贡嘎山东坡典型植被类型土壤动物群落特征

为了掌握贡嘎山垂直植被带间土壤动物群落结构及多样性,2012年5月至10月间对贡嘎山东坡的常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林4种典型植被土壤动物群落进行了调查。共捕获土壤动物347只,隶属于10纲29目68类,其中山蛩属(Spirobolus)为优势类群。土壤动物的群落密度、生物量以及多样性呈常绿阔叶林落叶阔叶林针阔混交林暗针叶林趋势,其中密度、类群丰富度和Shannon-Wiener指数的变化具有显著差异(P0.05);落叶阔叶林和针阔混交林间的土壤动物群落结构差异明显,其他植被类型间的差异性受季节影响。从各功能群结构来看,腐食性和杂食性土壤动物占主要地位;各功能群的生物量均以常绿阔叶林和落叶阔叶林较高,针阔混交林和暗针叶林较低,而相对生物量的变化趋势各不相同,仅有腐食性功能群的生物量及植食性功能群的相对生物量在各垂直植被带间有显著差异(P0.05)。群落密度、生物量、类群丰富度、Shannon-Wiener指数以及腐食性和捕食性功能群的生物量与土壤温度呈显著相关(P0.05)。研究结果表明:贡嘎山东坡土壤动物的群落组成、多样性及功能群结构在各典型植被类型间有明显差异,土壤温度是影响土壤动物垂直分布格局的主要环境因子。     

五大连池新期火山熔岩台地不同植被类型土壤微生物群落的功能多样性

土壤微生物群落是陆地生态系统的重要生物活性成分,其结构和功能多样性直接影响到系统的碳、氮等生态过程,微生物群落功能多样性与地上植被类型变化密切相关,开展植被类型对土壤微生物群落功能多样性的影响研究具有重要意义。以五大连池新期火山熔岩台地苔藓、草本、灌丛、矮曲林、针阔混交林5种典型植被类型为对象,利用BIOLOG微孔板法研究不同演替阶段植被类型土壤微生物群落功能多样性特征。结果表明：不同植被类型土壤微生物群落功能多样性存在显著差异。平均颜色变化率（AWCD）随培养时间延长而逐渐增加,大小顺序为：苔藓 > 针阔混交林 > 矮曲林 > 草本 > 灌丛。灌丛土壤微生物多样性指数与其他植被类型间差异显著。主成分分析结果表明,主成分1和主成分2分别能解释变量方差的56.24%和29.59%,不同植被类型下土壤微生物的碳源利用格局差异主要是由氨基酸类和带磷基糖类引起,二者合计解释总变异量的47.51%。冗余分析表明,速效磷、铵态氮、C：N和pH对微生物功能多样性具有显著的影响,羧酸类、氨基酸类、酯类和胺类的降解更易受到环境因素的影响。研究结果为进一步探讨植被类型与土壤微生物之间在植被演替过程中的关系提供参考。     

基于1公顷样地的上海崇明岛人工林草本植物多样性及其对林冠结构的响应

为了研究城市森林草本植物多样性及其与冠层结构的关系,本文对上海崇明岛人工林1公顷样地的草本植被结构进行了调查分析,结果表明:(1)样地内共有草本植物40种,分属20科39属,以菊科种为主。(2)不同群落林下草本植被组成有明显差异,各群落林下草本植被优势种不同,物种多样性指数也不一样。香樟群落林下草本植物多样性指数最大,重阳木群落林下草本植物多样性指数最低。各指数变化趋势一致,均表现为常绿阔叶林(香樟林)落叶针阔混交林(水杉-重阳木林)落叶阔叶林(梧桐林)落叶阔叶林(重阳木林)。(3)同一群落林下草本植被组成有差异,不同密度梯度以及不同郁闭度梯度下各草本植被物种多样性指数均呈先增大后减小的趋势。     

