黄土高原生物结皮覆盖对土壤线虫垂直分布格局的影响

线虫在土壤食物网中占多个营养级,是土壤生态过程的重要指示生物,对维持生态系统结构与功能具有重要作用。生物结皮作为“荒漠工程师”对干旱生态系统的生物多样性具有积极影响,但其对土壤线虫群落的影响与机制尚不明确。分别采集藓结皮和藻结皮覆盖下不同深度（0—14 cm,每2 cm一层）的土壤以及无结皮土壤,采用Baermann湿漏斗法提取土壤线虫并鉴定计数,对比分析了生物结皮类型和土层深度对土壤线虫属的丰富度、丰度和多样性的影响及其途径。结果表明：（1）无结皮土壤中线虫以头叶属（Cephalobus）、细齿属（Leptonchus）和微矛属（Microdorylaimus）为优势属,而生物结皮覆盖土壤中线虫以无咽属（Alaimus）、细齿属（Leptonchus）、鹿角纯属（Cervidellus）和微矛属（Microdorylaimus）为优势属;（2）与无结皮相比,藻结皮使土壤线虫的属的丰富度、丰度和Shannon指数分别提高了35.2%、89.2%和4.5%,而藓结皮分别提高了44.4%、83.0%和24.8%;（3）两类生物结皮覆盖土壤剖面中线虫丰度均呈单峰分布,其中6—8 cm土层丰度最高,是深土层的3.2—11.7倍;而Shannon指数随土壤深度的增加而增加,表土层是深土层的1.5—1.7倍;（4）土壤温度、速效磷和有机质含量是影响线虫属的丰富度的主要因素,有机质、NH⁺₄-N和NO^-₃-N含量是影响线虫丰度的主要因素,而土壤温度、含水量和速效磷含量是影响线虫多样性的主要因素。生物结皮可通过提升土壤含水率和养分含量、降低土壤温度等途径显著提升土壤线虫的丰度和多样性,并通过影响土壤理化性质的垂直分布继而间接调控土壤线虫群落的垂直分布格局,这对于理解生物结皮维持和提升干旱生态系统的生物多样性与生态系统多功能性具有重要帮助。     

沙坡头植被固沙区生物结皮的发育特征

对沙坡头人工植被区内生物结皮的生物特征和非生物特征进行了调查,利用时空代换法研究了该地区生物结皮的发育和演替特征。结果表明：生物结皮层有着较快的成土过程,随固沙年限的增加,生物结皮的厚度以及结皮中粘土所占的比例增加,容重呈下降趋势;在各固沙年限的生物结皮覆盖区,构成生物结皮的主要优势生物成分为地衣、藻类和苔藓。不同发育年限和不同沙丘部位各类生物结皮的盖度的调查揭示,生物结皮的形成和发育有着重要的生物过程。对沙坡头植被固沙区生物结皮的演化过程进行了系统分析,发现生物结皮是在流沙固定过程中生物成分和非生物成分相互作用的产物,是降尘累积过程、生物过程和成土过程3个阶段的统一,并依据其发生学特点给出了3个发育阶段的定性划分。     

古尔班通古特沙漠生物结皮藻类的组成和生态分布研究

通过对新疆古尔班通古特沙漠中9个样地73份生物结皮土样藻类的培养和鉴定,分析了古尔班通古特沙漠中生物结皮藻类的种类组成和生态分布特点。结果表明．该沙漠中有藻类植物49属121种．隶属于蓝藻门、绿藻门、硅藻门和裸藻门。其中监藻83种,绿藻20种,硅藻11种。裸藻7种。蓝藻占总种数的68．60％,其中又以丝状种类为优势．占66．27％;绿藻则以单细胞种类为主。在古尔班通古特沙漠不同地带中,其藻类物种多样性和群落组成均有所不同,中部藻类物种最为丰富,北部和南部次之。而东部和西部则明显减少。在沙垄不同部位的分布中,少数种类对地貌部位的选择性不明显,但有些种类在不同地貌部位分布有差异。藻类在结皮不同层次的分布不同,在结皮层中藻类的种类和数量都较丰富．且以丝状种类较多,而在结皮下层藻类的种类和数量明显减少。     

生物结皮影响下的土壤有机质分异特征

对新疆古尔班通古特沙漠生物结皮影响下的土壤有机质分异特征进行了定量研究。结果表明,该沙漠典型沙垄不同部位具有不同的土壤有机质特征,且土壤有机质含量具有明显的分层特征。无论是结皮覆盖区还是非覆盖区,土壤有机质的积累均以表层0~5cm土层为主,由表及里呈递减趋势。这种地表有机质分布的规律在该沙漠地表普遍存在。虽然如此,生物结皮却强烈影响着地表0~5cm土层有机质的含量的积累,它的存在使得该层有机质含量极显著地高于无结皮覆盖区0~5cm土层的有机质含量(t检验,p<0.01),表明生物结皮能显著增加地表0~5cm土层的有机质含量;而无论结皮覆盖区还是非结皮覆盖区,两者5~10cm土层之间和10~30cm土层之间的有机质含量无显著差异(t检验,p>0.05),说明生物结皮对土壤有机质含量的影响范围仅限于表层0~5cm,对更深层次土壤的有机质含量则无显著影响。     

