滇西北高原纳帕海湖滨湿地退化特征、规律与过程

采用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)方法,研究了滇西北高原纳帕海湖滨湿地退化特征、规律与过程.结果表明: 纳帕海湖滨湿地植物群落可以划分为4个群丛,群落演替规律为水生植物群落→沼泽植物群落→沼泽化草甸植物群落→草甸植物群落.随植物群落演替,群落盖度、密度、多样性指数、物种丰富度和地上生物量均增大,群落高度减小;植物水分生态型演替规律为水生植物→沼生植物→湿生植物→中生植物.随群落演替,湿地水体矿化度、硬度和碱度均降低,氨氮和总磷含量升高,总氮和硝态氮含量变化不明显;土壤pH、有机质和全氮含量逐渐降低,全磷和全钾含量逐渐升高,速效氮和速效磷含量先增大后减小.CCA分析表明,群落结构和物种组成主要受水分梯度影响,土壤pH、全磷和湿地水的总氮、氨氮对湿地植物物种分布和群落演替影响显著.     

陕西子午岭生态因素对植物群落的影响

为探讨生境对植被格局分布的影响,对黄土高原马栏林区60块样地进行植被学调查的基础上,采用17个环境指标刻画植物群落的空间位置、地形和土壤特征;利用双向指示种分析(TWINSPAN)划分了该区不同演替阶段的植物群落类型;利用前向选择法(forward selection)及Monte Carlo检验对不同演替阶段植物群落物种组成影响显著(p＜0.05)的环境因子进行筛选;利用去势典范对应分析(DCCA)排序方法分析不同演替阶段植物群落分布格局与环境的关系;利用偏典范对应分析(partial CCA)定量分离环境、空间及其交互作用对植被格局总体变异的影响.结果表明:(1)马栏林区的植物群落可划分为13个类型,分别属于4个不同的演替阶段;(2)对演替初期阶段群落影响显著的环境因子是土壤含盐量和碱解氮,对演替过渡阶段群落影响显著的环境因子是海拔和腐殖质厚度,对演替亚顶级阶段群落影响显著的因子是海拔、坡向、枯落物厚度、腐殖质厚度和pH值,而对演替顶级阶段群落分异影响显著的因子是海拔、坡向、pH值和速效磷;(3)不同演替阶段群落的生态学特性和分布规律与环境空间的生态梯度格局吻合较好;(4)随着演替的进行,环境因子单独对植物群落的影响越来越大,而样地位置单独作用和样地位置与环境因子的交互作用之和越来越小.     

子午岭地区植被恢复演替过程与环境因子的分类与排序

在野外实地调查基础上,采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)对子午岭地区植物群落进行了数量分类和排序。结果显示:(1)TWINSPAN将50个样方划分为14个群系;DCA排序结果与TWINSPAN分类结果相互印证。(2)第一排序轴上显示出植被由草地、灌丛到森林的恢复演替系列,在此演替过程中土壤中的速效磷逐渐减少,全氮和有机质逐渐增加;第二排序轴反映环境因子的梯度不明显,但植被的演替过程会受到海拔、坡度的影响。研究表明,随着植被恢复演替的进展群落结构在变化,乔木层的重要值增加,所在群落中的全氮、速效磷、有机质等亦呈现规律性变化。     

石羊河下游盐渍化弃耕地植被演替与土壤养分相关性分析

以石羊河下游不同年代盐渍化弃耕地自然群落为对象,利用优势种群的消长和土壤养分的动态变化进行相关性分析,研究退耕地群落演替与土壤养分之间的动态变化以及相互关系。结果表明:1)植被类型一般经历3个阶段:田间杂草→荒漠草本→荒漠灌木,但群落演替可分为4个阶段:藜+田旋花群落(1～2年)→骆驼蒿群落(3～10年)→苏枸杞+黄毛头群落(10～40年)→黄毛头群落(顶极群落);2)土壤养分在整个植被演替过程中一般经历消耗-积累-消耗3个阶段,但速效钾不存在初期消耗阶段,演替后期土壤养分处于消耗状态,并逐渐接近本区域自然植被土壤养分;3)由于前期土壤养分处于消耗阶段,骆驼蒿种群对土壤养分的贡献不明显,其中与速效磷之间呈显著负相关,与速效钾呈显著正相关;苏枸杞种群与土壤养分呈正相关,其中与有机质、全氮、30～60cm速效钾相关性显著;而黄毛头种群与土壤养分之间呈显著负相关。黄毛头具有较强的适应性,可作为盐渍化弃耕地上的适宜引种物种,以调控和加速植物群落演替。     

