不同类型人类活动干扰对河岸带外来植物群落的影响——以北京永定河为例

强烈的人类活动对自然生境的扰动促进了外来植物侵入河岸带,但不同类型的人类活动干扰对外来植物的影响有所不同。按照不同人类活动干扰类型设置了山峡段、平原段和城市段,通过比较河段间河岸带外来植物群落特征的差异,探讨不同人类活动干扰类型对河岸带外来植物群落的影响。结果表明:(1)永定河河岸带共有维管束植物27科72属101种,外来植物13科28属29种。外来种比例高达28.7%,其中82.4%的国外外来种来自美洲和亚洲。(2)不同河段间的外来植物群落的物种构成和优势度呈现出显著性差异。外来种比例由山峡段的20.9%,上升至平原段和城市段的30.2%和25.5%;而优势度由12.1%,分别上升至13.4%和17.5%。(3)不同河段间的外来植物群落生活型结构有显著性差异。多年生草本植物在山峡段比例最高,达到66.7%,在平原段和城市段较低,分别为46.2%和30.8%;而一年生草本植物在城市段比例最高,达到69.2%,在平原段和山峡段较低,分别为53.8%和33.3%。(4)平原段属于农业干扰类型,其河岸带外来植物主要以农业类杂草为主,如禾本科的假稻(Leersia japonica)和菊科的钻叶紫菀(Aster subulatu);城市段是城市干扰类型,外来植物中入侵种比例和优势度较高,典型入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexus)和牛筋草(Eleusine indica)等。北京永定河不同河段河岸带外来植物的种类构成特点,反映了河岸带外来植物受快速城市化、农业活动等不同人类活动干扰的影响呈逐渐扩大的趋势。     

不同干扰强度下江西武夷山河岸带阔叶林群落的结构与数量特征

为揭示中亚热带典型河岸带阔叶林群落的结构特征、数量特征和干扰强度的耦合关系,根据干扰强度的不同,在江西武夷山保护区内选取3条主要水系进行阔叶林群落调查,共统计到河岸带维管束植物93科174属304种,分别占保护区维管束植物总数的41.5%、18.0%、11.9%。物种组成以壳斗科（6属22种）、山茶科（7属22种）、樟科（6属16种）、蔷薇科（8属16种）为主。不同干扰强度下的河岸带植被群落相似性Jaccard系数均在0.2-0.3之间,各群落优势种完全不同,且存在特有分布的物种,但群落乔木层优势种优势度（重要值）差异不显著（P〉0.05）。不同干扰强度下,物种数量、群落Jaccard系数、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数总体上为：轻微干扰〉中等干扰〉无干扰;而乔木的平均高度和平均胸径却为：无干扰〉中等干扰〉轻微干扰。研究结果表明,江西武夷山河岸带阔叶林以常绿阔叶树种为主,但不同干扰梯度下群落的结构和数量特征差异性较大。     

滦河流域河岸带入侵植物分布特征及其与环境的关系

根据滦河流域河岸带56个样点的植被调查,研究入侵植物种类,其组成特征、空间分布,及其与环境因子的关系.结果表明: 滦河流域河岸带共记录入侵植物26种,属12科19属,其中菊科和苋科植物为优势科,占入侵植物总数的50%,一年生植物占总数的73.1%,反枝苋、大狼杷草、小藜是出现频数最高的3种植物;样点的入侵种数、入侵强度与海拔呈显著负相关;人类活动强度对入侵植物分布有显著影响,人口密集、交通便利、人类活动频繁的平原区,水库众多的浅山区,以及中游段旅游业发达的承德市周边山区是入侵植物集中分布的区域;人口分布较稀的高原地区只出现几种宽生态幅的入侵物种.总体上,滦河流域河岸带入侵等级高的植物主要分布在400 m以下的中低海拔地区,除反枝苋外,其他高等级入侵物种尚未扩散进入高海拔地区.     

