古尔班通古特沙漠南部植物多样性及群落分类

采用分层取样的方法,以1000m2/样地为最小观测面积,对古尔班通古特沙漠南部61样地植物多样性进行了调查。发现92个物种,隶属于22科71属,单种科、单种属多,区系优势现象明显。草本植物占总物种数的81.5%,短命植物占43.5%,对物种丰富度和盖度的空间变化起决定作用。属的区系成分分析表明地中海、西亚至中亚分布型成分占大多数,具有典型的地中海旱生植物区系分布特征。总物种数,草本物种数,短命植物物种数与纬度显著负相关,与经度和海拔显著正相关。从南到北,总盖度、草本盖度和短命植物的盖度显著下降,灌木的盖度则增加,从西到东,总盖度、草本盖度和短命植物的盖度显著增加,而灌木的盖度则减少。采用多元回归树(Multivariate regression trees,MRT)方法,根据纬度、土壤pH值和海拔,将61样地分为4个群落。结合降水在古尔班通古特沙漠由西到东,由南到北梯度变化所导致的物种多样性的变化,推测如果未来降水持续增加,古尔班通古特沙漠草本植物的优势将更加明显。     

降水控制对荒漠植物群落物种多样性和生物量的影响

在全球气候变化背景下,干旱和极端降水事件将对荒漠区植物群落物种多样性和生产力产生深远影响,研究植物群落应对降水变化的响应机制对于荒漠生态系统的科学管理具有重要意义。通过人工增减雨措施利用遮雨棚和滴灌技术对研究区的降水量进行人为调控,探究极端干旱、干旱和降水增加等条件对荒漠植物群落物种多样性和生物量的影响。结果表明:经过一年的降水控制处理,发现灌木和草本层片物种多样性指数在极端干旱、干旱和降水增加等试验处理中差异不显著;灌木的生物量对不同降水控制条件的响应也不显著,而草本层片地上生物量对降水变化的响应最为明显,并随着降水量的增加呈线性增长趋势,极端干旱处理(D1)条件下草本生物量为(10.54±2.36)g/m~2,当降水增加50%(W1)后,草本生物量可达到(105.69±28.60)g/m~2;草本地上生物量与土壤浅表层(40cm)的含水量之间显著相关(P0.05),草本层片生物量与短期(一年)降水波动显著相关。通过定位控制试验进一步探究长时间序列降水变化如何作用于荒漠植物群落特征,研究结果对全球气候变化背景下荒漠生态系统响应机制方面的研究提供数据和理论支撑。     

模拟降雨量变化对黄河三角洲湿地植物群落特征的影响

气候变化背景下,降雨变化能够深刻影响河口湿地土壤水盐条件,而土壤水盐条件是影响植物群落特征的关键环境因子。本研究以黄河三角洲湿地植物群落为对象,依托野外降雨控制试验平台(减雨60%、减雨40%、自然对照、增雨40%、增雨60%),探讨了经过6年降雨处理后湿地植物群落特征对降雨量变化的响应及机制。结果表明: 随降雨量增加,土壤电导率显著降低,土壤湿度显著增大。降雨量变化影响了植物群落物种组成,增雨处理降低了碱蓬和盐地碱蓬的优势地位,提高了荻和白茅的优势地位。随降雨量增加,植物群落Shannon指数和Margalef丰富度指数显著提高。与对照相比,增减雨处理均降低了群落频度、多度和盖度,增雨60%处理群落频度显著降低54.9%,减雨60%、减雨40%、增雨40%、增雨60%处理群落多度分别显著降低38.9%、33.8%、35.8%和45.7%。随降雨量增加,植物群落地上生物量显著增加,但可能受淹水胁迫的影响,增雨60%处理地上生物量显著低于增雨40%。Margalef丰富度指数与地上生物量呈显著正相关;地上生物量、Shannon指数、Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数均与土壤电导率呈显著负相关;地上生物量与土壤湿度呈显著正相关。降雨量变化通过改变黄河三角洲湿地土壤水盐条件显著影响了植物群落生长特征、物种组成和多样性。     