南亚热带森林演替过程中土壤线虫群落结构变化

森林演替会通过改变植物群落组成和土壤环境影响土壤生物群落, 反过来, 土壤生物群落的变化也会对生态系统的演替产生反馈作用, 但迄今南亚热带森林演替过程中土壤生物群落的变化特征尚不清晰。本研究以广东省鼎湖山的南亚热带森林演替序列(马尾松(Pinus massoniana)林-针阔叶混交林-季风常绿阔叶林)为对象, 研究了森林演替过程中土壤线虫多样性和群落结构的动态变化及其影响因素。通过采集不同演替阶段的土壤样品, 分析和比对了不同演替阶段土壤线虫的多度、多样性、群落组成、土壤线虫生态指数以及土壤理化性质的差异。结果表明: (1)在南亚热带森林演替过程中, 针阔叶混交林和季风常绿阔叶林土壤线虫的α多样性显著高于马尾松林, 但土壤线虫总数和各营养类群多度及其相对丰度并无显著变化; (2)针阔叶混交林中土壤线虫富集指数显著高于马尾松林, 表明其土壤养分状况要好于马尾松林, 而季风常绿阔叶林土壤线虫结构指数较高, 表明其受干扰程度较低; (3)针阔叶混交林的土壤含水量和土壤理化性质(除土壤总磷含量)已达到季风常绿阔叶林的水平, 但两者的土壤pH值均显著低于马尾松林, 而土壤pH值和土壤含水量是影响土壤线虫群落动态变化的主要因素。综上所述, 南亚热带森林中土壤线虫多度、多样性和群落结构对森林演替的响应略有不同, 演替过程中土壤环境因素的趋同是导致针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中土壤线虫多样性和群落特征相似的主要原因。     

基于PCA的滇西北高原纳帕海湿地退化过程分析及其评价

以滇西北高原纳帕海湖滨过度放牧、水文改变协同胁迫(简称GAD)和过度放牧单独胁迫(简称GD)退化湿地为研究对象,将其划分为4个梯度:原生湿地、轻度退化、中度退化、重度退化,采用聚类分析和主成分分析(PCA)在“植物-水体-土壤”系统上进行湿地退化过程、机制探讨及定量评价.沿退化梯度,植物群落演替规律为“水生植物群落→沼泽植物群落→沼泽化草甸植物群落→草甸植物群落”,群落结构趋于复杂,向中生植物群落演替;矿化度、总硬度、总碱度、氮、磷等水质指标在GD梯度上升,在GAD梯度下降,水文改变对水质影响显著;土壤有机质、全氮、速效氮含量降低,全磷、全钾有所增加,速效磷和速效钾含量无明显变化规律.基于PCA建立了纳帕海湖滨湿地退化模型,并给出不同程度退化湿地的阈值.     

新疆喀纳斯湖北端河漫滩湿地植物群落演替

对喀纳斯湖北端河漫滩湿地植物群落进行了调查取样,通过除趋势对应分析(detrended correspondence analysis,DCA)排序研究了群落演替的动态,同时采用Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数,分析了物种多样性在群落演替过程中的动态变化,并运用去势典范对应分析(detrended canonical correspondence analysis,DCCA)方法,分析了不同样方中土壤因子与群落多样性指数之间的关系。结果表明:1)该区域植物群落演替序列为泽生苔草群落→西伯利亚早熟禾群落→金露梅群落→沼桦群落→西伯利亚云杉群落;2)随着演替的进行,群落物种优势度显著增加,而物种多样性呈先增加后降低的趋势,金露梅群落最高;3)土壤含水量和群落物种优势度之间存在显著负相关。     

