天目山保护区森林群落植物多样性对毛竹入侵的响应及动态变化

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)入侵对周围森林群落的影响,作者于2005-2011年在天目山自然保护区进行了7年长期定位观测实验,研究了毛竹入侵地森林群落的植物物种多样性变化.结果表明:毛竹入侵对周围森林群落植物物种多样性产生了不利影响:毛竹林乔木层和灌木层植物的Simpson指数小于针阔混交林和毛竹-针阔混交林,而草本层的Simpson指数则大于针阔混交林和毛竹-针阔混交林.植物物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数随时间发生了较大变化:毛竹入侵的森林群落其乔木层和灌木层的物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数显著降低(P＜0.05),草本层的物种丰富度显著提高(P＜0.05),Simpson指数和Pielou均匀度指数未表现出明显的变化.毛竹-针阔混交林去除毛竹后,乔木层和灌木层物种丰富度和Simpson指数增加,草本层物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数明显下降.可见,毛竹入侵使森林群落植物多样性发生实质性的变化,对自然保护区植物群落造成了重大影响.由此可见,要使保护区物种多样性得到保护,除进行科学的管理外,还需要控制毛竹蔓延.     

山西庞泉沟自然保护区森林群落物种多样性

在对山西庞泉沟自然保护区森林群落进行数量分类的基础上,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对保护区内森林群落的物种多样性进行了研究,并对森林群落各层片之间的物种多样性进行了相关性分析.结果表明:(1)森林群落15个群丛的丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数能很好地反映各群丛多样性变化规律.(2)各群丛的丰富度指数和物种多样性指数总体上呈现草本层＞灌木层＞乔木层,草本层的均匀度最小,大多数森林群落乔木层和灌木层的均匀度比较接近.(3) Patrick指数、Simpson指数、Shannon指数以及Pielou指数和Alatalo指数之间表现极显著差异性(P＜0.01).(4)群丛3(华北落叶松-土庄绣线菊+美蔷薇-东方草莓群丛)灌木层和草本层之间呈显著负相关(r=-0.643,P＜0.05);群丛8(白桦+山杨-灰栒子+美蔷薇-中亚苔草群丛)乔木层和灌木层呈显著负相关(r=-0.458,P＜0.05),灌木层和草本层则呈显著正相关(r=0.404,P＜0.05);群丛11(白杄-中亚苔草+烟管头草)的乔木层和草本层之间呈显著负相关(r=-0.949,P＜0.05).     

内蒙古西部自然植被的物种多样性及其影响因素

为深入认识干旱半干旱地区生物多样性的形成机制,本文基于2012–2015年对内蒙古西部的温带草原、温带灌丛、草甸和荒漠4种植被型调查获取的74个样地数据,对比了不同植被型的物种多样性差异,分析了不同环境因子对内蒙古西部自然植被物种多样性的影响。结果表明:(1)综合Simpson指数、Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数分析,内蒙古西部温带草原和草甸的物种多样性相近,在4种植被型中最高,荒漠的物种多样性最低。(2)Pearson相关分析结果表明,气候因子中,年均温、年降水量、潜在蒸散量和最冷月均温对群落物种多样性均具有显著影响,其中Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均与年均温、潜在蒸散量呈显著的负相关关系,前两者还与年降水量呈显著的正相关关系,各气候因子对Pielou均匀度指数的影响均不显著。(3)土壤化学性质中的土壤p H值、有机碳和全氮含量均对物种多样性有显著影响。(4)多元回归分析发现,潜在蒸散量和土壤有机碳含量是影响Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener指数的主导因子,而Simpson指数的主导因子仅为土壤有机碳含量,Pielou均匀度指数的主导因子为土壤全氮含量。     

通辽市公园木本植物物种多样性的研究

城市公园是城市绿地的重要组成部分, 调查分析城市公园树种多样性可以为城市多样性的保护提供依据, 完善城市公园结构, 改善城市生态环境。对通辽市的5 个公园进行抽样调查, 分析和比较其物种组成和多样性。结果表明: 通辽市公园共有物种70 种, 隶属于25 科48 属, 通辽市公园乔木层的丰富度指数为49, Simpson优势度指数为0.9257, Shannon-wiener多样性指数为3.0114, Pielou均匀度指数为0.7738; 灌木层的丰富度指数为21, Simpson优势度指数为0.9041, Shannon-wiener多样性指数为2.6269, Pielou均匀度指数为0.8161。根据对物种多样性及乔灌木层的物种多样性的分析, 对各公园的群落组成、结构特点提出改造建议     