荒漠草原区不同生活型植物生长对降水变化的响应

在全球气候变化背景下,降水变化对植物群落动态将产生深远的影响。以黄土高原西部荒漠草原为对象,通过野外降水控制试验,研究不同生活型植物丰富度、密度、盖度、高度和地上生物量对降水变化的响应。结果表明: 降水处理对一年生草本植物的丰富度、密度、盖度的影响在降水试验第3年(2015年)达到显著水平,以减水处理最低,植物高度对降水变化的响应更敏感,3年间,均以减水40%处理最低;植物生长和地上生物量对减水处理的负响应幅度大于对增水处理的响应。多年生草本植物的丰富度、密度和盖度在第3年以减水处理显著低于增水40%处理,但与对照无显著差异;植物高度3年间均以减水40%处理最低;丰富度、盖度、高度对减水处理的负响应幅度大于对增水处理的正响应,但地上生物量对增水40%处理的正响应较强。灌木的丰富度、密度、盖度和地上生物量对增减水20%处理的正响应最明显,可能与灌木在该处理分布相对集中有关。降水减少抑制了草本植物的生长,但对一年生草本植物的抑制作用更强,降水增加在一定程度上促进了多年生草本植物的生长和生物量积累。一年生草本植物的生长和生物量随降水年际变异波动明显,灌木受降水改变的影响相对较小,降水变化对黄土高原西部荒漠草原植物群落组成与功能将产生显著的影响。     

不同恢复措施对内蒙古乌拉特中旗荒漠草原植物群落的影响

处于干旱地区的内蒙古荒漠草原，在防风固沙、生物多样性保育等方面发挥着重要的生态功能。近年来由于人类活动的干扰及气候变化的影响，内蒙古荒漠草原生态系统发生了严重的退化。如何有效恢复荒漠草原的生态功能是当前亟待解决的问题，科学合理地进行人为定向培育是荒漠草原植物群落恢复与重建的重要措施。本研究以乌拉特中旗荒漠草原为对象，通过控制实验探讨了不同退化程度下植物群落结构及地上生物量对不同恢复措施的响应。结果表明：在重度退化的荒漠草原生态系统，短期封育提高了杂类草的相对盖度，使群落地上生物量增加2.11倍；添加有机肥提高了禾草物种丰富度，使群落地上生物量提高了3.97倍；补播显著提高了植物群落的盖度、密度，使群落地上生物量提高了9.76倍。在重度沙化区，补播显著提高了群落的盖度、密度、地上生物量，但对物种多样性无显著影响。在中度退化区，添加复合肥显著降低了短花针茅群落杂类草物种数，提高了禾草及植物群落的地上生物量；添加复合肥显著提高了柠条锦鸡儿-丛生禾草群落中禾草物种丰富度，但对植物群落盖度、密度及地上生物量无显著影响；喷施叶面肥显著降低了藏锦鸡儿-灌丛化禾草群落杂类草的盖度和密度，提高了禾草的地...     

物种多样性及生物量与地下水位的关系——以海流兔河流域为例

以3条样带上117块植被群落调查样方为基础资料,研究了海流兔河流域植被物种多样性及生物量与地下水位之间的关系。结果表明:1)地下水位高低及地貌类型均会影响草本层植物群落组成及优势种构成。滩地样地中,随地下水位降低,优势草本的更替方向为寸草,芨芨草,马蔺,狗尾草,碱茅;沙坡样地中,优势草本的更替方向为大针茅,沙鞭,沙蓬,沙打旺。2)地下水位为1.5 m时是草本植物群落生长发育最适宜区域,物种多样性及丰富度达到最大,而灌木层物种多样性及丰富度随地下水位下降呈现波动变化的特征;当地下水位埋深小于5.0 m时,草本层物种多样性及丰富度明显高于灌木层,在地下水位埋深大于5.0 m时,草本层物种多样性指数开始出现低于灌木层的现象。3)草本植物多样性及丰富度和生物量之间关联性不强,滩地样地中,草本层地上生物量及地下生物量在地下水位为1.8 m时具有最大值,但植物群落结构较为单一;沙坡样地中,地上生物量最大值出现在地下水位为5.0 m的区域内,而地下生物量最大值出现在地下水位为3.5 m时。综上,物种多样性、地上及地下生物量与地下水位都不是简单的线性关系,而是有一个最适水位;高于或低于这个最适水位,多样性和生物量都会下降。     

退化植物群落结构及其物种组成在人为干扰梯度上的响应

在岷江上游大沟流域,沿着人为干扰梯度,调查了退化榛栎群落的结构及其物种组成变化。结果表明：（１）除密度外,群落木本层的结构特性（密度、高度、生物量、基径面积和物种多样性）与干扰强度的增加呈负相关,而其草本物种多样性、生态优势度呈正反应,但地上生物量变化呈现相反的趋势;（２）根据群落内植物种群密度（或盖度）在干扰梯度上的响应变化,群人４７个种可基本上分成３个反应种组：１６个为扩展种（ｉｎｖａｓｉｖｅ     

