长白山北坡植物群落间物种共有度的海拔梯度变化

群落同各生活植物及种所有植物种的共有度,一定程度上反映了群落间的相关性及沿环境梯度的物种替代关系。应用梯度格局法在长白山北坡海拔700－2600m之间,海拔每上升100m设置一块样地,共计20块样地,应用Jaccard指数,对各海拔植物群落间物种共有度的海拔梯度变化进行了分析,不同海拔群落间物种的共有度,无论以哪一层次的植物来表达,基本都以与其最相邻海拔的群落之间为最高;如相邻海拔的两个群落属于不同植被类型,其共有度较低。群落间物种共有度的峰值与谷点反映了群落类型随海拔具有间断性变化,乔、灌、草各生活型物种的共有度以及所有植物物的共有度,在同一海拔差群落间的数值都非常接近,并均随着海拔的增加呈明显的下降趋势,表明群落各层次物种的构成有很大的相关性以及物种之间的共存性。     

小秦岭森林群落数量分类、排序及多样性垂直格局

采用分层取样的方法,沿小秦岭林区海拔梯度设立56块20 m×20 m样地,用多元回归树(MRT)方法对小秦岭森林群落进行分类,采用除趋势对应分析(DCA)进行排序,用广义可加模型(GAM)研究不同生活型物种多样性沿海拔梯度分布格局。结果表明:(1)56个样地进行MRT分类,经交叉验证并依据植物群落分类和命名原则,本区植物群落可分为5类;(2)样方DCA排序明确地揭示各群落类型生境分布范围,较好地反映小秦岭自然保护区森林群落与环境因子的关系;(3)不同生活型物种多样性指数随海拔梯度变化发生一定的波动,且呈现不同的多样性格局:丰富度指数中,乔木层呈显著的单峰分布格局,灌木层在中海拔段呈明显下降趋势,草本层随着海拔的升高总体呈下降趋势;Shannon-Wiener多样性指数中,不同生活型物种随海拔变化趋势与物种丰富度变化趋势大体相同;不同生活型物种的均匀度指数随海拔变化趋势较平缓。     

广西猫儿山植物群落物种组成、群落结构及树种多样性的垂直分布格局

沿海拔梯度设置16个样地,对广西猫儿山植物群落物种多样性的垂直分布格局进行了初步研究。结果表明：(1)16个样地中共调查到乔木44科79属184种,其中常绿阔叶树121种、落叶阔叶树61种、针叶树2种;(2)随着海拔的上升,整个乔木层以及不同生活型的最大树高均呈显著下降趋势,而乔木树种的最大胸径、胸高断面积之和以及立木密度都呈现出先增大后减小的趋势;(3)物种丰富度在海拔1350m以下变化不明显,但1350m以上随着海拔的升高明显下降。在研究的海拔范围内,物种丰富度呈非常显著的单峰分布格局,最大的丰富度出现在中海拔群落中;(4)α多样性沿海拔梯度的变化趋势与物种丰富度相似,但没有后者显著。Shannon-Wiener指数(H’)和海拔之间有明显的负相关性,均匀度Pielou指数(E)在取样范围内并没有随着海拔梯度的变化表现出明显的规律;(5)1350m以下的相邻群落之间的Jaccard指数(CJ)大于1350m以上相邻群落之间的Jaccard指数,最小值出现在中海拔的植被过渡带。Cody指数也有类似的趋势,原因在于物种丰富度的变化;(6)在本研究的海拔范围内,海拔比坡度和坡向对群落的结构特征、物种丰富度以及α多样性的影响更大。而在局部尺度上,人为干扰以及小地形而导致的生境异质性对群落的物种多样性和结构特征有着重要的影响。     

