生草本植物白茅的生长和繁殖,有助于以芦苇为单优势种的原有湿地植物群落的恢复.     

基于ITS 序列探讨沙棘属植物的系统发育关系

对分布于青海境内的中国沙棘、肋果沙棘和西藏沙棘的ITS区进行扩增和序列分析,并以胡颓子科胡颓子属沙枣为外类群,对胡颓子科沙棘属15种植物的ITS序列进行聚类分析, 探讨沙棘属各植物的亲缘关系.结果表明： 3种沙棘属植物的ITS区长度为600～605 bp,其中,ITS-1区为201～203 bp,5.8S为166～167 bp,ITS-2区为232～236 bp.核苷酸分析显示,3种沙棘属植物的ITS区存在丰富的变异位点.聚类分析表明,棱果沙棘种的2个亚种——棱果沙棘和理塘沙棘为2个不同种,江孜沙棘与柳叶沙棘之间的亲缘关系较近,而与中国沙棘亲缘关系较远;沙棘种下9个亚种间的聚类结果与形态学分类差异较大.
     

长柄木霉和泾阳链霉菌复配对烟苗生长及其抗病性的影响

以烟苗为试验材料,采用室内拮抗试验和活体筛选试验相结合的方法,研究了长柄木霉和泾阳链霉菌两种生防菌复配的亲和性和抑菌广谱性,并分析了生防菌及其组合对烟苗生长、诱导抗性和黑胫病防效的影响.结果表明：两生防菌株无相互抑制作用,具有较高的亲和性,并且两菌株本身及其代谢产物对不同生境下的病原菌(黑胫病、猝倒病和赤星病)均具有较高的抑菌活性和较广的抑菌谱.两菌株复配能影响根部和地上部的形态建成,促进烟苗根系和茎、叶的生长,显著增加地下部根系体积、根系总表面积、根长和根系平均直径以及地上部茎高、茎围、叶长、叶宽和生物量,具有显著的促生效能,并且两菌株复配的促生效应优于单独接种.生防菌组合能显著提高烟苗根系超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等防御酶活性,对烟草黑胫病的相对防治效果达到了69.3%,具有显著的防病效能.研究表明长柄木霉和泾阳链霉菌是具有较高亲和性的增效组合,两菌株复配后在防病、促生方面能够发挥协同增效作用,可有效促进烟苗生长和防治烟草黑胫病.     

神木地区耐旱灌木和草本豆科植物根瘤菌遗传多样性

豆科植物具有抗逆性强、耐瘠薄的特性,许多豆科植物是荒漠地区的先锋植物,在生态环境保护中起重要作用.以神木地区主要的灌木和草本豆科植物-根瘤菌共生体系为材料,采用16S rRNA PCR-RFLP和序列分析等方法,对分离得到的55株菌进行多样性分析,其中,30株菌分离自灌木豆科植物紫穗槐和柠条,25株菌分离自草本豆科植物斜茎黄芪、苜蓿、草木樨黄芪等.结果表明: 这些菌株共有11种16S rRNA PCR-RFLP遗传图谱类型,分离自草本豆科植物的菌株主要归属于中慢生根瘤菌属、剑菌属、根瘤菌属、叶瘤杆菌属和土壤杆菌属5个属,分别与华癸中慢生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、刺槐中慢生根瘤菌、费氏剑菌、草木樨剑菌、木兰根瘤菌、放射根瘤菌、突尼斯叶杆菌和根癌土壤杆菌系统发育关系最近.分离自灌木豆科植物的菌株仅归属于中慢生根瘤菌属,分别与华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌系统发育关系最近.华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌是两类豆科植物的共生菌种,表明在干旱地区,根瘤菌对两种类型豆科植物的选择共生存在差异,这与豆科植物种类有关,还可能与其所处生态环境有关.     

塔里木河流域胡杨和灰叶胡杨克隆分株空间分布格局

以叶尔羌河下游阿瓦提县天然胡杨和灰叶胡杨混交林、塔里木河上游农一师16团天然灰叶胡杨林和塔里木河中游轮台县天然胡杨林为对象,研究胡杨和灰叶胡杨克隆分株种群的空间分布格局.结果表明: 8种不同取样尺度(5 m×5 m、5 m×10 m、5 m×15 m、10 m×10 m、10 m×15 m、15 m×15 m、15 m×20 m、20 m×20 m)下,3个研究区2物种克隆分株种群的空间分布格局均表现为集群分布,表明集群分布是研究区胡杨和灰叶胡杨克隆分株种群空间分布格局的基本属性;在5 m×5 m尺度上,3个研究区2物种克隆分株种群均表现出负二项参数最小、Cassie指标和聚块性指标最大、聚集强度最大的分布特征.     

青海祁连瑞香狼毒的光谱差异特征提取

瑞香狼毒是分布在青海省高寒草甸的主要毒害草之一,近年来其迅速蔓延对当地畜牧业危害严重并使草地生态系统日趋退化.在海北州祁连县选取狼毒分布的典型退化草甸,采用2012—2014年狼毒盛花期获取的实测光谱数据,分析狼毒与牧草的光谱差异性.结果表明： 在350~900 nm的可见光 近红外波段,狼毒顶花的光谱反射特征明显异于狼毒叶片和同期牧草等绿色背景,顶花与绿色背景的光谱反射率差异主要体现在红谷和蓝谷.随着盖度的增加,狼毒群落光谱反射率整体升高,在近红外反射峰处狼毒群落与牧草群落光谱反射率具有最大差值,且不同盖度狼毒群落之间的差异性最明显.顶花与绿色背景以及狼毒群落与牧草群落的一阶导数光谱差异均体现在黄边幅值和蓝边幅值.狼毒群落盖度与光谱特征参量的线性回归分析表明,红谷与狼毒群落盖度的相关性最好(R²=0.94),反演狼毒群落盖度的精度最高.盛花期区分狼毒与牧草的主要光谱特征参量为红谷、蓝谷与近红外反射峰,其对应的红、蓝及近红外波段的组合可用于构建狼毒提取的敏感指数.