宁夏云雾山典型草原灌丛化过程中植被和土壤演变特征

干旱半干旱区灌木、半灌木等木本植物的分布面积持续增加(灌丛化)显著改变了原有植被景观及生态过程,但缺乏对长期封育过程中灌木物种取代草本物种进而影响草地群落组成、结构和功能的研究。为揭示长期封育措施下典型草原灌丛化特征及地上/地下植物群落的响应规律,研究通过对宁夏云雾山典型草原同一封育草地不同时间(2010年、2016年、2021年)植物群落(物种重要值、丰富度、多样性和生物量)和土壤特性(土壤容重、土壤水分及储水量、养分、pH)的定点观测,探讨了长期封育过程中灌木物种矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)驱动的植被和土壤特性变化。结果表明,(1)灌木矮脚锦鸡儿已经取代草本植物成为封育草地的优势种,群落中灌木生物量、总生物量以及盖度、高度显著增加,但对植物密度的影响较小;(2)灌丛化过程中草地群落Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著降低,而Pielou均匀度指数显著增加;(3)灌丛化引起土壤深层(60-100 cm)容重显著增大,土层储水量随土层深度的增加呈先减少后增加的趋势;(4)灌丛化使得土壤有机碳含量在浅层(0...     

克氏针茅草原群落物种多样性与生物量关系对放牧强度的响应

放牧强度引起的草原植物群落物种多样性与地上生物量变化是近年来草地生态系统研究的热点问题。以内蒙古锡林郭勒克氏针茅草原为研究对象,探究植物群落结构特征、物种多样性与地上生物量之间相互关系及其对不同放牧强度的响应。结果表明：随着放牧强度的增加植物群落结构逐步向退化方向演替;植物群落高度逐渐降低（P<0.05）,密度逐渐增加（P<0.05）,盖度总体呈下降趋势（P<0.05）;植物群落和原有群落优势种地上生物量总体呈下降趋势（P<0.05）,而退化指示物种的地上生物量逐渐增加（P<0.05）;轻度、中度放牧条件下群落物种Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数均显著高于重度放牧（P<0.05）;地上生物量与Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数呈正相关关系,而与Simpson指数呈负相关关系。综上所述,克氏针茅草原植物群落结构和功能在不同放牧强度下产生不同的响应,适度放牧有利于提高群落物种多样性与生物量。     

公路建设对雾灵山自然保护区植被的影响

选取雾灵山自然保护区莲花池至燕山主峰段盘山公路周边的植被为对象,调查分析了公路建设对沿线植被组成、盖度、密度、生物量的影响。结果表明:1)公路干扰作用下,公路沿线乔木数量减少,但出现不同种类的幼龄乔木;草本植物群落生物量较高,物种丰富度指数、多样性指数较高。2)随样地与路肩距离的增加,草本与灌木层植物群落的生物多样性逐渐降低,乔木层植物群落的密度、高度、胸径均有所增加;距离路肩30m以上时,灌草植物群落组成趋向稳定;距离路肩150m以上时,乔木层植物群落结构趋于稳定。3)公路对植被的干扰作用包括正负2种,乔木层主要受负干扰影响,灌木和草本层主要受正干扰影响,且灌草植物群落所受的干扰作用大于乔木植物群落。4)公路干扰对于边坡上、下区域植被群落物种丰富度影响强度不同,对上边坡植物群落的影响大于下边坡植物群落。     

Response of Alpine Plants to Nitrogen Addition on the Tibetan Plateau: A Meta-analysis

To identify the general effects of nitrogen addition on alpine plants, we used a meta-analysis approach to synthesize 599 observations from 51 studies on the Tibetan Plateau. Nitrogen addition significantly increased plant height by 19.0 %, plant biomass by 29.7 %, graminoid aboveground biomass by 89.8 %, and sedge aboveground biomass by 75.6 % but significantly decreased legume aboveground biomass by 34.5 %, forb aboveground biomass by 23.8 %, and species richness by 11.2 %. The effect of nitrogen addition on aboveground plant biomass and plant height increased with increasing the nitrogen addition rate. The effect of nitrogen addition on plant height increased with increasing mean annual precipitation but decreased with increasing mean annual temperature. Our findings suggested that the effect of nitrogen addition on alpine plants varied with plant functional types and nitrogen addition rate. In addition, climatic warming and precipitation changes may regulate the response of alpine plants to nitrogen addition on the Tibetan Plateau.     

