放牧方式对中国和蒙古小针茅荒漠草原植物功能群特征的影响

以中国和蒙古小针茅荒漠草原为研究对象,对植物功能群群落平均高度、盖度、重要值、物种数、多样性及生态位进行研究。结果表明:定居放牧方式下多年生群落平均盖度和重要值低于蒙古四季游牧,1年生群落平均盖度和重要值高于四季游牧;定居放牧1年生草本植物、灌木比例均显著高于四季游牧。2种放牧方式下旱生植物比例均占主要地位,且四季游牧旱生植物比例(77.1%)低于定居放牧(78.6%)。四季游牧生活型和水分生态型功能群Shannon指数和Simpson指数均高于定居放牧,而Pielou指数低于定居放牧。Shannon指数和Simpson指数之间均存在显著正相关;Pielou指数与Shannon指数、Simpson指数间存在负相关。一年生草本植物和多年生草本植物生态位宽度较高,生态位重叠值为0.965;旱生和中旱生植物生态位宽度分别为0.999、0.987,生态位重叠值为0.985。     

内蒙古典型草原区3种不同草地利用模式下植物功能群及其多样性的变化

以呼伦贝尔草原辉河国家级自然保护区草原群落为研究对象, 选取3块生境条件基本相同的样地(250 m × 250 m) ——放牧场、割草场及公共草场, 每块样地设置3条样带, 每条样带上设置8个样方(1 m × 1 m), 研究了不同草地利用模式下草原群落的物种组成、生物多样性及群落的功能群特征。结果表明: 在放牧场、割草场和公共草场3种不同利用模式下, 植物功能群结构及其多样性发生了变化。灌木、半灌木的累积优势度在各利用模式间差异显著( p< 0.05), 在割草场中最高; 多年生禾草的累积优势度在各利用模式间差异显著(p< 0.05); 一、二年生草本的累积优势度在各利用模式间差异显著(p< 0.05)。旱生植物功能群在公共草场中所占比例最高, 为50%; 中旱生植物在割草场中的百分比最低, 为19%, 且在各利用模式间差异显著(p< 0.05); 各利用模式下, 灌木、半灌木功能群生物量均较低; 随着割草场、公共草场及放牧场3种草地利用模式下利用强度的增加, 多年生禾草和多年生杂类草两大功能群的生物量递减, 而一、二年生草本功能群生物量递增。草地利用强度的增加, 使得草地植物群落结构简单、脆弱。丰富度指数和多样性指数在放牧场最低, 在割草场最高; 均匀度变化并不明显。割草场利用模式有助于改善草原的健康状况, 而放牧场及公共草场利用模式均存在不同程度的过度放牧现象, 尤其是公共草场利用模式由于所有权不明确而缺乏有效的管理, 导致草原退化明显。     

不同干扰方式对内蒙古典型草原植物种组成和功能群特征的影响

研究休牧、补播和自由放牧3种人为干扰方式对内蒙古典型草原群落植物种组成、功能群组成、群落物种多样性和地上生物量的影响.结果表明: 3种干扰方式对植物功能群结构及其多样性有显著影响,休牧方式下群落植物种数量、地上生物量、多样性指数和丰富度指数最大,分别为22种、171.32 g·m^-2、1.46和5.7,灌木半灌木和多年生禾草的重要值、物种所占比例、地上生物量、多样性指数、丰富度指数和均匀度指数显著高于其他干扰方式,多年生杂类草的重要值、物种所占比例、地上生物量、多样性指数和均匀度指数显著低于其他干扰方式,中生植物、C3和C4植物的地上生物量最大,分别为22.22、143.35和27.97 g·m^-2.补播方式下,中旱生植物地上生物量最大,为13.60 g·m^-2,旱生植物物种所占比例最小(48.5%),C4植物物种所占比例最大(28.8%).自由放牧方式下,一、二年生草本植物物种所占比例最大,达12.3%,中生植物和C4植物所占比例最小,分别为17.0%和20.9%.春季休牧措施有利于退化草原的恢复.     