长白山牛皮杜鹃群落物种多样性的海拔梯度变化及相似性

采用样地调查法,研究了牛皮杜鹃群落物种组成、群落结构特征、物种多样性及其沿海拔梯度的变化规律,对不同海拔牛皮杜鹃群落进行相似性分析。结果表明:(1)牛皮杜鹃群落相同海拔高度,草本层的物种多样性普遍高于灌木层的物种多样性。自海拔1926—1986m,灌木层α多样性指数先降低后升高,1986m后再次降低,到达海拔2010m处达到最低点,适应高山苔原带特殊生境条件的物种逐渐增多,多样性指数开始回升。海拔2250m,生物多样性指数的变化趋于平缓,物种组成相对较为稳定。海拔2528m以上,生物多样性再次呈降低趋势。草本层的α多样性指数中,物种多样性指数SW、丰富度指数D和均匀度指数R沿海拔梯度的变化趋势大致相同。海拔1986m处时出现最小值,海拔2350m时达最大值。牛皮杜鹃群落α多样性指数间呈P0.01水平极显著正相关性,物种丰富度指数对群落的物种多样性贡献率最大,表现为丰富度指数(D1、D2)种间机遇指数(H)生态优势度指数(SN)群落均匀度指数(R)。(2)牛皮杜鹃群落β多样性沿海拔梯度基本呈波形变化,草本层β多样性指数普遍高于灌木层β多样性指数。在牛皮杜鹃群落物种沿海拔梯度的替换速率上,草本植物高于灌木物种。Routledge指数的变化趋势不显著。海拔1986m处和海拔2250m处,草本层Cody指数出现两处极值,海拔2250m以上群落灌木层之间差异和变化较小,Whittaker多样性指数和Cody指数逐渐趋于平稳。(3)海拔梯度间生境及群落结构差异性越大,生物多样性变化越明显。海拔高度接近的群落间相似性系数较高,海拔是影响牛皮杜鹃群落差异的主要因素。     

南岭国家级自然保护区森林群落β多样性随海拔梯度的变化

在广东南岭国家级自然保护区海拔300-1900m的范围内,海拔每升高100m设置一条水平样带,共计调查了17条样带,样地面积20400m2。运用相关分析、回归分析和方差分析研究森林群落β多样性随海拔梯度的变化。结果表明:无论是相邻样带还是基准样带,Cody指数以及物种周转速率βC与海拔均呈显著的线性负相关(P<0.05);森林群落各层的共有种数随物种周转速率βC的增加而减少(P<0.05);单因素方差分析及多重比较揭示,Cody指数能较好地反映各层之间物种沿海拔梯度的变化差异。与相异性系数(community dissimilarity)、Bray-Curtis指数和Morisita-Horn指数、以及物种周转速率Sβ和物种周转速率t相比,Cody指数和物种周转速率βC能较好地反映南岭国家级自然保护区森林群落β多样性的海拔梯度格局。     

卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物生活型海拔梯度特征

川滇高山栎林隶属于亚高山硬叶栎林类型,是一种广泛分布在横断山地区的特殊植被类型,研究同一群落生活型谱的海拔梯度特征,可以阐明控制群落的重要气候特征以及群落对其气候生境的反映,揭示川滇高山栎种群对空间的利用、群落内部种群间可能产生的竞争及其发展趋势。用环境梯度法,研究卧龙自然保护区巴朗山川滇高山栎群落植物生活型特性随海拔梯度(15个海拔梯度,海拔2200—3600 m)的变化。卧龙巴朗山川滇高山栎群落植物生活型以高位芽植物为主,占36.01%;地面芽和地下芽植物相当,分别为25.92%和29.36%,地上芽植物最少,占0.92%。高位芽生活型物种在各个海拔梯度都占重要地位,占巴朗山全部生活型物种的21.74%—50.00%,随海拔的升高逐渐下降;地面芽植物(H)具有随海拔升高先升高后降低的趋势;地下芽植物(G)生活型随海拔的升高而升高;一年生植物(Th)在整个海拔梯度内占10.00%以下,随海拔的升高波动不大,即在5.67%—8.94%之间。高位芽生活型植物主要以常绿高位芽植物为主,随海拔升高而下降,常绿高位芽植物丰富度呈现随海拔升高逐渐降低的趋势,而且其物种丰富度小于落叶高位芽植物丰富度;在卧龙巴郎山阳坡海拔3300 m以上范围内,大、中高位芽植物仅占3.09%—4.26%,说明森林植被特征在逐渐弱化。比较分析了不同类型植物群落植物生活型特征,阐明了川滇高山栎林是区别于其他常绿阔叶林的特殊类型。     