草原化荒漠草本植物对人工施加磷素的响应

荒漠地区因土壤水分和养分含量较低而限制了植被的生长,且磷素对于植物的生长具有重要的作用。利用人工施加磷素的控制实验研究了不同磷肥处理对荒漠区草本植物物种丰富度、多度、盖度、生物量、植物株高等群落学特征的影响。实验表明：物种丰富度和多度在施肥量分别为12.5,25和50 g?m-2的梯度下,施肥当年和第二年相较于对照均有所降低,且施肥梯度越高,降低越明显;植被盖度和地上部生物量则在两年的实验中表现出相似的规律,在不同的施肥梯度下均有所提高,高肥处理对其促进作用更大,且在降水充足的07年高于降水较少的08年,说明水肥耦合更有助于群落生产力的提高;优势种株高则对磷素的响应存在种间差异,年际间的差异也较大,这或许与荒漠植物本身特有的生物学特性有关。     

沙质草地不同生活史植物的生物量分配对氮素和水分添加的响应

以氮素和水分(冬季增雪和夏季增雨)为控制因子, 开展相关田间控制实验, 分析不同功能群(以生活史为划分依据)尺度和群落尺度植物生物量分配格局对氮素和水分的响应, 得出以下结论: 1)一年生植物的繁殖生物量比重明显高于多年生植物, 而多年生植物种的叶/地上生物量比值显著高于一年生植物; 2)一年生植物对氮素和水分添加的响应剧烈, 氮添加耦合夏季增雨、氮添加耦合冬季增雪显著增加了一年生植物的繁殖生物量比重和叶生物量比重。多年生植物对氮素和水分添加的响应不敏感, 表现为多年生植物的各器官生物量分配格局对氮素添加和水分添加的响应不明显。3)氮素添加和水分处理改变了群落尺度生物量分配格局: 氮素添加耦合冬季增雪处理降低了群落植物的繁殖生物量比重和茎生物量比重, 提高了群落植物的叶生物量比重。4)冬季增雪和夏季增雨与氮素添加的交互作用对群落生物量分配格局的改变不同。夏季增雨耦合氮素添加处理下群落的茎生物量比重显著提高, 群落茎生物量分配的改变引起群落的垂直结构发生改变。冬季增雪氮素处理下群落的叶生物量比重增加, 但茎生物量比重增加不明显。冬季增雪也改变了群落的结构和功能。     

黄土高原不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律

叶片作为植物与外界进行物质交换的桥梁,其解剖性状能够相互协调以应对外界环境对植物生长造成的不利影响,从而反映出植物对环境变化所采取的适应策略。通过对黄土高原不同植被带(森林草原带、典型草原带、荒漠草原带)草地群落中常见115种植物(包括单子叶植物,双子叶植物,木本植物和草本植物四种功能型植物)叶片进行取样,并运用石蜡制片技术和光学显微技术获得叶片解剖性状(包括表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶肉厚度和叶片厚度),旨在研究不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律及其与群落内物种相对优势度之间的关系,为黄土高原植被恢复和生态环境改善提供理论依据。结果表明：(1)沿着干旱梯度,从森林草原带、典型草原带到荒漠草原带,除叶肉厚度外,植物各叶片解剖性状值均呈现增大趋势,表明干旱地区叶片的旱生结构特征明显。(2)不同功能型植物叶片解剖性状与环境因子的关系各异。木本植物和草本植物的栅栏组织厚度和栅海比均与降水和土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)。同时,木本植物的叶片厚度与水分呈显著负相关关系(P<0.05),而草本植物表皮厚度仅与土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)...     

两种入侵植物与三种本地植物根系特征的比较研究

以菊科2种入侵植物飞机草(Chromolaena odorata(L.)R.M.King&H.Rob)和紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Speng)以及生活型相似的3种本地植物异叶泽兰(Eupatorium heterophyllum DC.)、佩兰(Eupatorium fortune Turcz.)和白头婆(Eupatorium japonicum Thunb.)为研究对象,以单种为对照,分析5种植物的株高、生物量以及细根形态和结构特征对混种(竞争)的响应。结果显示,在单种情况下,2种入侵植物的株高和地上生物量比3种本地植物高。2种入侵植物的株高和地上生物量在单种和混种下无显著差异,但在混种下3种本地植物的株高、地上生物量、根生物量、细根长度、细根表面积和体积与单种相比显著降低。在混种情况下,2种入侵植物的根组织密度显著降低,但比根长和比根面积仅在紫茎泽兰中显著增加。5种植物在单种和混种下的株高与细根长度、根生物量呈显著正相关,地上生物量与细根体积、表面积呈显著正相关。主成分分析结果表明入侵植物位于株高和地上生物量更高的一端。说明在与本地植物竞争的过程中,飞机草和紫茎泽兰能通过调整根系碳投资策略实现更强的竞争力。     