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。     

煤矿复垦地不同恢复阶段植物群落功能群结构与生物多样性变化

选取黄土高原区黑岱沟露天煤矿不同复垦阶段(1995～2010年)样地4块,以原地貌样地为对照,以时空替代的方法,对煤矿复垦地的植物群落的功能群结构及生物多样性进行研究.结果表明:(1)随着复垦时间的延长,植物群落功能群组成以多年生禾草和多年生杂类草为主,其累积优势度均呈现增加的趋势,而一、二年生草本的累积优势度减小;复垦初期,群落功能群单一、组成种类贫乏,多为一、二年生植物;复垦后期,羊草及冰草逐步出现,复垦地最终形成以克氏针茅、本氏针茅、赖草及糙隐子草为主的植物群落.(2)复垦过程中,中生植物及中旱生植物所占比例逐步增加,而旱生植物比例逐步减少;多年生禾草及多年生杂类草生物量随着复垦时间的增加而递增,而一、二年生草本植物生物量递减;群落总生物量呈先急剧增加、又急剧减少、后缓慢增加的规律.(3)群落的Shan-non-Wiener多样性指数(H)、Patrick丰富度指数(Pa)及Pielou均匀度指数(JP)随着复垦时间延长而增加.     

去除干扰对内蒙古典型草原植物叶片功能属性的影响

以内蒙古典型草原为研究对象,选取放牧和割草、去除放牧、去除放牧和割草样地进行群落调查和叶片属性测量,比较分析各样地土壤性质、群落生产力及主要物种的比叶面积(SLA,Specific Leaf Area)、叶片干物质含量(LDMC,Leaf Dry Matter Content)、叶片氮含量(LNC,Leaf Nitrogen Concentration)在个体、功能群和群落水平对去除干扰的响应。结果表明,1)去除干扰处理在短期对土壤特性和群落生产力的影响不显著;2)多数物种在放牧和割草样地SLA较低,说明典型草原多数物种的SLA表现为放牧逃避;3)不同功能群植物叶片属性对去除干扰的响应不一致,去除放牧后,多年生杂类草的SLA和LDMC不受影响,但LNC变小;多年生禾草的SLA增加,而LDMC和LNC无显著变化。一年生植物在去除放牧和割草后,LNC显著增加。去除割草后,多年生禾草SLA减小,而多年生杂类草SLA、LNC增加,LDMC减小;4)在群落水平,放牧和割草样地由于较占优势的多年生禾草SLA较低,群落比叶面积最低,在去除放牧和割草样地,群落叶片氮含量显著增加;5)在内蒙古典型草原,LDMC能够很好地将多年生禾草和多年生杂类草区分,SLA在个体、功能群和群落水平均比LDMC敏感。     

放牧干扰下高寒草甸物种、生活型和功能群多样性与生物量的关系

为明晰放牧强度对高寒草甸物种、生活型以及功能群多样性和生物量的时间累积作用以及对多样性与生物量之间相互关系的影响。选择青藏高原东北缘高寒草甸,在6个放牧强度样地连续4 a(2012—2015)进行物种、生活型、功能群多样性和生物量调查。采用重复测量方差分析和线性回归法分析放牧强度和放牧年份对物种、生活型、功能群多样性以及多样性与生物量之间的相关关系的影响。结果表明:(1)放牧强度和放牧年份均对生物量产生显著影响。随放牧强度增加,生物量显著降低。但随放牧年份延长,不同放牧强度区生物量无一致的变化规律。(2)放牧年份对物种、生活型和功能群丰富度、均匀度和优势度的影响均达到显著水平。但放牧强度和放牧年份只对物种丰富度产生交互作用,放牧强度对物种丰富度的影响具有时间的累积效应。(3)放牧干扰下不同层次多样性,仅物种丰富度与所有多样性指数显著相关,物种丰富度可以作为物种多样性测度的代表性指标。(4)多样性与生物量关系的研究,对丰富度而言,仅低放牧强度样地(Plot2)中物种丰富度随生物量增加而显著降低,其余放牧强度样地的物种、生活型和功能群丰富度均与生物量无关。对均匀度而言,高放牧强度样地(Plot4、Plot5、Plot6)生活型均匀度随生物量的增加而显著降低。对优势度而言,高放牧强度样地生活型优势度随生物量的增加而显著增加。生活型多样性可作为放牧干扰下生物量变化快速预测的有效指标。     