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。     

河西走廊沙漠人工植被区土壤种子库特征

土壤种子库作为地上植被更新的重要的种源储备库,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。以河西走廊不同区域沙漠人工植被为研究对象,研究了土壤种子库物种组成、时空分布和数量变化特征。结果表明：河西走廊沙漠人工林土壤种子库共出现27种植物,分属8科22属,以藜科植物最多,生活型以草本植物种子比例最高,占到90.6%—95.06%;土壤种子库密度介于19.29粒/m~2—858.57粒/m~2之间,从东到西呈水平地带性分布,土壤种子库分布主要集中在0—2cm土层中,不同样地土壤种子库密度均呈明显的垂直分布,在0—10cm土层内,随着土层深度增加,种子库密度先减小后增大;土壤种子库多样性(Simpson指数)在河西走廊东段沙漠人工植被区最高,在0.671—0.812之间,河西走廊中段沙漠人工植被区为0.417—0.809之间,河西走廊西段沙漠人工植被区为0.256—0.707之间,从东到西呈下降趋势,Shannon-Wiener指数、Margalett丰富度指数、Peilow均匀度指数也表现出相同的趋势,说明由于生境的植被的异质性程度高,使土壤种子库之间的差异性显著;河西走廊沙漠...     

腾格里沙漠不同组成生物结皮特征及其对土壤酶活性的影响

生物结皮在干旱半干旱地区生态系统中起着重要的作用。目前,有关生物结皮的存在对土壤酶活性的影响已有大量研究,而对生物结皮基本特征对土壤酶活性的研究较少。以流沙为对照,研究了不同组成生物结皮(藻结皮、地衣结皮、地衣-藓结皮、藓结皮)中以结皮厚度、叶绿素a含量、胞外多糖、胞外蛋白质及结皮中养分为特征的变化规律及其对结皮下土壤酶活性的影响。结果表明：(1)不同组成生物结皮的结皮厚度、叶绿素a、胞外多糖、胞外蛋白质、C、N、P、C/N、C/P、N/P的变化范围从藻结皮到藓结皮分别为：2.28—8.29 mm、1.79—8.05μg/cm~2、14.60—20.43 mg/kg、13.16—19.37 mg/kg、5.54—51.42 g/kg、0.44—3.36 g/kg、0.23—0.54 g/kg、9.62—15.32、24.07—94.98、1.92—6.23,且上述结皮特征均沿着藻结皮、地衣结皮、地衣-藓结皮、藓结皮方向显著增加(P<0.001),但胞外多糖和胞外蛋白质在地衣结皮、地衣-藓结皮和藓结皮间无显著差异(P>0.05);(2)相比于C和N,结皮的P含量具有较小的变异...     

青海湖地区芨芨草草地土壤种子库的初步研究

选择青海湖地区的次生芨芨草草地为研究对象,以围栏内封育和围栏外自由放牧的草地做对照,研究了围栏内外土壤种子库的萌发状况、密度和数量、物种多样性,以及土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,围栏内外土壤种子库的萌发趋势非常相似,但是萌发种子累计数量不同;围栏内外土壤种子库中萌发种子的平均密度分别为3660和2460粒·m-2,围栏内萌发种子数比围栏外提高了48.8%;围栏内外土壤种子库的物种多样性指数差异较大,围栏内外丰富度指数R1分别为17和13,R2为3.693和2.832,丰富度围栏内大于围栏外,多样性指数和丰富度指数具有相同的规律,均匀度指数围栏内外分别为0.812和0.857,则是围栏外大于围栏内。围栏内外地上植被群落组成存在显著差异,围栏内的封育草地的物种丰富度和多样性指数均大于围栏外的放牧草地,而均匀度指数则呈相反趋势。     

不同尺度苔藓结皮土壤性状的空间分布特征

苔藓结皮是生物结皮的高级阶段,它在防风固沙、改善土壤水分、养分等方面具有十分重要的生态作用,但前期研究多是对结皮区和无结皮覆盖区土壤性状的比较,对结皮斑块内土壤理化因子的空间分布情况尚不明确。运用经典统计学,地统计学以及克里格插值法探讨了土壤水分、有机质、全氮、全磷、总盐在样方和斑块两个尺度的空间变异特征,旨在阐明不同尺度藓类结皮土壤空间异质性的强度,明确不同尺度土壤各性状合适的取样距离。研究结果表明藓类结皮土壤性状在两种尺度均表现出中等程度的变异,随着取样尺度减小,自相关性在空间异质性中占的比重增加,结构因素的影响增强,随机因素的影响减弱。样方尺度的空间异质性大于斑块尺度异质性,且土壤性状的变程较大,采样时可适当增大取样间距;两种尺度下5个土壤性状中,全磷的变程最小,实际取样时应适当缩小取样距离,总盐变程大,自相关程度低,因而取样间距可适当放大。斑块尺度,藓类结皮土壤性状由边缘向中心递增(磷递减)的现象与斑块的边缘效应有关。     