黔中天龙山典型喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系

为探究喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系,该文以黔中普定县喀斯特天龙山典型次生林样地为研究对象,采取单物种及不同径级组地上生物量模型计算优势种及群落生物量,采用空间分布图描述环境因子与群落地上生物量空间分布状况,利用相关性检验(Pearson)、一般线性模型(GLM)以及冗余分析(RDA)讨论群落、生活型、物种地上生物量与环境因子的关系。结果表明：(1)喀斯特次生林群落地上生物量总量为106.94 t·hm^-2,优势种地上生物量占整个样地的91.77%,其中常绿植物高于落叶,窄叶柯(Lithocarpus confinis)与化香树(Platycarya strobilacea)地上生物量在群落中占比最高,分别为34.23%和34.37%。(2)岩石裸露率空间分布呈现明显的上下梯度差异,上坡显著大于下坡,坡度与土壤厚度空间分布不连续,无明显规律。(3)群落地上生物量与土壤厚度呈显著正相关,二者空间分布趋于一致,土壤厚度是群落地上生物量的主要影响因子,岩石裸露率与坡度对群落地上生物量的影响较低。(4)对于不同生活型,岩石裸露率对地上生物量的影响程度最高,土壤厚度...     

Estimating aboveground herbaceous plant biomass via proxies: The confounding effects of sampling year and precipitation

Direct measurements of aboveground plant biomass are often not feasible, thus various biomass proxies are in use. To obtain biomass estimates, these proxies are calibrated against actual biomass, and the resulting proxy-biomass relationship is often used across multiple years and experimental treatments within a study. We investigated how the proxy-biomass relationship varied across years and considered interannual precipitation variability as a contributing factor.We sampled a perennial grassland for ten consecutive years (2003–2012) in central Hungary and estimated vegetation cover and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI); two frequently used biomass proxies representing two contrasting methods. Aboveground live herbaceous plant biomass was harvested from each plot after sampling, and regression models were used to assess the relationship between biomass proxies and actual aboveground biomass.We found that cover and NDVI were equally effective at estimating biomass. However, the relationship between either biomass proxy and actual biomass varied amongst years, and this was related to the amount of precipitation. In wetter years, proxy-biomass relationships were steeper than in drier years.These results indicate that using the same proxy-biomass relationship across different years or precipitation regimes may not be valid and may introduce systematic error into biomass estimations in long-term studies or precipitation manipulation experiments.     

模拟增温和功能群去除对岷江冷杉幼苗存活和生长的影响

通过模拟增温和功能群去除试验,研究不同功能群的草本植物在岷江冷杉幼苗更新定植过程的作用,分析其在温度升高条件下生理指标的变化.结果表明:增温提高了岷江冷杉幼苗的存活率和植物体内非结构性碳水化合物含量,但抑制了幼苗的生长和根冠比.岷江冷杉幼苗的非结构性碳水化合物含量,尤其是可溶性糖含量与存活率呈显著正相关.不增温处理中,草本植物降低了幼苗的存活率,促进幼苗的株高生长和地上生物量积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累;增温处理中,杂类草的存在提高了幼苗的存活率,莎草科则显著抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗的高生长和地上生物量积累.模拟增温提高了林线树种岷江冷杉幼苗的存活率,但使其面临来自草本植物更剧烈的竞争,抑制其生长.     

五种高山植物的个体生长在融雪梯度上的变化

在青藏高原东部的一个天然高山雪床,沿着融雪从早到晚的顺序设置3个融雪梯度部位,并对每个梯度部位的环境因子和5种典型植物的个体生长特征进行测量和比较.结果表明:3个梯度部位间的融雪时间、土壤含水量和地表温度日较差有显著不同,而土壤营养成分(总N、总P、总K、可溶性的N、P)及pH无明显变化.根据个体生长在融雪梯度上的变化趋势,5种植物可分为3种类型:第1类包括黑褐穗苔草(Carex atrofusca subsp. minor (Boott) T. Koyama)和西北黄芪(Astragalus fenzelianus Pet.-Stib.),其株高、单株叶数、单叶面积和地上生物量随融雪的推迟而增加;第2类包括斑唇马先蒿(Pedicularis longiflora Rudolph var. tubiformis (Klotz.) Tsoong)和川西小黄菊(Pyrethrum tatsienense (Bur. et Franch.) Ling ex Shih.),其个体生长随融雪的推迟而下降;第3类包括长叶火绒草(Leontopodium longifolium Ling),其个体生长特征基本不随融雪时间而改变.