黄土丘陵沟壑区不同植被恢复类型昆虫群落结构及多样性的研究

为探讨黄土高原植被恢复过程中植物与昆虫群落的关系,评价人工植被和自然恢复植被种类搭配的合理性,为退化生态系统的植被恢复提供依据。采用样地调查法,在黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域研究比较了不同植被恢复类型昆虫群落组成、结构及多样性的变化。结果表明,2种不同植被恢复类型区昆虫有189种(含蜱螨目),分别隶属13目84科。而不同植被恢复类型昆虫群落的物种数、丰富度、多样性、均匀度及优势度指数值均有明显差异。以20a自然封育植被恢复区昆虫群落的物种数、丰富度、多样性、均匀度指数值均较高,其值分别为160、21.17、1.4914和0.6918。优势度则以人工治理区(0.7251)>自然封育区(0.5845)。说明从人工治理区到自然封育区,随着植被种类增加,昆虫种类相应增加,优势种由突出降至不明显,昆虫群落稳定性提高。     

黄河首曲湿地退化过程中植物群落组分及物种多样性的变化

黄河首曲湿地是黄河下游生态安全的重要屏障.通过实地调查,采用空间序列代替时间序列的方法,研究了黄河首曲湿地自然退化过程中植物多样性的变化,并用对比分析的方法研究了人工排水对植物多样性的影响.结果表明:在黄河首曲湿地自然退化过程中,经沼泽、沼泽化草甸、高寒草甸到草原化草甸,优势种向中生和旱生种演替,丰富度指数和多样性指数逐渐增大,即草原化草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>沼泽,而优势度指数却逐渐减小,均匀度指数先降低后增加,植物物种多样性总体上表现为增加的态势.人为排水后,毒杂草在群落中的比例增加,导致丰富度指数和多样性指数增加,均匀度指数和优势度指数略有降低,群落相似性系数逐渐降低,主要是由于人工排水后,生境相对中生化,部分植物在群落内的零星分布导致多样性指数和丰富度指数增加,而均匀度指数下降.人工排水虽然增加了群落内的植物多样性,但增加的植物多为毒杂草,从而使湿地向杂草型退化方向演替.     

黄河首曲湿地退化过程中植物群落组分及物种多样性的变化

黄河首曲湿地是黄河下游生态安全的重要屏障.通过实地调查,采用空间序列代替时间序列的方法,研究了黄河首曲湿地自然退化过程中植物多样性的变化,并用对比分析的方法研究了人工排水对植物多样性的影响.结果表明:在黄河首曲湿地自然退化过程中,经沼泽、沼泽化草甸、高寒草甸到草原化草甸,优势种向中生和旱生种演替,丰富度指数和多样性指数逐渐增大,即草原化草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>沼泽,而优势度指数却逐渐减小,均匀度指数先降低后增加,植物物种多样性总体上表现为增加的态势.人为排水后,毒杂草在群落中的比例增加,导致丰富度指数和多样性指数增加,均匀度指数和优势度指数略有降低,群落相似性系数逐渐降低,主要是由于人工排水后,生境相对中生化,部分植物在群落内的零星分布导致多样性指数和丰富度指数增加,而均匀度指数下降.人工排水虽然增加了群落内的植物多样性,但增加的植物多为毒杂草,从而使湿地向杂草型退化方向演替.     

海岛矿区岩质边坡植物群落演替中物种多样性的变化

通过植物群落调查,采用Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数,结合DCA排序和一元线性回归分析,考察了舟山海岛矿区岩质边坡植物物种构成特征,研究了植物群落演替过程中生物多样性的变化。结果表明:研究区可划分为3个植物群落演替阶段(草本植物群落阶段、灌丛群落阶段和灌乔群落阶段);演替过程中,物种丰富度指数显著上升,多样性指数和优势度指数逐渐升高;具有矿区特殊生境适应性的植物配置在边坡植被恢复进程中与自然植被表现出一定的差异,演替过程依次为迁入物种生长期、迁入物种与人工导入种竞争期、迁入物种与人工导入种稳定共存期;人工导入群落演替后期的植物种大大加速了群落演替进程;合理的植物配置更能促进群落向正演替方向发展。     