热带森林群落土壤种子库对海拔梯度的响应

在西双版纳海拔800~1400 m的热带森林中,设置海拔梯度垂直样带和样地,研究热带森林群落土壤种子库对海拔梯度的响应。结果发现:(1)土壤种子库的密度和物种丰富度在海拔800 m最大,分别为10540±1578粒·m-2和71个种,最小的土壤种子库密度和物种丰富度则分别出现在海拔1400 m和1200 m。基于Bray-Curtis相似性系数,对4个海拔的土壤种子库物种进行了NMDS排序,发现不同海拔土壤种子库物种组成存在显著的空间分异。(2)土壤种子库中的异质性成分丰富度也因海拔不同存在差异,海拔800 m有9个异质性成分种,海拔1400 m只有5个;而异质性成分种的多度却在海拔1200 m最大。(3)土壤种子库与地上植被的相似性在4个海拔带都低于15%。研究表明,海拔变化对土壤种子库的密度、物种组成格局都能产生显著影响。     

卧龙自然保护区亚高山草甸的数量分类与排序

在野外植被调查的基础上,采用植被数量分析方法对岷江流域卧龙自然保护区亚高山草甸进行TWINSPAN分类和DCA排序,研究了植物种、植物群落与环境之间的关系.结果表明,该地区亚高山草甸共有植物139种,隶属于31科88属.应用数量分类方法将114个样方分为12个群落类型.在分析不同环境因子间的关系基础上,从定量的角度揭示了影响群落分布的主要因素是海拔梯度和土壤含水量.DCA排序图反映出排序轴的生态意义,第1轴反映了各群落类型所在环境的海拔梯度,从上到下,随着海拔的升高,植物群落或植物种的耐寒性越来越强;第2轴基本上反映了各群落类型所在环境的土壤含水量.排序结果与分类结果比较吻合,反映出植物群落类型和物种分布随环境因子梯度变化的趋势.     

茂兰喀斯特森林植物物种丰富度的垂直分布特征及环境解释

茂兰喀斯特峰丛地貌森林是目前罕见的一类原生性强、人为干扰少的非地带性森林生态系统,与常态地貌地带性森林生态系统相比差异大。该研究采用典型样地调查方法对茂兰喀斯特森林海拔在620～910 m之间的垂直样带11个样方进行调查,分析研究区顶级群落物种丰富度的垂直梯度变化特征,并用冗余分析(RDA)法分析环境因子对物种丰富度的影响,以明确垂直梯度上物种丰富度与环境因子的关系,为喀斯特自然森林生态系统的维持与恢复、保护与管理提供理论基础。结果表明：(1)该调查茂兰喀斯特峰丛共记录有维管植物511种,隶属于124科272属。(2)单因素方差分析表明,该群落不同生活型的丰富度之间存在极显著差异(P<0.01);LSD多重比较分析表明,群落丰富度水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。(3)随海拔梯度的升高,群落总物种丰富度和草本层物种丰富度与海拔呈显著负相关关系(P<0.05),乔木层丰富度和灌木层丰富度与海拔无明显规律。(4)冗余分析表明,土壤C/N/P的解释率达到58%,是影响物种丰富度的主要因素。     

长白山森林生态系统凋落物层和土壤层跳虫物种多样性和功能多样性对海拔梯度的响应

山脉是生物多样性研究的热点地区,以往关于山脉的研究多集中于地上植物和脊椎动物,无脊椎动物相关的研究明显滞后。跳虫(Collembola)是土壤无脊椎动物的主要类群之一,在分解有机质、疏松和活化土壤过程中发挥着重要的作用。以跳虫为研究对象,采用梯度格局法,在长白山北坡自海拔800 m至1700 m,每隔150 m进行凋落物层和土壤层样品的采集,对比分析了土壤层和凋落物层的群落组成与群落结构,采用4个物种多样性指数(丰富度指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Weiner多样性指数和Simpson多样性指数)和4个功能多样性指数(功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、二次熵Rao''s Q指数和功能离散FEiv指数),探讨了多样性沿海拔梯度的分布格局。共获得跳虫5542头,隶属于12科42属83种,其中等节跳科为绝对优势类群(相对密度>50%)。非度量多维尺度分析结果表明,凋落物层和土壤层的跳虫群落结构差异显著,长角跳科、鳞跳科和疣跳科物种多分布于凋落物层,而棘跳科物种多分布于土壤层。线性或二次回归模型结果表明,在凋落物层跳虫的丰富度指数,Shannon-Weiner多样性指数和Simpson多样性指数沿海拔梯度的变化呈增加格局;但在土壤层跳虫物种多样性指数沿海拔梯度的变化无明显趋势。在凋落物层,跳虫的功能丰富度指数和功能离散度Rao''s Q指数随海拔梯度的变化呈现单峰分布格局;在土壤层,跳虫的功能丰富度指数随海拔梯度的变化也呈现单峰分布格局,但其他功能多样性指数沿海拔梯度的变化无明显趋势。研究表明凋落物层和土壤层跳虫的群落组成,群落结构及多样性存在显著差异,跳虫的物种多样性指数和功能多样性指数对海拔梯度变化的响应不同,未来在探讨土壤动物沿海拔梯度的分布格局及其物种共存机制时,应综合考量垂直分层(凋落物层和土壤层)和多个度量维度(物种多样性和功能多样性)。     