桂林会仙喀斯特湿地不同植物群落土壤养分分布差异与微生物活性特征

以桂林会仙喀斯特湿地8 种植物群落为研究对象, 分析了群落土壤含水率、pH、土壤养分(有机碳SOC、全氮TN、全钾TK、速效氮AN、速效钾AK)和微生物活性指标(微生物生物量碳MBC、微生物生物量氮MBN、土壤基础呼吸BR、土壤呼吸势PR、微生物熵qMB 和代谢熵qCO₂)的变化及其相互关系, 探讨水位梯度下不同植物群落类型对土壤养分和微生物活性特征的影响。结果表明: (1)会仙湿地大部分植物群落土壤pH 呈弱碱性, 含水量随着土层的加深而降低,且土壤pH 值和含水量随着群落积水深度的增加而升高; (2)各植物群落土壤有机碳、全氮、速效氮和速效钾含量在垂直剖面上均表现出随土壤深度的增加而减少的趋势; 土壤微生物生物量碳氮含量(除铺地黍群落外)、土壤基础呼吸和呼吸势均随着土壤深度的增加而降低, 且各土层之间差异显著(P<0.05), 而土壤微生物熵和代谢熵在垂直剖面的分布并无明显规律; (3)8 个植物群落中, 华克拉莎群落的土壤有机碳、全氮、速效氮、速效钾和微生物生物量碳氮含量、土壤基础呼吸速率和呼吸势均最高; 田间鸭嘴草群落的土壤微生物熵显著高于其它群落(P<0.05); (4)会仙湿地土壤微生物生物量碳氮、基础呼吸、呼吸势与土壤有机碳、全氮之间均呈极显著的正相关关系(P<0.01), 微生物熵和全钾、速效氮均显著正相关(P<0.05), 表明在水位梯度变化的驱动下, 会仙喀斯特湿地不同植物群落土壤养分和微生物活性特征存在差异, 土壤微生物活性特征反映了不同植物群落的环境适应和土壤质量的状况。     

皖南次生马尾松林自然演替进程中的群落动态

本研究采用空间替代时间的方法,在安徽牯牛降自然保护区以恢复10、20~30和50 a以上的马尾松(Pinus massoniana)林为研究对象,对不同恢复时期群落的物种组成、群落结构、生境因子等进行调查,探明马尾松林演替过程中群落结构变化的动态格局及演替进程中土壤的响应。结果表明:(1)随着演替进程,植物群落物种丰富度逐渐降低,Shannon多样性指数整体呈上升趋势,林冠层落叶树种优势度下降,常绿树种增加。(2)马尾松的径级分布在3个群落中均属单峰型,甜槠(Castanopsis eyrei)的径级分布则由L字型变为逆-J型,其他常绿灌木也呈现出良好的增长趋势。(3)随着演替时间的延长,土壤全N和有机质含量呈上升趋势,pH值表现为下降趋势,土壤肥力随恢复进程而逐渐上升。     

荒漠草原4种常见植物群落土壤酶活性比较

该研究以宁夏盐池县沙边子地区4种常见的植物群落苦豆子(Sophora alopecuroides)、芨芨草(Achnatherum splendens)、油蒿(Artermisia ordosica)和盐爪爪(Kalidium foliatum)为研究对象,通过对群落组成和土壤基本理化性质的研究,以及对脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶、蔗糖酶4种常见土壤酶活性的检测,分析了荒漠草原不同植物群落的土壤微环境。结果表明:(1)不同植物群落物种组成不同,且在研究区禾本科、菊科、藜科植物出现的频率相对较高。(2)不同植物群落土壤理化性质存在差异。苦豆子群落土壤容重较低,土壤全氮含量相对较高;芨芨草群落土壤pH明显较高,土壤有机碳含量相对较高;油蒿群落土壤水分含量较低,土壤全磷含量较低;盐爪爪群落土壤盐分含量显著高于其它植物群落。(3)不同植物群落土壤酶活性存在差异,其中芨芨草和油蒿群落的表层土(0~10cm)的土壤脲酶活性较高;油蒿和盐爪爪群落的土壤过氧化氢酶随着土层加深酶活性反而有升高趋势;苦豆子和芨芨草群落的土壤磷酸酶活性较高,盐爪爪群落各土层间磷酸酶活性无显著差异;4种群落土壤蔗糖酶活性普遍较低,且各土层间差异也不大。(4)不同植物群落的同种土壤酶活性间相关性不同。研究认为,根据不同植物群落特征及土壤特性,尤其是不同植物群落间土壤酶活性的相关性,可预测荒漠草原地区植物群落演替趋势,通过适度的人为调控,可使群落向进展方向演替。     