遂渝铁路边坡草本植物多样性季节动态和空间分布特征

以遂渝铁路边坡植物群落为研究对象,自然边坡为对照,分别于2008年9月、12月、2009年3月和6月对其进行植物调查。采用Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数等指标评价不同季节、坡位和植被类型条件下草本植物多样性的变化。结果表明：在时间尺度上,铁路边坡坡中物种丰富度呈现明显的季节性差异(P<0.05),以秋季最大为2376;铁路边坡各坡位草本植物多样性和均匀度指数也呈现显著季节性变化(P<0.05),且变化规律一致：春季>夏季>冬季>秋季;与铁路边坡不同,自然边坡草本植物丰富度、多样性和均匀度指数变化趋势不明显(P>0.05)。在空间分布上,坡位对铁路边坡物种丰富度影响显著(P<0.05),其中,夏季坡上植物丰富度最大为2.164,春季、秋季和冬季丰富度最大值均在坡中最大,分别为2.261、2.376和1.983;坡位仅对自然边坡秋季物种丰富度和均匀度影响显著(P<0.05),其中,物种丰富度表现为坡上>坡下>坡中,而均匀度为坡中>坡上>坡下。不同植被类型的物种丰富度、多样性和均匀度也有较大差异,自然边坡物种多样性明显大于铁路边坡,总体上自然边坡植被恢复优于铁路边坡。因此,加强对植被恢复的管理是铁路边坡生态恢复的重要环节。     

科尔沁沙地封育过程中植被特征的动态变化

为研究沙地退化植被封育恢复过程中植被特征的动态变化规律,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬在流动、半固定、固定沙丘和沙质草地上开展了3次植被特征调查。结果表明:2011—2015年,流动沙丘优势植物沙米(Agriophyllum squarrosum)的优势度逐渐降低,半固定沙丘优势植物差巴嘎蒿(Artemisia halodendrom)的优势度波动下降、一年生植物优势度有所增加;固定沙丘和草地中一年生植物的优势度有所下降,多年生植物所占比例逐渐增加;随着退化植被封育恢复,植被盖度、物种丰富度、凋落物量和地上-地下生物量明显增加; 2011—2015年,4种生境上的平均凋落物量和半固定沙丘的植被盖度逐年增加,而物种丰富度和地上生物量表现出波动变化趋势,地下生物量年际间变化不显著;沙地退化植被封育恢复过程中,物种丰富度与植被盖度、地上生物量、凋落物量、地下生物量和总的植物生物量呈极显著线性正相关。沙地退化植被封育恢复过程中植物群落组成和优势种的动态变化,反映了沙地植物群落的正向演替与群落结构复杂化的趋向;沙地退化植被的封育恢复导致了物种多样性与生物量的线性正相关。     

大保高速公路老营段路域植被生态恢复

路域植被生态系统的恢复与重建不仅是道路生态学的重要研究内容,而且也是恢复生态学的重要研究领域.以大保高速公路老营段路域植被生态系统为对象,对比分析了8种植被恢复模式的作用效果与作用机理.研究结果表明,在相同的恢复时间内,自然恢复的植物群落中本土植物的比例相对较高,自然恢复是该区路域植被恢复的理想模式之一.随着恢复演替时间的推移,所有群落中木本植物的比例不断增加,草本植物的比例不断下降,植物群落分层现象明显,植物群落向原生植被发生进展或偏途演替.补播本土植物是促进植被恢复演替进程的主要途径之一,不仅可以增加乡土物种的比例、增加植物群落的多样性和均匀度,而且随着恢复时间的推移,可以形成层次明显、功能群组合合理的植物群落.人工蓝桉经济林不仅降低了植物群落及各功能群的多样性、丰富度和均匀度,而且在一定程度上增加了潜在生态风险.研究结果还表明,植物群落中当地物种的比例、植物群落的物种多样性和植物群落的盖度可以作为植被恢复成功与否的重要判定指标.     

