环境因子对太白山高山植被物种组成和丰富度的影响

高山植被是一类具有重要生态和经济价值的植被类型,了解其物种组成和丰富度与环境因子的关系对于该类型植被保护、管理以及植物资源合理开发利用策略的制订具有重要指导意义。基于太白山高山植被和环境因子野外调查及室内实验数据,采用CCA排序法探索了环境因子对物种组成的影响,偏CCA计算了各环境因子对物种组成的总效应和净效应,GLM回归模型拟合了物种丰富度对环境因子的响应。结果表明,13个环境因子共解释了物种组成变异的31.7%,其中海拔、坡度、土壤碱解氮含量、全磷含量、坡向、岩石盖度、p H值、土壤厚度、有机质含量、有效磷含量和全氮含量对物种组成的净效应达显著水平(P0.05),但其作用强度依次减小。GLM拟合结果显示,物种丰富度与环境因子存在4种显著(P0.05)关系,即物种丰富度沿海拔和土壤厚度梯度单调递增,沿坡度和土壤全氮含量梯度单调递减,沿坡向、土壤p H值、碱解氮含量和全磷含量梯度呈单峰分布,与土壤有机质含量和全钾含量呈倒单峰关系。在这些显著的环境因子中,海拔、土壤碱解氮含量,p H值、有机质含量和坡向解释的物种丰富度变异量最大。     

甘南黄河流域4种典型林分土壤C、N、P化学计量特征

土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）是参与植物光合作用和影响生态系统初级生产力的主要元素。甘南高原是黄河流域重要的生态屏障,为了解该区不同林分土壤养分状况的差异,选取该区4种典型林分：云杉林、华北落叶松林、巴山冷杉林以及岷江冷杉糙皮桦混交林为研究对象,研究土壤C、N、P化学计量特征。结果表明：（1）岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤C、N含量最高,云杉林土壤N、P含量最低。不同林分间P含量差异显著（P<0.05）,不同土层间C、N含量差异均显著（P<0.05）。（2）云杉林土壤C ： N值显著高于其他林分,岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤N ： P及C ： P高于其他林分。（3）海拔、土壤pH、容重与土壤含水量是影响土壤养分的重要因素。土壤C含量与N、P含量均显著相关（P<0.05）。总体来说,不同林分土壤化学计量特征具有显著差异,混交林土壤养分状况较纯林好,未来森林管理和植被建设中,可以通过选择合适的树种和提高树种多样性有效改善森林土壤质量。     

地形对阔叶红松林物种多样性的影响

为了更好地了解阔叶红松林(Pinus koraiensis)物种多样性的维持机制,对不同地形下的阔叶红松林乔木和灌木种,进行了物种多样性指数比较、物种多度分布模型拟合及物种多样性指数与环境因子的排序分析。结果表明,乔木在阴坡、半阴坡的丰富度显著高于半阳坡;灌木在坡度25°处的均匀度显著高于坡度6°处,在谷地处的4个多样性指数显著低于其他坡位,在阴坡、半阴坡处的4个多样性指数显著高于平地。统计模型、生态位模型、中性模型在不同地形下均能够通过拟合优度检验,物种多度分布在不同地形间差异不明显;地形对乔木的多样性指数的影响:海拔凹凸度坡度坡向坡位,对灌木的多样性指数的影响:坡位海拔坡向坡度凹凸度,土壤对乔木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤容重土壤有效N含量土壤速效K含量,对灌木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤有机质含量土壤速效P含量土壤全N含量土壤全P含量。总体而言,物种多样性随着坡度的增加而增加,阴坡处最高,谷地处最低。     

林隙对太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林内草本植物多样性的影响

采用CCA梯度排序和随机排列(random permutation)检验方法,分析了太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林林隙内草本植物组成随林隙梯度变化的分布特征,以及个体数≥5的55种草本植物分布与凸度、坡度、土壤全N、全P、速效N、有效P、pH值和有机质8个林隙生境变量的关联性.结果表明:太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林中,林隙面积占林分总面积的19.8%,林隙密度为20.7个.hm-2,其大小在25.6～279.1 m2,平均面积为93.7 m2.林隙面积扩大可以增加草本层物种丰富度,但林隙内69种草本植物中,大部分在所有林隙中都有分布,有8个物种仅出现在面积120 m2的大林隙,即草本植物的分布未呈现出沿林隙大小梯度连续变化的规律.个体数≥5的55种草本植物中,27.3%的物种与生境变量显著相关.林隙面积对物种丰富度的增加作用具有随机性.     