鼎湖山森林群落多样性垂直分布格局的研究

根据鼎湖山10 m×1 200 m的植物固定样带调查,沿海拔梯度对植物群落分布格局及生物多样性特性进行了分析。结果表明,本固定样带有3个森林类型,5个群落类型,构成一演替序列,但在垂直梯度上有交错现象。生物多样性指数为:乔木层,中生性阔叶林>针阔混交林>阳生性阔叶林;草本层,针阔混交林>阔叶林。阳性草本植物为主的草本群大部分生长在阳性树种为主的阔叶林和针阔混交林下,但是林下微环境变化对草本层植物优势度的影响也较大,以耐荫植物为主的草本群在阳性树种为主的阔叶林和针阔混交林也有分布,表明相同群落类型林下小环境的变化。     

石灰岩山地淡竹林演替序列的群落物种多样性

为探明石灰岩山地淡竹林演替的物种多样性变化及其驱动因子,采用空间代替时间的方法,分析了江西省瑞昌市淡竹林演替序列的淡竹纯林、竹阔混交林和阔叶林3类群落15个样地的物种组成、多样性指数和环境因子。结果表明,从淡竹纯林演替至竹阔混交林、阔叶林过程中:(1)群落的种、属和科的数目逐渐增加,而群落相似性系数降低;(2)木本和草本植物多样性均渐次升高,阔叶林与竹纯林相比有显著差异,但草本植物的Simpson指数和Pielou均匀度指数以混交林最高,群落类型间差异不显著;(3)全群落和草本物种丰富度、草本Shannon指数与土层厚度和裸岩率有较密切关系,而与土壤养分、水分含量等因子无显著相关。分析认为,石灰岩山地淡竹林至阔叶林的演替过程中,土壤的累积和质量改善可能是推动演替过程多样性升高的重要因素,这在石灰岩地区的植被恢复工作中需予重视。     

土壤线虫群落对闽北森林植被恢复的响应

为了考察地上植物群落的演替与土壤线虫群落的相互关系,作者对闽北退化常绿阔叶林不同恢复阶段的土壤线虫群落进行了为期一年的定位研究。研究表明,线虫群落对植被不同恢复阶段有不同的响应,各恢复阶段线虫数量差异显著（P〈0.01）,从大到小依次为：荒地（Wj）、天然阔叶林（Cc）、针阔混交林（Clc）、针叶林（Pm）;土壤线虫数量的季节波动明显,属数与个体密度均体现为春季〉冬季〉秋季〉夏季,而夏季极显著少于其他季节（P〈0.01）;土壤线虫群落DG指数与丰富度指数从大到小依次为天然阔叶林、荒地、针阔混交林和针叶林。而多样性顺序却表现为：荒地〉天然阔叶林〉针阔混交林〉针叶林;不同恢复阶段土壤根系生物量、土壤理化特征存在明显的空间变异,并且线虫数量与根系生物量、土壤含水率、土壤孔隙度、土壤有机质、全氮以及速效磷具有显著正相关关系。因此,植被恢复过程中土壤线虫群落结构分异及其动态是一个重要的生态响应过程,能为进一步研究土壤生物在植被演替中的地位和作用以及土壤生物多样性保护提供基础数据。     

猫儿山不同海拔植被带土壤微生物群落功能多样性

为研究中亚热带森林土壤微生物群落功能多样性特征及其随海拔梯度的变化,应用Biolog微平板技术,对猫儿山不同海拔植被带(常绿阔叶林(EBF)、落叶阔叶混交林(DBF)、针阔混交林(CBF))土壤微生物群落功能多样性差异进行了比较。结果表明,不同海拔植被带土壤微生物群落功能多样性差异显著。土壤平均颜色变化率(AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,随着海拔升高,土壤AWCD值逐渐降低,大小顺序为EBFDBFCBF。土壤微生物群落Shannon指数和丰富度指数的总体趋势为EBF最高,DBF次之,CBF最低。不同海拔植被带土壤微生物群落均匀度指数之间差异不显著。不同海拔植被带土壤微生物对不同碳源的利用能力存在差异,其中EBF利用率最高,CBF利用率最低,氨基酸类、胺类和酯类碳源为各海拔植被带土壤微生物利用的主要碳源。主成分分析结果表明,主成分1和主成分2分别能解释变量方差的40.42%和15.97%,在主成分分离中起主要贡献作用的是酯类、胺类和氨基酸类碳源。土壤理化性质与土壤微生物群落功能多样性之间的相关性分析结果表明,微生物群落多样性的Shannon指数与全钾(TK)呈极显著正相关(P0.01),与含水量呈极显著负相关(P0.01),与总有机碳(TOC)、全氮(TN)、速效氮(AN)、有效P(AP)之间的相关性显著(P0.05)或极显著(P0.01),且为负相关。土壤TK含量和含水量可能是造成不同海拔土壤微生物群落功能多样性差异的主要原因。     