黄河首曲湿地植物群落生产力、物种多样性及其与生境的关系

近年来，在气候变化与人为干扰等因素的驱动下，高寒湿地退化导致生物多样性的丧失如何影响生态系统功能尚无共识。以黄河首曲高寒湿地为研究对象，基于野外采样数据和植物群落多样性指数，重点分析植物物种多样性、地上生物量空间分布格局及其与土壤因子关系。结果表明：首曲湿地存在一定程度退化，植物群落组成主要集中在菊科和禾本科，莎草科和豆科植物较少；植物群落物种多样性和地上生物量未表现出显著的经纬度和海拔梯度变化；Patrick丰富度指数(R)和Shannon-Weiner多样性指数(H)与地上生物量呈显著正相关，说明保护区植物多样性的保护有利于生产力维持；土壤含水量影响着高寒湿地植被群落结构，与多样性指数呈显著相关性，是高寒湿地植被恢复和重建的关键性因子。该研究结果对于认识黄河首曲高寒湿地植物生物量和物种多样性及土壤因子的空间分异规律具有一定的参考价值，同时为高寒湿地退化生态系统功能的恢复及生物多样性的保护提供科学依据。     

露天煤矿排土场不同配置人工植被对草本植物物种多样性的影响

2012年8—9月对黑岱沟露天煤矿北排土场乔木、乔木+灌木、乔木+草本(禾本科)、乔木+草本(豆科)和撂荒地5种人工植被配置条件下草本植物种类和数量进行了调查。结果表明:撂荒地的植物物种多度为181.00±12.52,显著高于其他植被配置条件的物种多度;撂荒地和乔木+草本(豆科)配置的植物物种丰富度最高,分别为4.50±0.95和4.78±0.87,显著高于其他植被配置条件的物种丰富度。植物物种多度、丰富度与土壤有机质和全氮呈正相关,与磷含量呈显著负相关。增加排土场浅层土壤有机质和全氮含量,控制土壤磷的输入是促进露天煤矿排土场植物物种多样性恢复的有效措施。促进排土场草本植物多样性恢复,应优先考虑种植能够明显改善土壤质量的物种,如豆科植物。     

南京近郊自然湿地维管植物群落特征

选择南京近郊2处自然湿地为研究对象,采用GPS定位、野外标本采集、Braun-Blanquet多盖度等级法和Shannon-Wiener物种多样性、Simpson生态优势度和群落均匀度指数研究南京湿地植物群落的种类组成、群落类型及其数量特征。结果表明南京湿地有维管植物104种,隶属于93属45科,其中有国家Ⅱ级保护植物4种,包括水蕨、野大豆、野菱和莲;属和种的地理成分分析表明,该区维管植物区系以温带成分为主,同时热带成分也占一定的比例;该区湿地植被分为3个植被型,3个植被亚型,16个群系;湿地植物群落的物种多样性指数偏低,其中七里河湿地的物种多样性高于滁河入江口。根据南京湿地维管植物群落的特征,并结合当前存在的问题,提出南京近郊自然湿地的保护对策。     

南四湖湿地外来入侵植物

南四湖是我国重要的淡水湖泊湿地之一。为阐明南四湖湿地外来植物的现状及入侵规律,为湿地生态系统的重建、生物多样性的保护和湿地资源开发等提供指导,通过野外调查和参考有关文献资料,对南四湖湿地外来植物进行了较为深入的研究,并与青岛、昆嵛山、滨州沿海三地作了比较。结果表明,南四湖湿地外来入侵植物有41种,隶属19科35属;以菊科和豆科为优势科;外来入侵物种中热带来源与温带来源比例相当,人为引入导致的外来入侵植物高达39%。南四湖与沿海三地相比,沿海三地外来入侵植物的种类均比南四湖湿地多,其中以经济最发达的青岛种类最多;青岛外来入侵植物中有35种在南四湖湿地未发现;南四湖湿地的特有外来入侵植物有5种,体现出湿地外来入侵植物水生特性。群落相似性分析表明,Jaccard指数和Sorenson指数呈现的规律一致,南四湖与滨州的相似性最高,其次为昆嵛山,与青岛的差异最大。通过分析南四湖湿地外来入侵植物种类和分布规律,提出了相应的防治对策。     