锡林河流域羊草草原植物种群和功能群的长期变异性及其对群落稳定性的影响

 分析了内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原群落植物种群、功能群和群落生物量的长期变异性,以及植物功能群间的补偿作用对群落稳定性的影响,结果表明：从种群水平到功能群和群落水平,地上生物量的年度间变异性逐渐降低,而稳定性则逐渐增加。植物功能群组成对群落稳定性具有更强烈的影响,在植物生活型功能群组成中多年生根茎禾草与多年生丛生禾草和多年生杂类草功能群,在生物量的年度变化上具有补偿作用,在生态类群组成中,旱生植物与中旱生植物也具有补偿作用。植物种群多度的长期变异性可能依赖于物种对环境波动的敏感性和种间相互作用对环境波动的放大效应,生物多样性使物种对环境波动响应的多样性增加,并通过不同响应类型(功能群)间的补偿作用使群落稳定性增加。     

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸暖季草场植物群落组成和植物多样性的影响

两年的牦牛放牧试验结果表明:在暖季草场,随着放牧率的提高,禾草和莎草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度减小,它们与放牧率呈显著的负相关 P<0.05 可食杂草和毒杂草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度增加,它们与放牧率呈显著的正相关 P<0.05 各功能群的盖度与生物量之间是显著的正相关关系 P<0.05 .对照草地由于没有牦牛的采食,群落由少数优势种植物所统治,群落结构趋于简单,物种组成贫乏,物种多样性和均匀度指数最小;轻度放牧牦牛选择采食对植物群落的影响较小,群落的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均不高;中度放牧提高了资源的利用效率,增加了群落结构的复杂性,草地的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均最高,该结果支持 中度干扰理论 ;重度放牧由于牦牛采食过于频繁,改变了植物的竞争能力,导致植物种的均匀度下降,多样性减少.不同放牧率草地群落的物种数 S 、丰富度指数 Ma 、多样性指数 Shan-non-Wiener指数H′和Simpson指数D 、均匀度指数 Pielow指数J′ 的排序为:对照<轻度放牧<重度放牧<中度放牧,优势度指数 Berger-Parke指数 的变化趋势则与之相反.     

DG指数在定量多样性时的缺陷及其内涵解析

生物多样性通常使用物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数等来进行度量, 但是在土壤动物群落研究中, 由于使用了粗水平的分类方法, 因此即使生境变化很大, 这些多样性指数在评估群落多样性变化时仍然是不适当的。为了克服这种限制, 廖崇惠(1990, 2009)提出用DG指数来代替这些标准的多样性指数, 并在土壤动物生态学领域得到了广泛应用。然而笔者分析发现DG指数与Pielou均匀度指数呈显著的负相关关系(r = –0.534, P = 0.000), 即, 高的均匀度反而有低的多样性。另外, DG指数与类群数(r = 0.648, P = 0.000)和类群密度(r = 0.487, P = 0.000)呈明显的正相关, 类群数的下降可以通过部分类群密度的上升而获得补偿, 群落的类群丢失后却可以获得一个不变的甚至更高的多样性值。因此, 笔者不支持DG指数用于测度生物多样性, 提议使用各类群实际群势与潜在群势比值的平均值来估计群落潜在多度的实现程度。如果继续使用DG指数作为实际生境条件的一个指标, 那么与以往不同, DG指数测度的是该生境群落多度增长的一种潜力。     