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明：（1）森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。（2）物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数（Margalef、Pielou、Simpson指数）、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI （Net relatedness index）指数、NTI （Net nearest taxa index）指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。（3）土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。     

陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地植物多样性研究

以陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地30个植被样点的样方资料为依据,以相对生物量为指标,对该地区群落植物多样性进行了研究。结果表明,该地区天然草地可划分为长芒草草原、次生杂类草草原和杂类草草甸草原3个植被类型,16个群落按放牧程度分为禁牧草地、轻牧草地和过牧草地3个层次。多样性指数显示草甸草原>长芒草草原>次生杂类草草原,轻牧草地>禁牧草地>过牧草地的趋势。放牧程度可能是影响该区域天然草地植物多样性的关键因素,出现海拔增高和降水增加多样性指数降低的趋势可能是放牧干扰的结果。相关性分析显示物种的Shannon-wiener和Simpson多样性指数与Shannon和Simpson均匀度指数间均呈显著正相关,而与生物量之间呈显著负相关。     

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。     

缙云山森林林隙与非林隙物种多样性比较研究

运用Gleason物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson指数、生态优势度指数、均优多指数和群落优势度指数对缙云山森林群落林隙与非缃隙物种多样性进行了研究,对群落稳定性进行了探讨。结果表明,林隙以个体数为基础的物种丰富度为12.14,Shannon-Wiener指数为4.62,均匀度为0.70,Simpson指数为13.32,灌木层所起作用较大;非林隙林分各项物种多样性指数明显低于林隙,依次为6.32、3.74、0.66、8.16。林隙植物群落物种多样性指数显著高于非林隙,而生态优势度和群落优势度又明显低于非林隙,表明作为自然干扰和人为干扰的产物,林隙的存在增加了群落物种多样性,但同时也降低了群落的稳定性。     

吕梁山森林群落草本层植物物种多样性的空间格局及其对模拟增温的响应

为研究气候变暖背景下森林群落草本层植物物种多样性对温度升高的响应及其随海拔、纬度的空间分布格局,按照纬度梯度选择吕梁山系北段的管涔山和南段的五鹿山为研究区,并在每个山地的不同海拔梯度(高、中、低)分别设置对照(CK)、低度增温(OTC1)和高度增温(OTC2) 3种试验样地。于2017年植被生长季对植物多度、频度、盖度、高度进行调查,计算物种多样性指数(Simpson指数、Shannon指数、Pielou指数、Patrick指数)。结果表明:(1)吕梁山森林群落草本层植物物种多样性随海拔呈"v型"变化格局,即在中间海拔梯度处最低,且海拔梯度对各多样性指数的影响均达到极显著水平(P0.01)。(2)物种多样性随纬度升高呈递增趋势(P0.05),即较高纬度山地具有较高的物种多样性。(3)物种多样性随温度升高整体呈递减趋势(P0.05),即温度升高可抑制林下草本层植物物种多样性。(4)在增温处理下,五鹿山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Patrick指数呈递减趋势,Pielou指数先降低后升高;管涔山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Pielou指数先增加后减小,Patrick指数呈递增趋势。整体来说,在吕梁山较低海拔,持续增温会使物种多样性降低;在中等海拔,物种多样性随温度升高呈现先下降后上升的变化趋势;在较高海拔,适度增温可提高物种多样性,持续增温则抑制多样性。因此,增温对吕梁山森林群落草本植物物种多样性的影响随海拔升高整体呈下降趋势。     

佛坪国家级自然保护区植物群落物种多样性特征

用物种多样性指数（Simpson指数和Shannon指数）、均匀度指数（Pielou均匀度）和物种丰富度,对佛坪国家级自然保护区主要高等植物群落物种多样性进行了测度。结果表明：森林群落的多样性程度高于灌丛和草甸,落叶阔叶林高于针叶林,栎林高于杨桦林。群落物种多样性有随海拔高度的升高而降低的趋势。物种多样性在森林群落垂直结构上的分布特点,表现为一般乔木层与灌木层接近但低于草本层。     