Effectiveness of a Newly Created Oxbow Lake to Mitigate Habitat Loss and Increase Biodiversity in a Regulated Floodplain

In 2005, an oxbow lake was constructed in a degraded floodplain area of the Ebro River (NE Spain) to mitigate habitat loss. In this study, we address the effectiveness of this restoration project through the analysis of the macroinvertebrate community that colonized the newly constructed lake, in comparison with a nearby natural oxbow lake and the adjacent river channel. To that end, water and macroinvertebrate samples were taken every 2 months in 2006. Ground movements during construction, wind‐driven bottom resuspension, shore scouring, and lack of vegetation resulted in distinctive water chemistry in the constructed and natural lakes. Regarding biodiversity, only 8 months after the digging of the constructed lake the abundance, richness, Shannon, and trait diversity of macroinvertebrates exceeded that of the natural lake. It is suggested that the constructed lake provided habitat for new mobile species that rapidly dispersed to other wetlands, thus enhancing the biological diversity of the floodplain at a local scale. Furthermore, biodiversity is predicted to continue increasing in the following years, although isolation can lead to early clogging of the system. By showing a dramatic increase in aquatic biodiversity in constructed wetlands, our study suggests that wetland construction can be very effective in mitigating habitat loss and increasing biodiversity in highly degraded floodplain areas. Further monitoring is nevertheless needed to evaluate the sustainability of the newly created habitat in the long term.     

不同恢复措施对南滇池湿地冬季水禽多样性的影响

恢复受损湿地生态功能是国家湿地公园建设中的重要内容,修复措施的选用会对恢复效果产生重要影响。滇池是国内重要候鸟越冬区,受长期围垦以及城市扩张的影响,湖滨区域破坏严重,近年来湿地公园建设为滇池湖滨带恢复带来了契机,但各种恢复措施的效果仍有待明确。2017年冬季以昆明南滇池国家湿地公园及临近湿地为研究区域,设置了人工重建湿地、人工恢复湿地、自然恢复湿地以及自然湖泊湿地4个对照样区,基于冬季水禽多样性进行了湿地恢复效果评价,并从景观生态学角度对结果进行了分析。结果表明：自然湖泊湿地具有最高物种丰富度,其次为自然恢复湿地、人工恢复湿地和人工重建湿地。以Simpson多样性指数评价,自然恢复湿地的水禽多样性最高（0.60±0.03）,其次为自然湖泊湿地（0.46±0.04）和人工恢复湿地（0.34±0.04）,人工重建湿地水禽多样性最低（0.17±0.03）,由此可见自然恢复措施效果优于人工恢复和人工重建。从景观格局上分析,水禽多样性与道路面积（r=-0.735,P<0.01）、景观形状指数（r=-0.461,P<0.01）和景观分离度指数（r=-0.661,P<0.01）负相关,这也表明人为干扰程度、景观形状以及破碎化程度均会对水禽造成重要影响。建议在国家湿地公园规划和建设中,降低非湿地类景观尤其是道路对整体湿地景观的分割作用,提高湿地斑块的连接性和完整性以满足水禽的空间需求,对于湖泊型的湿地公园应加强对湖滨带沼泽生境的营造,以满足涉禽的生存需求,从而增加区域的鸟类多样性。     

Restoration of wetland vegetation using soil seed banks: lessons from a project in Lake Kasumigaura, Japan

The restoration of degraded wetland ecosystems and the recovery of wetland biodiversity are important global issues. Generally, wetland restoration projects include activities to recover vegetation. A promising revegetation technique is one in which soil seed banks are utilized as the source of plant recolonization. Using such a technique, a pilot project to restore lakeshore vegetation was launched at Lake Kasumigaura, Japan, in 2002. In the project, lake sediments containing the seed banks were spread thinly (∼10 cm) on the surfaces of artificial lakeshores, which were constructed in front of concrete levees and had microtopographic variations. In total, 180 species, including six endangered or vulnerable species and 12 native submerged plants that had disappeared from the above-ground vegetation of the lake, were recorded in five recreated lakeshores (total area, 65,200 m²) during the first year of the restoration. The distribution of each restored species at the sites suggested the importance of microtopographic relief for recolonizing species-rich lakeshore vegetation. Furthermore, the origin of the source seed banks affected the species composition of the restored vegetation. On the other hand, the restoration sites were subject to exotic plant invasions. Here, we report lessons learned from the Lake Kasumigaura restoration project as a contribution to the establishment of ecologically sound revegetation techniques.     