单户与联户经营对高寒草甸土壤理化性质与植物多样性的影响

在甘南高寒草甸单户经营草场与联户经营草场进行野外群落学调查,分析其物种多样性和功能多样性的变化,以揭示不同经营方式下土壤理化性质对植物多样性的影响机制。结果显示：（1）联户草场内植物群落的Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Winener指数较大,而Pielou指数在不同放牧经营方式下的差异并不显著。（2）不同经营方式下,土壤含水量、土壤全氮、土壤全磷和土壤有机碳质量分数表现为联户大于单户的趋势且差异显著（P<0.05）;单户草场土壤电导率与土壤pH大于联户草场;随着土层的加深土壤含水量、土壤全氮质量分数、土壤全磷质量分数、土壤有机碳质量分数和土壤电导率增加,而土壤pH在土层之间的差异并不显著。（3）联户经营方式下的功能丰富度、功能均匀度与功能离散度显著大于单户草场（P<0.05）。（4）相关性分析表明,植物群落物种多样性和功能多样性与土壤含水量、土壤全氮质量分数和土壤全磷质量分数存在正相关关系,土壤电导率和土壤pH与植物群落物种多样性和功能多样性存在负相关关系。冗余分析表明,联户经营方式下土壤理化性质对植物多样性的影响更显著,且0＜h≤10 cm土层土壤理化性质与植物多样性的相关性更高。单户经营方式下,土壤全氮和土壤有机碳是植物多样性的显著影响因子,联户经营方式下,土壤全氮和土壤全磷是植物多样性的显著影响因子。     

银川不同湿地陆生昆虫群落多样性与稳定性

【目的】调查和分析银川不同湿地陆生昆虫群落结构组成、功能多样性及其稳定性变化。【方法】2016年5-10月选取银川黄河湿地(HH)、鸣翠湖湿地(MCH)、芦花台湿地(LHT)、水洞沟湿地(SDG)4种湿地生境,采用棋盘式扫网和陷阱捕捉的方法进行昆虫采集。根据调查数据进行昆虫群落结构多样性分析、主成分分析和聚类分析。【结果】4种湿地生境共采集昆虫38 668头,隶属13目97科370种。双翅目、同翅目、膜翅目在4种生境中均为优势类群。植食性(Ph)昆虫功能团的科数和种数在4种生境昆虫群落中占比均最大。植食性-中性昆虫(Ph-Ne)间个体数在4种生境下均存在显著负相关(P<0.01);植食性-捕食性昆虫(Ph-Pr)间个体数在MCH生境下存在显著正相关(P<0.05);中性-捕食性昆虫(Ne-Pr)间个体数在MCH生境下存在显著负相关(P<0.01),在LHT生境下存在显著负相关(P<0.05);4种功能团结构的其他组合的个体数在4种生境下均不存在显著相关性。主成分分析结果表明,捕食性类群是4个类群中影响构成昆虫群落组成的主要成分。同种功能团在4种生境下的多样性分析结果表明,捕食性功能团(Pr)与寄生性功能团(Pa)在4种生境群落中的群落丰富度、均匀程度［辛普森指数(Simpson index)］差异性显著(P<0.05),而植食性功能团(Ph)与中性功能团(Ne)的群落丰富度、均匀程度的差异性不显著(P>0.05);中性功能团(Ne)在4种生境群落中个体出现的不确定程度［香农-维纳指数(Shannon-Wiener index)］差异性不显著(P>0.05),在4种生境的均匀度指数(Pielou evenness index)差异性显著(P<0.05),其余3个功能团在4种生境下的香农-维纳指数均差异性显著(P<0.05),在4种生境下的均匀度指数均差异性不显著(P>0.05)。4种生境昆虫群落特征指数的聚类分析分为2类,永久性湿地HH和MCH为第1类,季节性湿地LHT和SDG为第2类。Ss/Si和Sa/Sp两个稳定性指标均显示MCH昆虫群落稳定性最高,4种生境昆虫群落最稳定的时期是5和9月。【结论】双翅目和膜翅目昆虫在银川不同湿地生境中均为优势类群,可作为环境指示参考;昆虫群落稳定性最好的湿地类型为永久性湖泊湿地;不同生境昆虫群落多样性随季节时序变化,在银川最稳定的时期是5和9月。气候因子、环境因素如何驱动各湿地昆虫群落多样性及稳定性的变化因素还有待开展研究。     