地形对七姊妹山自然保护区植物丰富度及分布格局的影响

该研究以七姊妹山自然保护区40个(20×20m2)植物群落调查样方为基础,并采用回归分析和典型对应分析(CCA)的方法研究该区地形对植物物种丰富度及植物分布格局的影响,以明确海拔、坡度、坡向、坡位等地形因子的相对重要性,为该区植物多样性的保护和管理提供理论依据。结果表明:(1)七姊妹山自然保护区40个调查样地共有植物633种,隶属133科,316属,其中乔木118种,灌木150种,草本365种。(2)曲线回归方程拟合结果显示,七姊妹山自然保护区植物物种丰富度分别与海拔、坡度具有显著相关性,物种丰富度沿海拔梯度升高而增大,沿坡度梯度先减少后增大之后又减小。(3)从植物的生活型来看,在所有海拔段,乔木物种丰富度始终低于灌木和草本植物;在低、中低海拔地带,灌木物种丰富度均高于乔木和草本植物;而在中、高海拔地带草本植物物种丰富度较大且高于乔木和灌木。(4)CCA排序结果表明,地形因子对植物物种的分布具有显著影响按其影响强度排序为海拔坡度坡位坡向,说明海拔是影响该区植物物种分布最重要的地形因子。     

海南尖峰岭不同热带雨林类型与物种多样性变化关联的环境因子

环境因子是影响物种分布并导致物种多样性形成的重要因素,采伐后恢复的热带森林次生林和原始林的环境因子是否一致是一个很重要的问题.对于该问题的回答对长期监测热带森林次生林的变化具有重要意义.该文基于在海南尖峰岭地区设置的164个625 m2植被公里网格样地数据,记录了每个样地的采伐历史并测定了其他的17个环境变量指标,分析了17个环境因子之间的相关关系;将164个样地划分成3种不同采伐历史的森林,通过典范对应分析(CCA)探讨3种森林类型中影响物种分布的环境因子组成;比较两种多元回归模型的优劣,来揭示3种森林类型中影响物种丰富度形成的环境因子组成的差异.结果表明:驱动海南尖峰岭地区物种分布并导致物种多样性差异的环境因子在森林采伐前后并不是一成不变的,而是与森林采伐历史有关联的.除了人为森林采伐干扰外,海拔梯度是形成海南尖峰岭热带天然林物种多样性的最重要因素.CCA分析显示:原始林中,物种分布与海拔、土壤交换性钙和交换性镁含量3个环境因子有较密切的关系,也与4个土壤物理性质环境因子(土壤密度、土壤最大持水能力、毛细管持水量和毛管孔隙度)关系密切;森林采伐后的恢复森林中,土壤全磷和速效磷含量对物种分布的影响增强,但皆伐后土壤交换性钙和交换性镁含量对物种分布的影响减弱.多元回归分析显示:原始林的物种丰富度与海拔和土壤交换性钙含量显著相关,径级择伐后恢复热带天然林的物种丰富度和海拔、土壤全磷含量和速效钾含量显著相关,皆伐后恢复热带天然林的物种丰富度仅和海拔显著相关.研究结果还显示,如果数据中存在空间自相关,建立多元回归模型时应该考虑数据中的空间自相关属性,虽然它并不总是存在的.     

环境因子对北京低山区低效林林下植被物种组成和丰富度的影响

本文探讨了北京低山区油松、刺槐、侧柏3种典型低效林林下植物组成和物种丰富度与环境因子之间的关系,以揭示不同层次物种组成对环境因子的响应,确定影响灌草2层物种丰富度的主要环境因子。在北京低山区设置34个样地进行群落学调查的基础上,运用CCA排序法分析灌木和草本2层的物种组成与海拔、坡向、坡位、坡度、郁闭度共5个环境因子之间的关系,偏CCA测算各环境因子的重要程度,灰色关联度评估各环境因子对物种丰富度的作用大小。结果表明:海拔和坡度对灌木层物种组成的净效应达到显著水平(P0.05),郁闭度对草本层物种组成的净效应达到显著水平(P0.05)。坡度与灌木层物种丰富度的灰色关联度值为0.734,海拔与草本层物种丰富度的灰色关联度值为0.700。灌草2层的物种组成和物种丰富度对环境因子的响应存在差异,海拔和坡度是影响灌木层物种组成最主要的环境因子,郁闭度是影响草本层物种组成最主要的环境因子;坡度和海拔分别是影响灌木层和草本层物种丰富度最主要的环境因子。     