黄河中下游典型河岸带植物物种多样性及其对环境的响应

为维持河岸带生态系统的完整,对河岸带的物种多样性研究十分必要。本研究采用Braun-Blanquet多度等级划分标准结合样方法调查了黄河中下游典型河段河岸带植物群落物种多样性特征,并探讨其与环境因子的关系。结果表明:黄河中下游典型河段河岸带调查的52个群落样方中,共有36科78属86种植物,群落物种组成较为丰富,但优势种并不明显。单一群落样方中,物种组成简单,不同样方之间物种组成与多样性存在明显差异,其中,受干扰较重的样方物种多样性较低,表明研究区河岸带植物物种多样性深受人为干扰所造成的生境破碎的影响。冗余分析表明,海拔和至河流距离是黄河中下游河岸带植物多样性的重要影响因子。     

怒江河谷入侵植物与乡土植物丰富度的分布格局与影响因子

外来物种入侵严重威胁着乡土植物多样性并削弱了生态系统服务功能。本文基于滇西北怒江河谷植被调查的样方数据, 从群落水平研究了乡土和入侵植物多样性的空间分布格局, 以及地形、气候、人类干扰等因子对两种格局的影响。本研究共记录到外来入侵植物26种, 隶属于13科21属; 乡土植物1,145种, 分属于158科628属。沿着怒江河谷, 入侵植物物种丰富度随纬度与海拔的增加而减少; 乡土物种丰富度则随纬度增加而增加, 并在海拔梯度上呈单峰格局。运用广义线性模型分析公路边缘效应(反映生境干扰)、气候、地形和土壤等环境因素对物种丰富度分布格局的影响。等级方差分离的结果显示, 公路两侧的生境干扰对入侵种和乡土种的丰富度格局均具有首要影响。在自然环境因子中, 降水量是入侵植物丰富度的主要限制因子, 而乡土物种丰富度则主要受到地形因子尤其是坡向的影响。结构方程模型的分析结果也表明, 乡土植物和入侵植物丰富度之间的负相关关系反映了二者对环境响应的差异。本文结果支持物种入侵的资源可利用性限制假说, 并强调了人类活动对生物多样性的负面影响; 乡土植物或已较好地适应了干旱河谷气候, 但并没有显示出对外来物种入侵的抵抗作用。     

伊洛河流域外来草本植物分布格局

外来生物入侵及其防治已经成为生态学关注的重点和热点问题.目前的研究主要集中在外来入侵种上,然而入侵种仅占外来种中很少一部分,因此,研究外来种现有分布格局对研究生物入侵及其防治有重要意义.以伊洛河流域草本植物群落中的外来种为对象,沿河从河源地到入黄河口选取典型样地,在调查流域内草本植物群落中物种组成的基础上选取外来种,并对外来种种类组成及其分布格局进行研究.结果表明:流域内有外来草本植物27种,分属于15科,种类较多的科为菊科、苋科和豆科;引入方式以有意引种为主.流域横向不同生境间,河滩地在水流的养分富集、季节性洪水物理干扰及人为活动扰动作用下,呈现出受外来种分布较多,而受人类活动扰动最强且营养丰富的农田分布较小的分布格局;纵向环境梯度下,上游河源山地属于自然植被区,人为干扰较轻,且受外来种影响较小;中游丘陵区从自然生态系统向农业生态系统的过渡区域,人类活动的扰动有所加强;下游平原农业区,人类活动强烈,区域内以人工生态系统为主,群落物种组成简单但受外来种影响最大,受自然环境和人类活动的双重影响.不同物种在不同生境间差异明显,其中,小蓬草、钻叶紫菀和反枝苋广泛分布于3种生境中.总体上,伊洛河外来草本植物分布格局在自然因素的基础上强烈受人为因素的影响,呈现出从上游到下游逐渐增多的趋势.     

北京市典型公园外来入侵植物分布格局

近年来城市发展迅速,生境破碎化加剧,生物入侵的风险大大增加。外来入侵植物已入侵城市绿地生态系统,部分已成为城市公园生境中的优势种,占据本地植物生存空间、威胁本地植物生物多样性。为研究北京市公园外来入侵植物分布格局,以北京市4个不同功能区(核心区、拓展区、近郊区和远郊区)为研究区域进行外来入侵植物调查,基于19个典型公园的255个样方调查数据,对比不同功能区公园外来入侵植物组成和分布格局。调查共记录外来入侵植物40种,隶属于12科29属,其中菊科为优势科、一年生草本居多,牛膝菊(Galinsoga parviflora)和小蓬草(Erigeron canadensis)的频次和生态位宽度较大,分布较广泛,大狼杷草(Bidens frondose)和凹头苋(Amaranthus blitum)的优势度最大,资源竞争能力较强。外来入侵植物在拓展区公园的丰富度最高,核心区最低,对四个功能区的对比分析结果表明:(1)拓展区公园的外来入侵植物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度和Pielou均匀度指数均显著高于核心区和远郊区,外来入侵植物Simpson指数则呈现出远郊区显著高于拓展区和近郊区的特征(P<0.05),本地植物则正好相反;(2)拓展区公园的外来入侵植物入侵强度系数(Invasion intensity index,III)最高,且显著高于核心区(P=0.008),其他功能区之间无显著差异;(3)核心区公园与其他三个区群落组成不同,其余三个功能区均较为相似。研究表明北京市公园外来入侵植物的丰富度除核心区以外整体上与城市化梯度呈正相关,核心区公园植物群落抵御外来入侵植物的能力较弱,拓展区公园植物群落中外来入侵植物丰富度高、分布均匀并处于优势地位,需及时治理。     