Hydrology is reflected in the functioning and community composition of methanotrophs in the littoral wetland of a boreal lake

In lake ecosystems a major proportion of methane (CH(4) ) emissions originate from the littoral zone, which can have a great spatial variability in hydrology, soil quality and vegetation. Hitherto, spatial heterogeneity and the effects it has on functioning and diversity of methanotrophs in littoral wetlands have been poorly understood. A diagnostic microarray based on the particulate methane monooxygenase gene coupled with geostatistics was used to analyse spatial patterns of methanotrophs in the littoral wetland of a eutrophic boreal lake (Lake Kev?t?n, Eastern Finland). The wetland had a hydrology gradient with a mean water table varying from -8 to -25 cm. The wettest area, comprising the highest CH(4) oxidation, had the highest abundance and species richness of methanotrophs. A high water table favoured the occurrence of type Ib methanotrophs, whereas types Ia and II were found under all moisture conditions. Thus the spatial heterogeneity in functioning and diversity of methanotrophs in littoral wetlands is highly dependent on the water table, which in turn varies spatially in relation to the geomorphology of the wetland. We suggest that changes in water levels resulting from regulation of lakes and/or global change will affect the abundance, activity and diversity of methanotrophs, and consequently CH(4) emissions from such systems.     

合肥市小微湿地鸟类多样性的时空格局及其影响因素

小微湿地是城市生态系统的重要组成部分, 也是生物多样性的重要庇护场所。鸟类作为城市小微湿地生态系统的指示类群, 其多样性时空格局受多种环境因子影响。本研究于2020年8月至2021年7月采用样点法对合肥市45个小微湿地鸟类的种类、数量分布和生境因子进行了调查, 并获取湿地面积、湿地形状、建筑面积比例、植被面积比例、环境噪声、人为干扰和城市化指数等生境变量。通过α多样性和β多样性分析, 研究城市小微湿地鸟类多样性的时空特征及其决定因素。采用信息论模型选择和模型平均法以及基于距离矩阵的多重回归模型进行计算, 确定影响鸟类群落α多样性和β多样性及其组分的主要环境因子。结果显示, 研究区域共有鸟类13目39科102种, 其中水鸟31种, 国家二级重点保护鸟类2种, 安徽省重点保护鸟类17种, IUCN濒危物种红色名录中的易危(VU)物种1种。湿地面积和城市化指数对小微湿地陆地鸟类和水鸟的α多样性、β多样性及其组分均具有显著影响, 其中陆地鸟类物种丰富度在中度和低度城市化之间的小微湿地中达到最高值, 面积超过4 ha的小微湿地能维持较多的水鸟物种。植被面积比例对陆地鸟类多样性具有重要的影响, 而建筑面积比例对水鸟多样性具有显著影响。此外, 总体β多样性及其组分计算结果显示物种周转组分占明显优势, 表明城市小微湿地群作为城市复合生态系统的重要组成部分, 加强整体保护更为必要。研究结果对于加强城市鸟类保护和提高城市生态环境质量具有指导意义。     

Waterbird use of artificial wetlands in an Australian urban landscape

With the loss of natural wetlands, artificial wetlands are becoming increasingly important as habitat for waterbirds. We investigated the relationships between waterbirds and various biophysical parameters on artificial wetlands in an Australian urban valley. The densities (birds per hectare) of several species were correlated (mostly positively) with wetland area, and correlations were observed between certain species and other physical and water chemistry variables. Waterbird community structure, based on both abundance (birds per wetland) and density data, was most consistently positively correlated with the relative amount of wetland perimeter that was vegetated, surface area, distance to nearest wetland, public accessibility and shoreline irregularity. We also compared the relative use of the two types of urban wetlands, namely urban lakes and stormwater treatment wetlands, and found for both abundance and density that the number of individuals and species did not vary significantly between wetland types but that significant differences were observed for particular species and feeding guilds, with no species or guild being more abundant or found in greater density on an urban lake than a stormwater treatment wetland. Designing wetlands to provide a diversity of habitat will benefit most species.     