山西霍山森林群落林下物种多样性研究

在野外获得样方的基础上,采用多样性指数、丰富度指数、均匀度指数等对山西霍山森林群落林下灌木层和草本层的物种多样性进行了研究,结果表明,多数森林群落林下灌木层多样性指数和均匀度指数均高于草本层,而丰富度指数则相反。灌木层和草本层物种多样性指数的顺序为:针阔叶混交林>针叶林>落叶阔叶林,主要是由于针阔叶混交林兼有针叶林和落叶阔叶林的共同特征,因而具有较高的多样性。灌木层和草本层多样性指数、丰富度指数和均匀度指数在海拔梯度上呈单峰曲线变化趋势,即中海拔(1500 m)高度上物种多样性最大,这主要是由于在这一海拔范围内水热条件组合较好,人类活动干扰较少所致。     

岷江冷杉林皆伐后次生群落结构和物种多样性的演替动态

为阐明岷江冷杉林皆伐后次生群落的演替过程,采用空间代替时间的方法,在川西米亚罗林区海拔3100—3600 m的阴坡选择岷江冷杉林皆伐后次生演替10、20、30、40和50a阶段的次生群落作为研究对象,对其群落结构和物种多样性的动态进行了研究。不同演替阶段的树木均呈显著聚集分布。按群落中优势种的重要值将该演替序列划分为3个类型:悬钩子-蔷薇灌丛、白桦阔叶林和桦木-岷江冷杉针阔混交林。随次生演替,乔木和灌木种的物种丰富度趋于增加,而草本种的物种丰富度趋于减少;乔木和灌木种的Shannon-Wiener多样性指数趋于增大,而草本的Shannon-Wiener多样性指数趋于减小;乔木、灌木和草本层的Pielou均匀度指数均趋于增大;乔木层的Simpson优势度指数趋于减小,灌木和草本层的Simpson优势度指数在演替0—40年阶段趋于增大,而在演替50a阶段趋于减小。在该演替序列中,乔木、灌木和草本层的物种组成均呈耐荫种替代非耐荫种的趋势。     

太行山区不同植被群落土壤微生物学特征变化

为评价太行山区不同植被群落土壤微生物学特征,比较分析了针阔混交林、针叶混交林、针叶纯林、落叶阔叶纯林、灌丛和裸露地6种不同植被群落中的土壤微生物区系、微生物生物量和呼吸强度等指标的变化.结果表明,6种不同植被群落土壤中的微生物学特征存在较大差异. 灌丛地在微生物数量和微生物生物量两项指标中均为最高,其余植被群落在这两项指标中的顺序从大到小依次为落叶阔叶纯林＞针阔混交林＞针叶纯林＞针叶混交林＞裸地,土壤呼吸强度也有相似的变化趋势.在进行退化山地的植被恢复时,应充分重视生态系统的自然恢复能力.     