长白山北坡木本植物分布与环境关系的典范对应分析

 在长白山北坡海拔700～2 600 m的坡面上,海拔每上升100 m设立一个样点,共计20个样点。调查每个样点中木本植物的生态重要值,并计测样点内包括气候、土壤、林冠郁闭度在内的13个环境因子。应用CANOCO3.12软件对获得的数据进行了典范对应分析(CCA),应用CANODRAW3.0作出了种类     

长白山北坡草本植物分布与环境关系的典范对应分析

在长白山北坡海拔700～2600m的坡面上,海拔每上升100m设立一块样地,共计20个样地,计测样地中草本层植物的生态重要值和包括气候、土壤、林冠郁闭度等在内的13个环境因子,对获得的数据进行典范对应分析,作出了种类、样地分布与环境因子关系的二维排序图,排序图直观地反映了主要草本植物分布与环境因子间的关系。排序图中环境因子与前两个排序轴的相关系数大小表明,海拔高度作为诸多环境因子的综合反映,是影响长白山北坡草本植物分布的主导因素,除此之外,其它环境因子如林冠郁闭度、土壤有机质及有效N、P、K等因素,也对草本植物的分布有较大的影响。高山冻原与2000m以下森林群落内的草本植物明显不同,反映出二种不同类型植被间草本植物组成格局间质的差异。     

Alpha diversity of communities and their variety along altitude gradient on northern slope of Changbai Mountain]

From 700 to 2600 m on northern slope of Changbai Mountain, twenty plots were investigated with an interval of 100 m in altitude, and alpha diversity of communities and their variety along altitude gradient were studied. The results showed that in different successional layers of trees, or shrub and herb layers, richness and diversity decreased linearly with the increase of altitude. Tree species decreased from 19 species at 700 m to only 1 species at timberline. Shrub and herb species decreased from 20 and 61 species at 700 m to 2 and 15 species at 2600 m respectively. The peak values of richness of trees and herbs along altitude gradient were appeared just in the ecotones between different types of vegetation, and it reflected the characteristics of high species richness in ecotones.     

不同海拔红松林土壤微生物功能多样性

为全面了解红松林土壤微生物碳源利用特点,以长白山海拔700～1100 m红松林0～5和5～10 cm表土为研究对象,采用Biolog微平板法,分析了土壤微生物功能多样性沿海拔的垂直分布特征和变化规律.结果表明: 不同海拔红松林土壤微生物功能多样性差异显著,平均每孔颜色变化率（AWCD）随培养时间延长而增加,同一深度土层的AWCD值随海拔升高而降低;Shannon、Simpson和McIntosh多样性指数也随海拔升高呈现下降趋势,且不同海拔间3个多样性指数差异显著;物种多样性和功能多样性表现出相同的变化规律.土壤微生物对6大类碳源利用强度存在差异,各海拔土壤微生物对氨基酸类碳源利用率最高,为优势碳源;主成分分析表明,不同海拔土壤微生物在碳源利用上有明显的空间分异,土壤微生物功能多样性垂直地带性差异主要体现在对碳水类、氨基酸类和羧酸类碳源的利用上,其中碳水类尤为突出.对不同海拔土壤微生物群落功能多样性聚类分析表明,样地植被组成会对土壤微生物组成和功能活性产生重要影响.     