北京地区外来入侵植物分布特征及其影响因素

为研究北京地区入侵植物扩散与分布规律,探讨影响入侵植物分布的驱动因子,对北京郊区12区县入侵植物分布情况进行了实地调查,分析了北京地区入侵植物的水平分布格局和其随海拔梯度的变化规律,并对影响入侵植物种数和分布的各类因子进行了相关分析。结果表明:北京地区共有外来入侵植物47种,不同区县入侵植物物种数量差别较大,通州、门头沟等外来入侵植物分布较多;并形成3个明显的集中分布区域。入侵植物在不同海拔高度都有分布,其数量随海拔梯度的变化规律表现出线形关系,低海拔区域100—900 m是外来入侵植物分布数量较多的海拔范围。通过对不同影响因子与入侵植物物种多度相关分析表明,进口额、一级公路密度与外来入侵植物数量显著负相关,而与林木覆盖率显著正相关,这些结论与入侵植物分布与扩散一般规律相悖,这与北京地区森林起源与以及人类活动对于植被干扰多样性和不确定性形成的景观破碎化有关,多样性干扰为更多植物入侵提供了可能性。入侵植物分布格局和多样性人为活动的干扰使其防控难度加大。     

干扰强度对群落中紫茎泽兰种子萌发、幼苗定居和生长的影响

干扰与外来植物入侵密切相关,种子萌发和幼苗定居是植物生活史中最脆弱、也是外来植物入侵最关键的阶段.为研究干扰在恶性外来入侵植物紫茎泽兰成功入侵过程中的作用,采用人工牧草群落代替自然群落,人为干扰(去除不同面积的牧草)模拟自然干扰的方式,研究了紫茎泽兰入侵初期种子萌发、幼苗定居和生长对不同干扰强度的响应与适应.结果表明:...     

河岸带生态系统退化机制及其恢复研究进展

恢复和重建自然和人为干扰导致的退化河岸带生态系统是目前恢复生态学、流域生态学等学科研究的重要内容之一．对河岸带生态系统的干扰表现在河流水文特征改变、河岸带直接干扰和流域尺度干扰3个方面,分别具有不同的影响机制．河流水文特征改变通过改变河岸土壤湿度、氧化还原电位、生物生存环境以及沉积物传输规律对河岸带生态系统产生影响;河岸带直接干扰通过人类活动及外来物种入侵而直接影响河岸带植被多样性;流域尺度干扰则主要表现在河道刷深、河道淤积、河岸带地下水位降低和河流冲刷过程改变等．河岸带生态恢复评价对象包括河岸带生态系统各要素,评价指标已从单一的生态指标转向综合性指标．河岸带生态恢复应在景观或者流域尺度上进行考虑,识别对其影响的生物和物理过程以及导致其退化的干扰因子,通过植被重建与水文调控来进行．扩展研究尺度和研究对象及采用多学科的研究方法将是今后相关研究中的重要问题．     

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。     

神农架地区珍稀植物沿河岸带的分布格局及其保护意义

在神农架香溪河流域从源头到河口的不同海拔高度沿河岸带共设置 4 0个与河流方向平行的10 0m× 10m的样带 ,进行了植物群落学调查研究 .结果表明 ,沿河岸带分布有珍稀植物 14种 ,占神农架地区珍稀植物总数的 4 2 .4 % .这些珍稀物种主要分布在海拔 12 0 0～ 180 0m山地常绿阔叶落叶阔叶混交林带 ,珍稀植物种类的物种丰富度在中等海拔高度上最大 .珍稀植物的种类可划分为低海拔、中等海拔和高海拔 3组 .针对珍稀植物的分布特点 ,明确指出应重视河岸带在生物多样性、尤其是珍稀物种保护方面的重要作用 .     