遥感植被指数与植物多样性的相关性及空间分布特征研究——以海口市主城区为例

植物多样性监测是开展物种保护与植被景观规划的重要基础,对实施生物多样性的优先区域保护具有重要意义。该文以海口市主城区为例,利用Landsat 8遥感数据与样方实测数据分析了植被指数与植物多样性指数之间的相关性,根据相关性分析结果构建植物多样性遥感监测数学模型,并筛选出最优模型用于监测研究区植物多样性的空间分布状况。结果表明:Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数与MSAVI植被指数相关系数最高,呈显著相关性(P<0.01)。通过一元线性数学回归模型得到的海口市植物多样性空间分布特征与实际情况相符,植物多样性水平较高的区域主要分布在火山口、东寨港和羊山湿地一带,且具有明显的空间自相关性。根据研究结果建议继续实施严格的保护措施,加强生态修复与保护工程,提高植被覆盖率和生物多样性水平。     

BIODIVERSITY PATTERN AND CONSERVATION OF AQUATIC VASCULAR PLANTS IN THE YANGTZE RIVER BASIN,CHINA北大核心CSCD

The Yangtze River is the largest river in China. It is a priority conservation area for biodiversity of the world, with its main river, branches and wetlands. As an essential part of freshwater ecosystem, aquatic vegetation has been well studied by Chinese researchers since 1950s, but large-scaled analysis on the biodiversity pattern is lacked. Based on published studies, we analyzed spatial and temporal pattern of aquatic plant diversity in the Yangtze River Basin, and calculated the suitable habitat area and underlying influence of environmental factors using MaxEnt software. A total of 298 species are recognized, belonging to 121 genera in 52 families, which is 57.6% of the total aquatic vascular plants in China. The Yangtze River Basin is the key area for aquatic plant diversity of China, especially the subregions of middle reaches. The elevation and land use are the key environmental variables to the spatial pattern of aquatic plants. The separation among water systems have weak influence on the spatial pattern of diversity in aquatic vascular plants, but potamo-lacustrine habitats facilitated the species homogenization of the flora in a sub-basin scale. The network consists of Poyang Lake, Dongting Lake, Tai Lake, and the middle and lower mainstream is the suitable area for the aquatic plants based on the MaxEnt model. In the past half century, the decline or loss of aquatic vegetation occurred in plenty of lakes in the Yangtze River Basin. We suggested that the protection of aquatic vegetation should be incorporated into the integrated conservation of the middle and lower Yangtze River. © 2019, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences. All rights reserved.     

湿地土壤种子库与地上植被相似性关系研究评述

土壤种子库与地上植被的关系是土壤种子库研究的重要组成部分。当前,湿地生态系统面临严重威胁,研究湿地土壤种子库和地上植被关系既可以加强对土壤种子库和植物群落特征的认识,又可以为湿地保护与管理提供理论指导。检索了科学引文索引扩展版(SCIE)数据库中收录的1900—2012年间研究湿地土壤种子库与地上植被关系的文献,通过分析土壤种子库与地上植被的Srensen相似性系数,结果发现:不同湿地类型的土壤种子库和地上植被的相似性存在显著差异,河流湿地中两者的相似性最小;不同植被类型中土壤种子库与地上植被的相似性差异显著:草本群落的相似性大于乔木群落;不同气候带的湿地中两者的相似性也存在显著差异,其中亚热带地区相似性最小。总结了湿地种子库与地上植被相似性关系的时空变化特征。二者的相似性通常随着植物群落的演替而减小,在空间上也随着环境梯度而变化。分析了两者关系的影响因素,如种子传播、环境条件和繁殖策略等。对研究中存在的问题及发展方向提出建议。