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。     

重牧退化草地的植被、土壤及其耦合特征

重牧退化的肃南高山草原和环县典型草原,群落的α多样性,Cody指数描述的β多样性,营养功能群多样性和生活型功能群多样性随牧压下降呈上洚趋势,固N功能群多样性和高山草原Bray-Curtis指数描述的β多样性呈相反变化趋势,2种草地0-40cm土壤全N,速效N,有机质含量和高山草原土壤速效P含量与牧压呈负相关,高山草原土壤全P含量与牧压呈正相关。典型草原土壤全N,速效N和速效P含量以及速效P/全P和C/N比值低于高山草原,但速效N/全N比值和全P含量高于后者,重牧草地土壤要素与群落活根生物量的垂直分布格局之间的灰色关联系数与牧压呈正相关,土壤要素与毒杂草和劣质牧草的关系密切,草地退化不仅是植被与土壤的衰退,也是2个子系统耦合关系的丧失和系统相悖的发展,可用耦合度与相悖度定量,综合分析,环县草原退化较肃南严重。     

浑善达克沙地植物群落物种多样性与土壤因子的关系

2004年8月,以浑善达克沙地植物群落样方调查资料为基础,对流动-半流动沙丘、固定沙丘、丘间低地和淖尔边缘4种生境的21种群落类型的物种丰富度指数、物种多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数进行比较分析,并通过相关分析对各种指数与土壤因子的关系进行了研究.结果表明:分布在流动-半流动沙丘的植物群落的物种丰富度指数和物种多样性指数最低,生态优势度指数较高,群落均匀度指数高于其它3种生境;固定沙丘的物种丰富度指数、物种多样性指数最高,优势度指数最低;丘间低地和淖尔边缘的植物群落的丰富度指数和多样性指数低于固定沙丘,但高于流动-半流动沙丘,优势度指数高于固定沙丘,均匀度指数低于流动-半流动沙丘.相关分析表明,均匀度指数与土壤pH以及全氮含量显著相关,丰富度指数与有机质含量显著相关.     

浑善达克沙地中部斑块格局影响植物多样性及功能性状

景观格局与植物多样性之间的关系已被广泛研究, 然而, 斑块格局如何影响植物多样性, 以及这些影响的边缘类型差异尚不清楚。为从植物功能性状角度揭示斑块格局影响植物多样性的机制, 该研究采用不同边缘类型的斑块, 利用两年调查的705个样方数据, 结合遥感卫星图像解译和空间信息分析, 根据植物群落的空间位置和斑块格局, 按照向内、向外、向内成核和向外成核4种边缘类型将浑善达克沙地中部的斑块进行分类, 采用Duncan新复极差法比较了4种边缘类型斑块格局与植物功能性状多样性关系的差异, 应用Pearson相关系数和冗余分析(RDA)法量化了斑块格局对植物多样性的影响。结果发现, 植物丰富度和多样性指数与斑块格局密切相关, 这些关系存在着边缘类型的显著差异, 表现出不同的功能性状。对于向内边缘, 边缘指数与丰富度负相关, 和C₄植物比例正相关; 对于向外边缘, 边缘指数与C₄植物比例正相关; 对于向内成核边缘, 边缘密度与多年生植物和虫媒植物比例正相关; 对于向外成核边缘, 边缘角度和指数与物种Shannon-Wiener指数和Simpson指数正相关, 与Pielou指数、丰富度和动物传播植物比例负相关。这些发现表明, 斑块格局通过边缘效应影响植物多样性, 这种影响可以通过植物功能性状进行一定的解释。在景观管理、植被恢复和生物多样性保护方面需要考虑这些因素。     

连云港云台山规划造林区植物多样性及其与环境的关系

本文运用物种重要值、Shannon-wiener指数、Simpson指数、丰富度指数、Pielou均匀度指数以及Sorensen相似性系数,对连云港云台山规划造林区植物多样性进行研究,并对各个指数与环境因子作相关性分析。结果表明:该区域灌木层以毛壳竹最占优势,草本层中灰绿苔草重要值最高。植物多样性的各个指数基本上都是草本层>灌木层,Sorensen相似性系数表明样地相邻越近植物共有种数就越多。灌木多样性与土层厚度和坡向有关,而海拔和坡向对草本多样性有一定的影响。