乌江河岸带维管植物区系的初步研究

对乌江河岸带维管植物区系的研究结果表明,河岸带共有维管植物69科187属302种,其中蕨类植物9科10属16种,裸子植物1科1属1种,被子植物59科176属285种。生活型以草本为主,其次是灌木。科、属、种的分布区类型多样,在科级水平上有7个类型和4个变型,在属级水平上有13个类型和10个变型,在种级水平上有15个类型和13个变型。地理联系较为广泛,与北温带植物区系联系最为紧密,其次是泛热带植物区系和东亚植物区系。科、属的优势现象较为明显。该河岸带植物区系呈亚热带性质,与热带植物区系有较高的亲缘关系。     

清潩河(许昌段)流域生物群落特征及其与环境因子的关系

以清潩河(许昌段)流域为研究对象,通过野外调查和室内测定,对水生植物、河岸带植物和大型底栖动物的群落特征、水体和表层沉积物的环境因子特征进行研究,分析清潩河流域内的生物多样性.结果表明: 流域内共有水生植物12种,河岸带植物66种,大型底栖动物10种.群落间环境因子变异较大,其中,水体的铵氮、总氮、总磷、表层沉积物的氧化还原电位、重金属镉、汞、锌的变异显著.典范对应分析表明: 水体理化性质如化学需氧量、温度、pH、溶解氧、总磷是影响水生植物的关键环境因子;水体氧化还原电位、pH和表层沉积物的镍、汞、有机质、铅、镉是影响河岸带植物分布的关键因子;表层沉积物的pH、温度、氧化还原电位、砷、铅、镍和水体温度是影响大型底栖动物的关键环境因子.清潩河(许昌段)流域水质污染严重,生物群落多样性低,沿河的污水处理及保护与恢复生物类群的工作迫在眉睫.     

黄河干流河岸带植物群落特征及其影响因子分析

作为河岸带生态系统的关键组成部分,河岸带植被为许多动植物提供了栖息地以及迁徙或扩散的廊道,并对非点源污染物有着缓冲和过滤作用。黄河是我国湿地的重要组成部分,也是生物多样性分布的关键地带。但是,目前黄河水资源的过度利用如农业灌溉和干流拦河水利工程的兴建在很大程度上改变了原有的水文情势,对河岸带植被发育带来了不利影响。另外,黄河两岸的加固硬化进一步破坏了河岸带植物的生存环境。然而,过去对于黄河河岸带植被仅有对个别河段的调查。为了解目前黄河河岸带植被现状,于2008年4-6月及2008年9-10月对黄河干流河岸带植被进行了两次系统调查,以期为黄河河岸带植被多样性的保护、河岸带的开发管理提供理论支持。对群落的物种组成、多样性进行了分析,并采用双向指示种分析法对黄河干流河岸带植被进行了数量分类。共采集到木本和草本植物169种,隶属于37科124属。区系分析表明黄河干流河岸带植被区系地理成分多样。空间分布方面,中游河段草本植物无论在种类数、密度、生物量上都较上游和下游河段丰富。TWINSPAN将植被划分为17个群落,论述了各群落的特征。环境分析表明,影响黄河干流河岸带植被空间分布的主要生态因子是海拔、年均气温、年均降雨量、年均径流量和平均最大流速。       

Comparisons in water relations of plants between newly formed riparian and non-riparian habitats along the bank of Three Gorges Reservoir,China

The water table in the Three Gorges Reservoir (TGR) rose significantly since the construction of the Three Gorges Dam across the Yangtze River. Little is known about how such a change in local hydrological condition will affect the ecophysiology of plants along the bank of the world’s largest reservoir. In this study, water relations of the dominant plants were investigated over an entire year period by comparing stable isotope compositions of xylem water, leaf water potentials and foliar carbon isotope ratios at a newly-formed riparian site near the river bank and two non-riparian sites at higher elevations. The isotopic compositions of xylem water indicated that the plants in the newly-formed riparian zone acquired water mainly from the soil previously infiltrated by local rain rather than the Yangtze River water. Predawn and midday water potentials of the riparian trees were also similar to those at the non-riparian sites. Leaf δ¹³C values of plants across the three sites also showed no difference, even though there was a significant difference among species. Our results indicate that plants at the newly formed transient riparian area along the bank of TGR do not depend on the Yangtze River water for their water sources and that rising water levels in this reservoir may not lead to immediate changes in water relations of the plants along the bank. Communicated by K. Winter.     