太白山南坡土壤种子库的物种组成与优势成分的垂直分布格局

本文通过野外植被调查和室内试验,采用物理方法从1220份土样中挑选种子,进行分类统计,研究了秦岭太白山南坡土壤种子库物种组成与优势成分的垂直格局。主要研究结果有：(1)从种子数量上看,在不同的海拔段,优势科不同;从物种数来看,海拔1600m和海拔2600m处的优势科数相对较多,有4个科;蔷薇科是种数最多的优势科。(2)桦木科的糙皮桦(Betula utilis)在16个海拔样地(海拔样地共有21个)中都是优势成分之一。糙皮桦和巴山冷杉(Abies fargesii)的种子储量在中等海拔呈现峰值;较高海拔处,糙皮桦作为优势成分之一所占的比例较大;而在低海拔则相对较小。(3)从种子库中种类组成上来看,草本种类占优势;从各样地土壤种子库的生活型组成并结合优势种类来看,乔木不仅在个体组成上占优势,大部分单优种类也是来自于乔木种类。灌木种类在土壤种子库中无论是种类组成,还是在个体组成上都没有表现出优势。本文为研究太白山南坡植物群落演替动态及其沿海拔梯度的变化提供了基础。     

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。     

伊犁河谷山地植物群落物种多样性分布格局及环境解释

结合对新疆伊犁河两岸科古琴山南坡(河谷北坡)和乌孙山北坡(河谷南坡) 94个样地的调查资料, 采用DCCA (detrended canonical correspondence analysis)排序法, 分析了物种多样性指数与环境因子之间的关系, 运用广义可加模型拟合植物群落总体多样性指数对海拔梯度的响应曲线, 探讨了伊犁河谷山地植物群落物种多样性的垂直分布格局。结果表明: 在调查的94个样地中, 共出现259种植物, 其中, 草本植物的种类极其丰富, 多达235种, 木本植物的种类极其有限; 垂直结构完整的植物群落具有较高的多样性指数; 河谷北坡植物群落物种多样性的分布格局受海拔、坡度、坡向以及土壤全氮、全钾、有机质、含水量等环境因子的影响较大, 而在河谷南坡, 物种多样性分布格局主要受坡度、海拔、有效磷含量和土壤含水量等环境因子的影响; 在河谷北坡, 植物群落的Patrick丰富度指数与Shannon-Wiener指数与海拔呈明显的双峰曲线关系, Simpson指数与Pielou均匀度指数呈不对称的单峰格局, 而河谷南坡的物种多样性指数随海拔均呈双峰格局, 尽管Patrick丰富度指数不甚明显。山地植物群落物种多样性的垂直分布格局是由海拔为主的多种环境因子综合作用的结果。     

The effects of environmental variables and human disturbance on woody species richness and diversity in a bamboo–deciduous forest in northeastern Thailand

Variations in species richness and diversity at a local scale are affected by a number of complex and interacting variables, including both natural environmental factors and human-made changes to the local environment. Here we identified the most important determinants of woody species richness and diversity at different growth stages (i.e. adult, sapling and seedling) in a bamboo–deciduous forest in northeast Thailand. A total of 20 environmental and human disturbance variables were used to determine the variation in species richness and diversity. In total, we identified 125 adult, 111 sapling (within fifty 20 × 20-m plots) and 89 seedling species (within one hundred and twenty 1 × 1-m subplots). Overall results from stepwise multiple regression analyses showed that environmental variables were by far the most important in explaining the variation in species richness and diversity. Forest structure (i.e. number of bamboo clumps and canopy cover) was important in determining the adult species richness and diversity (R ² = 0.48, 0.30, respectively), while topography (i.e. elevation) and human disturbance (i.e. number of tree stumps) were important in determining the sapling species richness and diversity (R ² = 0.55, 0.39, respectively). Seedling species richness and diversity were negatively related to soil phosphorus. Based on our results, we suggest that the presence of bamboos should be incorporated in management strategies for maintaining woody species richness and diversity in these forest ecosystems. Specifically, if bamboos cover the forest floor at high densities, it may be necessary to actively control these species for successful tree establishment.     