Soil microbial properties under different vegetation types on Mountain Han

This study investigated the influence of broadleaf and conifer vegetation on soil microbial communities in a distinct vertical distribution belt in Northeast China.Soil samples were taken at 0-5,5-10 and 10-20 cm depths from four vegetation types at different altitudes,which were characterized by poplar(Populus davidiana)(1250-1300 m),poplar(P.davidiana) mixed with birch(Betula platyphylla)(1370-1550 m),birch(B.platyphylla)(1550-1720 m),and larch(Larix principis-rupprechtii)(1840-1890 m).Microbial biomass and community structure were determined using the fumigation-extraction method and phospholipid fatty acid(PLFA) analysis,and soil fungal community level physiological profiles(CLPP) were characterized using Biolog FF Microplates.It was found that soil properties,especially soil organic carbon and water content,contributed significantly to the variations in soil microbes.With increasing soil depth,the soil microbial biomass,fungal biomass,and fungal catabolic ability diminished;however,the ratio of fungi to bacteria increased.The fungal ratio was higher under larch forests compared to that under poplar,birch,and their mixed forests,although the soil microbial biomass was lower.The direct contribution of vegetation types to the soil microbial community variation was 12%.If the indirect contribution through soil organic carbon was included,variations in the vegetation type had substantial influences on soil microbial composition and diversity.     

罕山土壤微生物群落组成对植被类型的响应

选取分布在中国东北部地区的阔叶林-针叶林-亚高山草甸这一明显的植被垂直带谱来研究植被类型对土壤微生物群落组成的影响。选取5种植被类型-山杨(Populus davidiana)(1250—1300 m),山杨(P.davidiana)与白桦(Betula platyphylla)的混交林(1370—1550 m),白桦(B.platyphylla)(1550—1720 m),落叶松(Larix principis-rupprechtii)(1840—1890 m),亚高山草甸(1900—1951 m),采用磷脂脂肪酸(Phopholipid Fatty Acids,PLFAs)分析方法测定不同植被类型下的土壤微生物群落组成。分别采用主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)以及冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)来解释单种特征PLFAs的分异以及土壤理化指标与微生物PLFAs指标间的相关性。结果表明不同植被类型下土壤有机碳(SOC)对土壤微生物PLFAs总量,各类群(真菌(f)、细菌(b)、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-))生物量以及群落结构影响显著;土壤微生物PLFAs总量及各类群的生物量随土层加深总体上表现降低趋势,G+/G-和f/b分别随土层加深总体上表现升高趋势。不同植被类型下,阔叶混交林土壤PLFAs总量及各类群生物量总体上最高;针叶林比阔叶林下的f/b和G+/G-高;亚高山草甸下低的p H值对有机碳的可利用性有一定的抑制作用,导致f/b和G+/G-的值相对较高。总之,不同植被类型下SOC对土壤微生物群落组成的影响最为显著,而较低的p H对有机碳的可利用性有一定的抑制作用;真菌对植被类型的变化比细菌更敏感,而细菌更易受可利用性养分和p H变异的影响,这对预测不同林型下的土壤微生物群落组成有重要的启示作用。     

Successional changes in the soil microbial community along a vegetation development sequence in a subalpine volcanic desert on Mount Fuji, Japan

Aims

To study the relationship between vegetation development and changes in the soil microbial community during primary succession in a volcanic desert, we examined successional changes in microbial respiration, biomass, and community structure in a volcanic desert on Mount Fuji, Japan.

Methods

Soil samples were collected from six successional stages, including isolated island-like plant communities. We measured microbial respiration and performed phospholipid fatty acid (PLFA) analysis, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis, and community-level physiological profile (CLPP) analysis using Biolog microplates.

Results

Microbial biomass (total PLFA content) increased during plant succession and was positively correlated with soil properties including soil water and soil organic matter (SOM) contents. The microbial respiration rate per unit biomass decreased during succession. Nonmetric multidimensional scaling based on the PLFA, DGGE, and CLPP analyses showed a substantial shift in microbial community structure as a result of initial colonization by the pioneer herb Polygonum cuspidatum and subsequent colonization by Larix kaempferi into central areas of island-like communities. These shifts in microbial community structure probably reflect differences in SOM quality.