干旱荒漠区人工植物群落演替模式及其生态学机制研究

以我国干旱荒漠区包兰铁路沙坡头地段人工植被防护林体系作为研究对象,研究了区域植被建立与发展过程中,优势植物种的种群动态和人工植物群落的演替模式,探讨了植物群落演替的内在动因和生态学机制．结果表明,该区人工植被经过40余年的演变,其植物种组成发生了很大的变化,已由原来的灌木、半灌木人工植物群落演变为一年生草本植物占优势的人工-天然荒漠植物群落．在此演替过程中,人工栽植的灌木种如柠条、花棒等的重要值不断减少,逐渐从人工植物群落中退出;而天然繁衍的一年生草本植物如小画眉草、雾冰藜、刺蓬、虎尾草等相继侵入,并逐渐成为该区的优势植物种;油蒿由于具有天然下种自行更新能力,在群落中始终占有重要地位．这种物种替代模式与该地区降水资源严重匮乏以及沙地表面结皮的增厚,致使沙子下层含水量降低。深根系的灌木及多年生草本的繁衍受到限制密不可分．     

山地土壤肥力与植物群落次生演替关系研究

从土壤物理、化学和生物性质出发,通过土壤肥力综合指标体系,利用多元统计方法,对重庆缙云山亚热带常绿阔叶林不同演替阶段山地土壤肥力的变化特征进行综合评价。并分析了缙云山亚热带常绿阔叶林群落演替与山地土壤肥力变化的关系。     

高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

云南松林次生演替阶段土壤细菌群落的变化

土壤细菌多样性是维持森林生态系统功能的关键因子,森林演替是影响其动态变化的重要因素。研究云南松林不同演替阶段土壤细菌群落结构及其多样性的变化规律,有助于深入理解森林生态系统恢复过程的驱动机制。本研究以云南省永仁县皆伐后形成的针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林为对象,基于Illumina Hiseq高通量测序技术,分析森林演替过程中土壤细菌群落组成、结构、多样性及其影响因子的变化。结果表明: 土壤细菌的种群分类单元、Ace指数、Chao1指数和Shannon指数均随着演替进行呈减少趋势,演替早期阶段土壤的细菌总数、菌群丰富度及复杂程度最高。不同演替阶段细菌群落结构存在显著差异,其中,针阔混交林的差异最大,变形菌门和酸杆菌门为各演替序列共有的优势类群,放线菌门、绿弯菌门和Patescibacteria是演替早期的优势类群,且随着演替进行呈现减少趋势;变形菌门和WPS-2相对多度随演替进行呈增加趋势。土壤pH和乔木层物种丰富度是驱动次生演替过程中土壤细菌群落组成变化的关键因子。随着演替的进行,土壤细菌多样性减少,群落组成差异加大。     

缙云山森林群落次生演替中土壤理化性质的动态变化

选择典型、有代表性的不同演替阶段群落,进行了植被调查和土壤分析.结果表明,土壤理化性质在演替方向和土壤剖面上表现出较强的规律.土壤有机质随植被从低级向高级演进逐渐积累,分别是19.5(X₁)、37.0(X²)、50.1(X₃)和71.6 g·kg^-1(X₄);土壤全N、碱解氮和速效钾等也呈上升趋势;土壤pH和盐基饱和度降低,阳离子交换量增加.在土壤剖面上,有机质、全N等指标表现出A＞B＞C层的趋势.灰色关联度分析表明,随着演替的进行,土壤肥力提高,物种丰富度和郁闭度也相应增加.不同群落土壤理化性质在不同季节有显著差异,但这种差异并不影响植物与土壤在大时间尺度下的演变方向.土壤理化性质的动态变化与植物演替相适应.     