放牧对短花针茅荒漠草原植物多样性的影响

放牧干扰对草原植物多样性影响机制是放牧生态学研究的核心问题。以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗的短花针茅荒漠草原的长期放牧控制实验为平台,系统研究了放牧调控下植物多样性随组织尺度转换的影响,为荒漠草原植物多样性尺度推绎提供理论基础。结果显示:1)现存草地物种数未放牧最高,适度放牧次之,重度放牧最低,差异体现在多年生杂类草和一年生草本2个功能群上,且各功能群的权重基本不受放牧强度影响;2)群落尺度,放牧强度没有显著影响丰富度指数,未放牧小区的植物Simpson生态优势度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数与Pielou均匀度指数大于适度放牧小区,显著大于重度放牧小区(P0.05);功能群尺度,多年生禾草与一年生草本的多样性指数对放牧无显著响应,多年生杂类草的多样性指数未放牧小区最高,适度放牧小区次之。3)Godron群落稳定性指数显示,适度放牧的小区稳定性高于未放牧小区和重度放牧小区。研究表明,放牧强度的上升使短花针茅荒漠草原不同组织尺度植物多样性降低,但群落稳定性结果显示适度放牧的草地表现出了更高的稳定性,植物多样性与稳定性的权衡将是合理制定区域科学放牧强度的重要途径。     

中国东北样带草地群落放牧干扰植物多样的变化

放牧干扰是草地群落植物多样性变化的主要影响因素之一。中国东北样带９个草地群落放牧干扰植物多样性性变化的研究结果表明：中牧或重牧阶段Ｓhannon指数达最大值。形成中牧（重牧）＞重牧（中牧）＞轻牧＞过牧的规律。群落物种丰富度、均匀度与多样性的相关分析表明,均匀度变化对多样性变化具有更大的贡献率。而丰富度呈下降趋势,即轻牧（中牧）＞中牧（轻牧）＞重牧＞过牧。生活型功能群多样性也表现出明显的变化。中国东北样带草地群落植物多样性的分布格局是：草甸草原＞典型草原＞典型草原＞荒漠草原＞碱化草甸,并且群落物种丰富度对多样性有更大贡献率。     

中国东北样带草地群落放牧干扰植物多样性的变化

放牧干扰是草地群落植物多样性变化的主要影响因素之一。中国东北样带9个草地群落放牧干扰植物多样性变化的研究结果表明：中牧或重牧阶段Shannon指数达最大值,形成中牧（重牧）>重牧（中牧）>轻牧>过牧的规律。群落物种丰富度、均匀度与多样性的相关分析表明,均匀度变化对多样性变化具有更大的贡献率,而丰富度呈下降趋势,即轻牧（中牧）>中牧（轻牧）>重牧>过牧。生活型功能群多样性也表现出明显的变化。中国东北样带草地群落植物多样性的分布格局是：草甸草原>典型草原>典型草原 >荒漠草原>碱化草原,并且群落物种丰富度对多样性有更大贡献率。     

荒漠草原异常降水对不同载畜率植物群落物种组成及多样性的影响

放牧和异常降水对荒漠草原生态系统产生了显著的影响,群落物种组成及多样性因降水和载畜率的改变而变化。然而不同载畜率下荒漠草原植物群落物种组成及多样性对异常降水的响应尚不明晰。本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,调查并分析不同载畜率(绵羊,CK:不放牧、LG:0.93、MG:1.82和HG:2.71羊单位hm^-2半年^-1)放牧区植物群落物种组成及其数量特征。结果表明：降水增加对群落数量特征和物种多样性促进作用显著,但对群落物种优势度指数有显著抑制作用;降水增加使得不同功能属性物种数目增多,引起建群种物种综合优势度降低,从而改变群落物种组成及多样性;不同功能属性物种对载畜率的响应存在差异,群落物种组成及多样性在响应异常降水变化时,降水与载畜率之间协同变化和相互制约,但直根系C3植物和群落总密度的变化主要受载畜率影响。异常降水可影响长期过度放牧引起的生态系统过程,对草地生态系统恢复有积极作用。     

Effects of Grazing Intensity and Environmental Factors on Species Composition and Diversity in Typical Steppe of Inner Mongolia,China