北京松山自然保护区森林群落物种多样性及其神经网络预测

物种多样性是群落结构和功能复杂性的一种度量,物种多样性的空间分布格局受许多环境因子的影响.运用多样性指数,多层感知器网络,分析了松山保护区森林群落物种多样性与群落类型、结构和生境之间的关系.结果表明:(1)大果榆+山杨混交林、油松+青杨混交林物种丰富度、多样性和均匀度均较高,而大果榆林、华北落叶松林的各项指数值均较低.Patrick指数和Shannon-Weiner指数在森林群落中均表现为草本层＞灌木层＞乔木层;Pielou指数在榆林中表现为草本层＞乔木层＞灌木层,而在其他森林群落中表现为灌木层＞草本层＞乔木层.(2)功能层物种多样性在海拔梯度上的变化趋势不同,在乔木层,丰富度、多样性和均匀度随海拔的升高逐渐降低;在灌木层,丰富度、多样性和均匀度均呈比较明显的单峰曲线变化趋势;在草本层,丰富度和多样性随海拔的升高都呈下降趋势,而在草本层,均匀度变化不大.(3)用多层感知器网络预测功能层多样性效果很好,结果发现坡向对乔木层和灌木层物种多样性的影响最大,而海拔高度对草本层物种多样性的影响最大.     

雪被厚度对色季拉山急尖长苞冷杉林土壤线虫群落的影响

为了解雪被覆盖对青藏高原高寒森林土壤线虫群落的影响,选取藏东南色季拉山急尖长苞冷杉林为研究区,采用高通量测序技术分析不同雪被厚度0、10、20、30 cm下土壤线虫群落特征。结果表明：随着雪被增厚,有机质和全氮含量显著降低(P<0.05),全钾含量显著升高(P<0.05)。雪被增厚对线虫群落Shannon指数、Simpson指数、Pielou指数以及成熟度指数、线虫通路比值(NCR)均未产生显著影响,但NCR值有升高的趋势。雪被增厚使刺嘴纲(Enoplea)及食细菌性线虫的相对丰度增多,同时使20 cm和30 cm雪被下土壤线虫群落结构发生显著变化(P<0.05)。土壤有机质、全氮和全钾含量是影响土壤线虫群落的最关键的3个土壤环境因子。研究表明雪被厚度会对青藏高原色季拉山急尖长苞冷杉林土壤线虫群落产生影响,雪被增厚意味着较为稳定和温暖的土壤环境,利于土壤细菌数量增加,继而利于土壤有机质分解及钾的释放,为刺嘴纲及食细菌性线虫的增多提供了资源与环境条件。目前仍需对青藏高原地区土壤进行系统调查,以更深入的了解该生态脆弱区土壤线虫分布及其响应环境变化的规律。     

甘肃中东部地区9种薹草属植物分布区群落特征和土壤养分状况

为探究薹草属(Carex L.)植物在不同植被类型中的分布状况,该研究对甘肃中东部地区9种薹草属(Carex L.)植物分布区的群落特征进行调查,并对土壤养分状况进行比较分析,以揭示野生薹草群落物种多样性和分布特征与土壤环境因子间的关系。结果表明：(1) 9种薹草群落物种多样性差异性较大,Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(D_si)均以青绿薹草群落最高,亚柄薹草最低;Patrick丰富度指数(R)以异穗薹草群落最高,细叶薹草群落最低;Pielou均匀度指数(J_sw)以凹脉薹草群落最高,亚柄薹草最低。(2) 9种野生薹草属植物适宜生长的土壤pH呈中性或弱碱性,且有机质、氮素、钾素含量较丰富,磷含量偏低;土壤有机质、pH、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量的平均值分别为41.07 g·kg^-1、8.35、1.16 g·kg^-1、0.65 g·kg^-1、5.60 g·kg^-1、47.94 mg·kg^-1、5.82 mg·kg^-1和100.60 mg·kg^-1。(3) 9种薹草属植物群落物种多样性与全氮、全磷、全钾、碱解氮、有机质、降雨量和海拔呈正相关关系,而与土壤pH、速效磷、速效钾呈负相关关系,且降雨量、土壤pH、速效磷和有机质对9种野生薹草属植物群落物种多样性影响较大。     