Conclusions

Microbial succession in the volcanic desert of Mt. Fuji was initially strongly affected by colonization of the pioneer herbaceous plant (P. cuspidatum) associated with substantial changes in the soil environment. Subsequent changes in vegetation, including the invasion of shrubs such as L. kaempferi, also affected the microbial community structure.     

土壤微生物群落对枯落物输入的响应

枯落物分解在陆地生态系统物质循环能量流动中起着关键性作用,明确枯落物输入对土壤微生物群落的影响有助于理解土壤微生物生物多样性和陆地生态系统功能的相互关系。本文采用整合分析方法,以中国为研究区域,以不添加枯落物为对照组,探究土壤微生物(真菌、细菌、放线菌)及微生物生物量碳、生物量氮对枯落物输入的响应。结果表明:与不添加枯落物相比,添加枯落物后土壤微生物生物量碳、生物量氮分别显著增加3.9%和4.4%;土壤真菌PLFA、细菌PLFA及总微生物PLFA分别增加4.0%、3.1%和2.4%。枯落物输入对土壤微生物的影响受到气候条件、年降水量、植被类型及土壤酸碱度等因素的显著影响;不同气候类型下,土壤微生物对枯落物输入的响应呈现出亚热带季风气候区>温带季风气候区>温带大陆气候区的趋势,以及随着年降水量的增加呈现出先升高后降低的趋势;不同植被类型下,土壤微生物对枯落物输入的响应呈现出阔叶林>草地≈混交林>针叶林的趋势。     

白龙江上游地区森林植物群落物种多样性的研究

 白龙江上游地区属长江防护林工程重点地区之一。根据36个样地的调查资料,分析了该地区森林植物群落物种多样性的特征：群落内各层物种丰富度指数的大小顺序为“灌木层>草本层>乔木层”;均匀度指数变化比较复杂,在杜鹃巴山冷杉（Rhododendron fastigiatum-Abies fargesii）林中为“草本层>灌木层>乔木层”,在苔藓巴山冷杉林中为“乔木层>灌木层>草本层”,其余群落中为“灌木层>草本层>乔木层”;多样性指数的大小顺序为“乔木层<灌木层和草本层”,而灌木层与草本层的多样性指数随林分郁闭度变化而变化,在郁闭度30%的杜鹃巴山冷杉林中,草本层大于灌木层,在郁闭度47%的箭竹巴山冷杉林中,草本层和灌木层相当,在郁闭度55%以上的各个群落内,灌木层大于草本层。同一海拔不同坡向群落的物种多样性表现为分布于阳坡的油松（Pinus tabulaeformis）林大于分布于阴坡的草类云杉（Picea asperata）林。物种多样性沿海拔梯度的变化表现为随海拔升高先降低后增加,从海拔2 400 m的栎类阔叶林,2 600 m的草类云杉林,2 800 m的箭竹(Sinarundinaria nitida)巴山冷杉林,到3 000 m的苔藓巴山冷杉林和3 200 m的杜鹃巴山冷杉林,物种多样性依次下降,到海拔3 400 m的高山杜鹃（Rhododendron fastigiatum）灌丛,物种多样性增加。物种多样性在紫果云杉(Picea purpurea)林的演替系列中表现为随群落演替发展而增加,后降低,在针阔混交林阶段达到最大。     

Dwarf shrub and grass vegetation resistant to long‐term experimental warming while microarthropod abundance declines on the Falkland Islands

Dwarf shrubs are a dominant plant type across many regions of the Earth and have hence a large impact on carbon and nutrient cycling rates. Climate change impacts on dwarf shrubs have been extensively studied in the Northern Hemisphere, and there appears to be large variability in response between ecosystem types and regions. In the Southern Hemisphere, less data are available despite dwarf shrub vegetation being a dominant feature of southern South America and mountainous regions of the Southern Hemisphere. Here, we present the response of an Empetrum rubrum dwarf shrub and a Poa grass community to 12 years of experimental climate manipulation achieved using open top chambers on the Falkland Islands, a cold temperate island group in the South Atlantic. The dwarf shrub and grass vegetation did not change significantly in cover, biomass or species richness over the 12 years period in response to climate warming scenarios of up to 1°C reflecting annual warming levels predicted in this region for the coming decades. The soil microarthropod community, however, responded with declines in abundance (37%) under warming conditions in the grass community, but no such changes were observed in the dwarf shrub community. Overall, our data indicate that dwarf shrub communities are resistant to the levels of climate warming predicted over the coming decades in the southern South America region and will, therefore, remain a dominant driver of local ecosystem properties.     