森林次生演替和土壤层次对微生物群落结构的影响

森林次生演替与生态系统结构和功能的动态变化密切相关。大多数研究主要关注植物群落以及土壤有机碳(SOC)的变化,然而土壤微生物群落如何响应森林次生演替还需要进一步探究。本研究以长白山森林次生演替序列(20、80、120、200和≥300年)和两个土壤层次为对象,采用磷脂脂肪酸微生物标志物,探究温带森林次生演替过程中地下微生物群落结构变化。森林次生演替改变了土壤微生物群落结构,主要归因于某些特定微生物类群的变化,演替前期革兰氏阴性菌和腐生真菌占主导,而在演替后期革兰氏阳性菌和丛枝菌根真菌占主导。另外,土壤有机质数量和质量差异是影响微生物群落结构和生物量的主要环境因素。森林演替前期和中期增加的SOC含量促进了微生物生物量,而演替后期增加的难分解芳香族有机组分抑制了微生物生物量合成。土壤层次间理化性质的差异导致微生物群落变化,有机质层高的SOC以及氮含量导致更多微生物生物量的合成。微生物群落在时间和空间尺度的变化及其驱动因素反映了生态系统结构和功能对环境变化的响应。     

典范分析法在黄河三角洲莱州湾滨海区盐生植物群落研究中的应用

典范变量分析能同时处理两种类型的变量集并给出它们之间的相关系数。本文采用该方法对黄河三角洲地区的10个植物群丛及其土壤的有关性质进行了分析。典范相关系数是0.9和1。文中同时求出了所有典范变量,保留了原数据的全部信息。结果表明该地区植被的动态变化与土壤水盐及有机质含量的动态变化显著相关。土壤的水盐动态是这一地区植被演替的制约因素。二维典范变量图较直观地表示出了群丛间的演替关系。初步判断出芦苇和白茅群丛是这一地区植被演替过程中相对稳定的阶段。该方法对研究植物群落的分布及植被演替等内容是很有帮助的。     

长江中下游滩地植被与钉螺孳生关系的研究

对由莎草、苔草、狗牙根为优势种组成的杂草群落植被类型、由多种苔草、荻、为优势种组成的苔草、荻群落植被类型和由芦苇、菱笋、蒌蒿及蓼类为优势种组成的芦苇群落植被类型３种长江中下游滩地主要群落植被类型进行了钉螺密度与植被高度、钉螺密度与植被盖度之间的关系。结果表明：杂草群落植被类型,钉螺生存最适宜的植被高度为２２．０５ｃｍ、范围为１５～４７ｃｍ,钉螺生存最适宜的植被盖度为６５．２８％、范围为３５％～９０％;苔草、荻群落植被类型,钉螺生存最适宜的植被高度为２２．６９ｃｍ、范围为２０～３３ｃｍ,钉螺生存最适宜的植被盖度为６７．８０％、范围为３５％～９５％;芦苇群落植被类型,钉螺生存最适宜的植被高度为６４．８２ｃｍ、范围为７２～７８ｃｍ,钉螺生存最适宜植被盖度为６３．９５％、范围为１％～１００％。这一研究结果对通过生态工程措施控制植被因子,实现抑螺防病的策略提供科学依据     

半干旱黄土高原苜蓿草地撂荒过程土壤水分变化特征

土壤水分是黄土高原植被恢复和生态建设的主要限制因子,明确土壤水分随植被演替的变化规律是阐明黄土高原植被与水分相互作用机制的重要基础。以半干旱黄土高原小流域苜蓿草地撂荒过程为研究对象,通过对2016-2018年生长季苜蓿群落、苜蓿+赖草群落、赖草群落和长芒草群落四种草地群落0-1.8 m土壤水分进行动态监测以及0-5 m深度土壤水分测定,分析不同演替阶段苜蓿草地土壤水分的动态特征,探讨土壤水分对苜蓿草地撂荒过程的响应。结果表明：（1）在苜蓿草地撂荒演替过程中,土壤水分随群落恢复时间的延长呈先增加后降低的变化,降水的年际动态显著影响不同演替群落的土壤水分响应;（2）0-0.4 m土壤水分主要受降水影响,使得各草地群落在这一层次没有显著差异（P>0.05）,而1 m以下的土壤水分含量则主要受植被类型的影响,各草地群落之间存在显著差异（P<0.05）;（3）0-5 m深层土壤水分随群落的演替,1 m以下各土层土壤水分含量逐渐增加,表明撂荒过程中使土壤水分得到了一定程度的恢复。研究结果揭示了苜蓿草地撂荒过程土壤水分的变化规律,可为黄土高原生态恢复提供理论依据。