川西亚高山次生林恢复过程中乔木层优势种变化及其影响因子

川西亚高山森林在20世纪下半叶遭受长时期连续砍伐,形成了采伐迹地上天然次生林恢复演替序列。该研究采用空间代替时间方法,以立地条件相似的暗针叶林作为对照,分析川西亚高山暗针叶林采伐迹地上次生林自然恢复过程中乔木层优势种组成及其影响因子。结果表明:(1)研究区亚高山天然次生林恢复演替过程中,不同演替阶段土壤各养分差异显著,其中土壤总氮、土壤总磷、土壤有效磷、土壤有效氮均在针阔混交林阶段最高,土壤pH值的变化在5.42～7.39范围波动,土壤有机碳随恢复的进行而增加,土壤C/N主要集中在15左右,只有针叶林达到18.62。(2)研究区次生林以16个乔木树种为主,针叶树种主要有粗枝云杉、岷江冷杉,阔叶树种主要有红桦、青榨槭等,且不同恢复阶段的群落乔木层优势种差异显著(R_(ANOSINM)=0.439,P0.001)。(3)多元回归树分析发现,次生林乔木层优势种组成主要受林龄、土壤有机碳和总氮的影响,其中在次生林恢复演替后期(80a后),乔木层组成可能主要由于种间竞争导致,在次生林恢复演替前、中期(80a前),环境选择可能是影响乔木层组成差异的主导因素。(4)反向选择筛选结果显示,土壤总氮、海拔高度、土壤有效磷和土壤有机碳是影响乔木层优势种差异的主要因子。     

川西米亚罗亚高山暗针叶林岷江冷杉和糙皮桦空间格局及其关联性分析

基于2019年9月完成的川西米亚罗亚高山暗针叶林9.6 hm~2动态样地的调查数据，分析了主要优势种岷江冷杉(Abies fargesii var.faxoniana)与糙皮桦(Betula utilis)的径级结构，并运用O-ring统计中的成对相关函数g(r)和g₁₂(r),研究了两个优势种的空间格局及其种内、种间的关联性。结果表明：岷江冷杉与糙皮桦径级分布连续，均呈倒“J”型。岷江冷杉与糙皮桦的不同径级个体主要呈现由聚集分布向随机分布发展的趋势。岷江冷杉的小树对幼树、中树对幼树、中树对小树以及大树对中树的种内相关性在所有空间尺度上均为显著正相关(P<0.05),而相同径级糙皮桦的种内相关性则表现为由显著正相关(P<0.05)逐渐向无显著相关(P>0.05)变化。随着空间尺度的增大，岷江冷杉的大树对幼树、大树和小树由无显著相关(P>0.05)逐渐向显著正相关(P<0.05)变化，糙皮桦的大树对幼树由显著负相关(P<0.05)逐渐向无显著相关(P>0.05)变化。岷江冷杉大树对糙皮桦所有径级个体的种间相关性主要呈现由为显...     

The role of regional and local scale predictors for plant species richness in Mediterranean forests

Abstract

Both local and regional predictors play a role in determining plant community structure and composition. Climate, soil features as well as different local history and management affect forest understorey and tree species composition, but to date their specific role is relatively unknown. Few studies have addressed the importance of these predictors, especially in the Mediterranean area, where environmental conditions and human impacts have generated heterogeneous forest communities. In this study, the relationships between environmental variables and species richness of different groups of vascular plants (vascular species, woody species and open habitat species) and bryophytes were investigated in Tuscan forests. A total of 37 environmental variables were used by generalised linear model fitting in order to find parsimonious sub-sets of environmental factors (predictors) that are able to explain species diversity patterns at the local scale. Moreover, the role of regional and local variable groups on species richness of the considered plant groups was estimated by using the variance partitioning approach. We found that local variables, such as forest management and structure, explained more variance than regional variables for total species richness, open habitat species richness and bryophyte species richness. On the other hand, regional variables (such as elevation) played a central role for woody species richness.     

Variation in species composition and species richness within Phragmites australis dominated riparian zones

In riparian wetlands total standing crop often fails to account for a significant part of the observed variation in species richness and species composition within communities. In this study, we used abundance of the dominant species instead of total standing crop as the biotic predictor variable and investigated its relationships with species composition and species richness in communities dominated by Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel. This was done by measuring soil organic matter content, litter cover and elevation, Phragmites abundance (standing crop and stem density) and species composition in 78 relevés. In addition, we tried to identify the environmental boundaries of Phragmites communities by sampling relevés in neighbouring communities.Two gradients were related to a decline in Phragmites abundance: one gradient, perpendicular to the shoreline, was mainly related to increased elevation and the second gradient ran parallel to the shoreline and was related to increased amounts of soil organic matter. Within the relevés dominated by Phragmites, stem density of Phragmites and litter cover were the only factors significantly related to species composition in the RDA solution. Litter cover and standing crop of the dominant accounted for 64% of the variation in species richness within the Phragmites-dominated community. These results show that dead and living biomass of the dominant species may account for a substantial part of the variation in species composition and species richness within a single community.