长白山溪流河岸带森林木本植物多样性沿海拔梯度分布规律

采用样带网格调查方法和α、β多样性指数分析方法,研究了长白山河岸带原始林和次生林群落木本植物多样性沿海拔梯度分布规律及其对采伐干扰的响应.结果表明：不同海拔区域河岸带原始林群落均由11～13个树种组成,其在群落中的地位随海拔升高而发生变化,阔叶树种优势地位逐步被针叶树种所取代,采伐干扰不仅改变了群落树种丰富度及其在群落中的地位,而且使针叶树种取代阔叶树种的趋势有所增强;河岸带原始林群落物种多样性沿海拔梯度呈现出中、低海拔区域相对较高且比较恒定(2.454～2.544),高海拔区域(2.250)下降的分布规律,采伐干扰改变了其沿海拔梯度分布格局(波动型),加大了不同海拔区域群落间的波动性(2.174～2.692);河岸带原始林群落树种沿海拔梯度的变动速率相对较低(1.5～3.5),且群落相似性较高(0.85～0.94),采伐干扰使次生林群落树种沿海拔梯度的变动幅度增大(0.5～6.0),群落相似性下降(0.68～0.91),但次生林群落沿海拔梯度分布仍具有较高连续性.     

辽宁老秃顶子北坡植物群落物种多样性及其与土壤特性的相关性分析

通过沿海拔梯度的系统样方调查,利用物种丰富度、α多样性和β多样性等指标,对辽宁老秃顶子北坡植物群落木本层和草本层物种多样性随海拔梯度的变化趋势进行了研究,并对植物群落物种多样性与土壤特性之间的相关关系进行了初步探索.结果表明:木本植物物种多样性随海拔梯度的升高呈波动式降低的趋势;草本植物物种多样性随海拔梯度的变化趋势为先降低后升高:群落类型间的过渡带是植物物种替换速率较高的地区;老秃顶子北坡土壤类型以棕色森林土和暗棕色森林土为主,土壤有机质含量较高;群落物种多样性与土壤特性之间存在着一定的负相关性.     

茶园根际土壤细菌群落结构及多样性

【背景】茶园根际土壤的细菌群落结构与茶园生境土壤营养循环密切相关,其组成及多样性可以作为健康茶园的一个生物指标。【方法】采用PCR．变性梯度凝胶电泳（PCR—DGGE）分子指纹图谱技术,检测安溪铁观音种植区不同海拔茶园根际土壤样本的细菌群落结构,利用Shannon．Wiener多样性指数分析其多样性,采用非加权组平均法进行聚类分析得到其分布特征,利用蒙特卡罗检验和冗余分析分别揭示影响细菌群落分布的环境因子及细菌群落分布和环境变量之间的关系。【结果】茶园根际土壤细菌的DGGE结果显示,检测到的14种主要细菌中有11种细菌是不可培养的,3种细菌是可培养的,分别属于根瘤菌属、中华根瘤菌属和苍白杆菌属。聚类分析得到,同一海拔梯度茶园根际土壤细菌群落结构相似。Shan-non—Wiener多样性指数分析表明,400m海拔处茶园根际土壤细菌群落多样性最高。蒙特卡罗检验分析得到环境因子协同作用对茶园根际土壤细菌群落结构贡献率为59．6％。冗余分析显示,茶园根际土壤细菌群落结构与海拔密切相关。【结论与意义】茶园根际土壤细菌群落结构分布与海拔梯度密切相关,考虑不同海拔高度土壤细菌群落对茶园营养循环的影响,在铁观音的健康栽培和管理过程中具有重要意义。     

海拔梯度对长白山北坡岳桦水分利用效率的影响

以分布于长白山北坡海拔1800～2050 m的岳桦林为对象,以叶片碳稳定同位素(δ13C)值作为岳桦长期水分利用效率指示值,探讨海拔梯度对岳桦林水分利用效率的影响.结果表明:随海拔升高,岳桦林土壤体积含水量、比叶质量极显著增加,而叶片含水量和土壤温度显著降低;岳桦叶片δ13C值与海拔呈极显著正相关,增幅为1.013‰·(100 m)-1,与土壤体积含水量、比叶质量呈显著正相关,与生长季土壤平均温度、叶片含水量呈显著负相关.温度不是长白山林线的唯一限制性因子,海拔梯度上水热条件的差异及其交互作用可能造成岳桦生长期间的生理干旱.