九龙江源头山地河流河岸带植物区系研究

在野外调查、标本采集和综合分析国内有关山地河流河岸带植被研究的基础上,探讨山地河流河岸带植物区系特征。调查表明：九龙江源头山地河流共有维管植物145科390属574种,其中蕨类植物29科54属80种,裸子植物6科8属10种,被子植物110科328属484种。综合分析表明,山地河流（以九龙江源头河段为例）河岸带植被具有如下典型特征：（1）植物区系组成丰富,优势科、属明显,单型属、单种属和少种属,单种科、少种科比例大;（2）植物区系起源古老,珍稀、孑遗植物众多;（3）区系地理成分复杂,联系广泛,能充分反映区域气候、地形地貌和人为活动等自然和人为干扰条件。表明山地河流河岸带在区域生物多样性保护中具有极其重要的价值。     

Riparian vegetation’s responses to the new hydrological regimes from the Three Gorges Project: Clues to revegetation in reservoir water-level-fluctuation zone

The new hydrological regime brought about by the Three Gorges Project is the absolute opposite of the natural flood rhythms of the Yangtze River. Flooding timing, duration, frequency, rate of change and magnitude in the Three Gorges Reservoir (TGR), as important factors in affecting riparian vegetation, are completely different from the natural Yangtze Rivers’. The riparian vegetation plays important roles in stabilizing riverbanks, maintaining local biodiversity and improving water quality. Pre-dam and postdam riparian vegetations along the Yangtze River basin in the Three Gorges Reservoir Area (TGRA) were investigated in 2001 and 2009, respectively. The investigation of pre-dam riparian vegetation in 2001 showed that about 405 vascular plant species belonging to 240 genera of 83 families were distributed in the natural water-level-fluctuation zone (WLFZ) of the Yangtze River. However, only 231 vascular plant species belonging to 169 genera of 61 families were found in the WFLZ of the TGR in 2009. The changes in riparian vegetation resulted in the formation of a bald WLFZ with a 30 m magnitude in the TGRA. Although certain perennial species could be repeatedly detected in both field surveys, these are unsuitable for revegetation in the WFLZ of the TGR. This unsuitability is due to their survival via seed germination, and death in subsequent winter flooding. We propose a list of local plants that may be used to recover and re-establish riparian vegetation in the WFLZ of the TGR. We suggest that numerous physiological experiments be performed to assess how the adaptable mechanisms of riparian plants from the TGRA will respond to winter flooding. Endangered wetland shrub species such as Rhamnus tzekweiensis and Buxus ichangensis, which are confined to the riverbanks of the Yangtze River in the TGRA, should be conserved.     

Disturbances and species distribution of the riparian vegetation of a Rift Valley stream

The Njoro River riparian vegetation species composition, distribution, disturbances and uses are presented and discussed. Montane Juniperus procera-Olea europaea spp. africana and submontane Acacia abyssinica forests were identified as the main riparian vegetation groups. Approximately 55% of the riparian vegetation species are used for herbal medicine, treating more than 330 health problems, and only 11% of the plants are edible. Albizzia gummifera in the Syzygium cordatum-Pittosporum abyssinicum-Hibiscus diversifolius forest is cut selectively for herbal medicine preparations. Disturbances on the riparian vegetation zone are broadly classified as those induced by man, livestock and wildlife. Comprehensive effects of disturbance included loss of vegetation vertical strata, increase/decrease of species diversity, introduction of alien plant species, and reduction of plant sizes and vegetation hectarage. The effects of grazing on the vegetation were severe around livestock watering points. Grazing and browsing by wildlife were the main disturbances of the vegetation near the Njoro River estuary at the Lake Nakuru National Park. Periodic flooding, as a natural disturbance, regulates growth and survival of vegetation at the Lake Nakuru drawdown. Quantification of species diversity and the extent of disturbance by humans and livestock is important for future management of the vegetation and, consequently, the river.