不同森林恢复类型对土壤微生物群落的影响

为了评价不同森林恢复类型与方式对南方红壤丘陵区退化生态系统土壤微生物群落的影响,借助氯仿熏蒸法、平板涂抹法和BIOLOG检测法,比较研究了4种森林恢复类型土壤微生物的群落特征．结果表明,4种森林恢复类型土壤微生物生物量碳、细菌数量差异显著,2项指标均以天然次生林土壤最高,人工林次之,荒地最差;碳源平均颜色变化率(AWCD法)和微生物代谢多样性指数(丰富度和多样性)在5种植被类型的土壤中也有明显差异,其趋势与微生物量碳、细菌数量基本相同;天然次生林土壤微生物群落利用碳源的整体能力和功能多样性比人工林和荒地强．相关分析表明,0～20和20～40cm土壤微生物的代谢多样性与根系生物量紧密相关(r=0．933,P<0．05;r=0．925,P<0．05)．自然恢复更有利于改善土壤微生物的结构和功能．     

Hidden biodiversity in the Arctic – a study of soil seed banks at Disko Island,Qeqertarsuaq, West Greenland

Seed dispersal is a key process in plant community dynamics, and soil seed banks represent seed dispersal in time rather than in space. Despite their potential importance, seed bank dynamics in the Arctic are poorly understood. We investigated soil seed banks and corresponding plant community composition in three contrasting vegetation types in West Greenland, viz. dwarf shrub heaths, herb slopes and fell‐fields. Through germination testing, 31 species were documented in soil seed banks. All of these were herbaceous, while no dwarf‐shrub species, which represents the dominating growth form in the above‐ground vegetation, were emerging from the seed bank. Consequently, across vegetation types, the lowest similarity between seed bank and above‐ground vegetation was found in dwarf shrub heath. Nine plant species were exclusively found in seed bank, all of which were non‐clonal forbs. Seed bank size (total number of seeds) and species richness seemed to increase with the level of natural disturbance. Additionally, we examined the effect of different experimental light and temperature conditions on the quantity and diversity of germinating seeds. The difference in diversity in vegetation and seed bank at the species level will impact population dynamics, regeneration of vegetation after disturbances and its potential to respond to climate change.     

喀斯特地区三种人工林土壤微生物群落结构特征

为揭示不同人工植被修复模式对喀斯特土壤微生物群落的影响,采用氯仿熏蒸提取法和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid, PLFA)法研究人工构建的降香黄檀(Dalbergia odorifera)纯林(PDOP)、顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)纯林(PAFP)、顶果木×降香黄檀混交林(MADP)对土壤微生物生物量及土壤微生物群落结构的影响。结果表明:(1)PDOP的土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量显著高于PAFP和MADP,PAFP显著高于MADP。(2)三种人工林土壤真菌、丛枝菌根真菌和总PLFA含量无显著差异,但PDOP土壤细菌、放线菌、丛枝菌根真菌和总PLFA含量均高于PAFP和MADP,PAFP高于MADP。PDOP的土壤细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、放线菌的PLFA含量显著高于MADP。MADP的真菌细菌比显著高于PDOP,但与PAFP无显著差异。(3)冗余分析表明,土壤阳离子交换量、pH和C:N是影响土壤微生物群落组成的最主要影响因子。从三种人工林的土壤微生物生物量及微生物群落结构来看,在喀斯特地区MADP并未显示出酸性土地区混交林提高土壤微生物生物量、改善土壤微生物群落结构的优势,但混交林的真菌细菌比最高,更有利于提高土壤生态系统的稳定性。