In the present study, we aim to analyze the effect of grazing, precipitation and temperature on plant species dynamics in the typical steppe of Inner Mongolia, P.R. China. By uncoupling biotic and abiotic factors, we provide essential information on the main drivers determining species composition and species diversity. Effects of grazing by sheep were studied in a controlled experiment along a gradient of seven grazing intensities (from ungrazed to very heavily grazed) during six consecutive years (2005–2010). The results show that plant species composition and diversity varied among years but were little affected by grazing intensity, since the experimental years were much dryer than the long term average, the abiotic constraints may have overridden any grazing effect. Among-year differences were predominantly determined by the abiotic factors of precipitation and temperature. Most of the variation in species dynamics and coexistence between C3 and C4 species was explained by seasonal weather conditions, i.e. precipitation and temperature regime during the early-season (March-June) were most important in determining vegetation dynamics. The dominant C3 species Stipa grandis was highly competitive in March-June, when the temperature levels were low and rainfall level was high. In contrast, the most common C4 species Cleistogenes squarrosa benefited from high early-season temperature levels and low early-season rainfall. However, biomass of Stipa grandis was positively correlated with temperature in March, when effective mean temperature ranges from 0 to 5°C and thus promotes vernalization and vegetative sprouting. Our results suggest that, over a six-year term, it is temporal variability in precipitation and temperature rather than grazing that determines vegetation dynamics and species co-existence of grazed steppe ecosystems. Furthermore, our data support that the variability in the biomass of dominant species, rather than diversity, determine ecosystem functioning. The present study provides fundamental knowledge on the complex interaction of grazing – vegetation – climate.     

林分密度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响

以杉木人工林为研究对象,探究4种林分密度（A：650株/hm²;B：1100株/hm²;C：1250株/hm²;CK：1650株/hm²）林下物种多样性、生物量以及土壤理化性质及其之间的相关性。结果表明：（1）灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数及草本层中Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Patrick丰富度指数随林分密度的增加均呈现出双峰型变化趋势,在密度A和C处均出现峰值;灌木层Simpson指数、Pielou均匀度指数随林分密度升高而降低,且灌、草层4种多样性指数最小值均出现在密度CK处。（2）草本层生物量比灌木层高。草本层总生物量（地上+地下）随密度的增大而减少,凋落物的量则随密度的增大而增大。（3）土壤养分含量和林下植物多样性指数随林分密度增大的变化趋势大致相同,且有机质含量在密度A取得最大值。（4）灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数与全氮、水解氮、有效磷、有机质呈显著正相关;草本层植被物种多样性与土壤理化性质无显著相关性。（5）各指数与灌木层生物量的相关性较强。综上所述,密度A （650株/hm²）能够促进杉木林林下植被发育,增加林下植被物种多样性、生物量和有机质,可提升维持地力的能力,有利于杉木林稳定持续发展。     

内蒙古贝加尔针茅草原不同利用方式土壤微生物功能多样性

基于Biolog-ECO技术,研究了贝加尔针茅草原在自由放牧、刈割和围封3种不同利用方式下土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明:不同的利用方式能显著改变土壤微生物群落代谢活性,反映微生物活性的平均颜色变化率表现为围封>自由放牧>刈割,围封时土壤微生物群落代谢活性最高;不同的利用方式改变了土壤微生物群落多样性指数,自由放牧土壤微生物群落丰富度指数、均匀度指数和优势度指数均最高,围封次之,刈割最低。主成分分析结果表明:在自由放牧和刈割2种利用方式下土壤微生物群落碳源利用模式及代谢功能相似,而围封土壤微生物群落具有不同的碳源利用模式和代谢功能;糖类、氨基酸类和代谢中间产物及次生代谢物为土壤微生物利用的主要碳源。不同的利用方式改变了贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性。     

Scale- and taxon-dependent patterns of plant diversity in steppes of Khakassia,South Siberia (Russia)

The drivers of plant richness at fine spatial scales in steppe ecosystems are still not sufficiently understood. Our main research questions were: (i) How rich in plant species are the natural steppes of Southern Siberia compared to natural and semi-natural grasslands in other regions of the Palaearctic? (ii) What are the main environmental drivers of the diversity patterns in these steppes? (iii) What are the diversity–environment relationships and do they vary between spatial scales and among different taxonomic groups? We sampled the steppe vegetation (vascular plants, bryophytes and lichens) in Khakassia (Russia) with 39 nested-plot series (0.0001–100-m² plot size) and 54 additional 10-m² quadrats across the regional range of steppe types and measured various environmental variables. We measured β-diversity using z-values of power-law species–area relationships. GLM analyses were performed to assess the importance of environmental variables as predictors of species richness and z-value. Khakassian steppes showed both high α- and β-diversity. We found significant scale dependence for the z-values, which had their highest values at small spatial scales and then decreased exponentially. Total species richness was controlled predominantly by heat load index, mean annual precipitation, humus content and soil skeleton content. The positive role of soil pH was evident only for vascular plant species richness. Similar to other studies, we found that the importance of environmental factors strongly differed among taxonomic groups and across spatial scales, thus highlighting the need to study more than one taxon and more than one plot size to get a reliable picture.