生物土壤结皮对荒漠土壤种子库和种子萌发的影响

研究了腾格里沙漠东南缘在不同自然条件（风、温度、水分）下,人工固沙植被区（24龄、41龄、50龄）和相邻天然植被区的两种生物土壤结皮对荒漠土壤种子库和种子萌发的影响。结果表明,荒漠土壤种子库在苔藓结皮上的储量显著高于藻类结皮。随着生物土壤结皮的发育,种子萌发量在苔藓结皮上增加,在藻类结皮上减少。生物土壤结皮层的含水量对种子萌发有显著的影响（p〈0.05）,植物种子在湿润处理的生物土壤结皮上的萌发量高于干燥处理的生物土壤结皮上的种子萌发量。生物土壤结皮表层温度和亚表层温度对荒漠植物种子萌发无显著影响（p〉0.05）,但总体而言,对于苔藓结皮,植物种子在较高温度下的萌发量略高于在较低温度下的萌发量,而对于藻类结皮,植物种子在较低温度下的萌发量略高。     

黄河三角洲滨海湿地地下水位变化对土壤种子库特征的影响

地下水位是影响湿地生态系统结构和功能的重要环境因子之一,然而其如何影响滨海湿地土壤种子库特征尚不清楚。通过地下水位控制试验,研究黄河三角洲滨海非潮汐湿地地下水位梯度（-20、-60、-100 cm）下,土壤种子库密度、物种多样性等特征,并通过土壤化学指标与对应的土壤种子库特征之间的通径分析,探讨地下水位深度变化对土壤种子库特征的影响机理。研究发现,在该区域秋季采样的土壤种子库中,碱蓬和盐地碱蓬的种子数量最多;地下水位变化对土壤种子库密度无显著影响,但对土壤种子库的物种组成影响较大,随着地下水位深度增加,多年生草本植物种类呈增加趋势。整体上,随着地下水位深度增加,土壤种子库的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随之增大。主成分分析表明,土壤盐是影响黄河三角洲滨海湿地土壤种子库组成特征的主导因素,贡献率为69.482%,土壤养分为次要影响因素,贡献率为23.710%,进一步通径分析表明,土壤水溶性盐总量对种子库物种多样性起到限制作用,同时,有效磷浓度通过水溶性盐总量对Margalef指数和Shannon-Wiener指数表现为间接负作用,总磷浓度对种子库与地上植被相似性起到促进作用。研究表明,黄河三角洲滨海湿地地下水位深度变化,主要通过影响土壤水溶性盐总量,进而影响土壤种子库物种多样性。     

火地塘生态定位站不同植物群落与小蠹类群多样性

为探讨不同森林植物群落中植物类群与小蠹类群的结构特征以及小蠹类群随海拔高度而发生的变化,于2001~2003年夏季,采用取样调查法,依据海拔高度将秦岭火地塘生态定位站植物群落划分为山麓农田和侧柏群落(群落Ⅰ)、油松-华山松-锐齿栎群落(群落Ⅱ)、油松-华山松-栓皮栎群落(群落Ⅲ)、油松-华山松-辽东栎群落(群落Ⅳ),亚高山云杉林群落(群落Ⅴ),亚高山冷杉林群落(群落Ⅵ)6种类型的植物群落中,分乔木层、灌木层、草本层3个层次,分别计算出高等森林植物群落和针叶树小蠹类群的Shannon-W iener多样性指数、B erger-Parker生态优势度和P ie lou均匀度指数。结果表明,在山麓灌丛群落至针阔混交林群落之间,森林植物物种多样性指数、群落均匀度指数和物种丰富度呈递增趋势;在针阔混交林群落与亚高山云杉林群落、亚高山冷杉林群落之间,物种多样性指数、群落均匀度指数和物种丰富度呈下降趋势。从总体看,阔叶林中森林植被的多样性程度高于亚高山云杉林和冷杉林。群落优势度指数的变化规律则与之相反。不同森林群落类型中针叶树小蠹类群的多样性、均匀度和优势度研究结果表明,针叶树小蠹物种多样性指数和均匀度由高到低的排列顺序依次为:油松-华山松-栓皮栎群落、油松-华山松-锐齿栎群落、油松-华山松-辽东栎群落、亚高山云杉林群落、亚高山冷杉林群落、山麓农田侧柏群落;针叶树小蠹群落优势度的变化趋势与之相反。6种类型的植物群落中,共获得针叶树小蠹21种。讨论了小蠹这一昆虫类群对森林植物群落的指示意义、海拔高度对森林植物和小蠹组成及分布的主要影响、研究森林生态系统各部分组成及相互关系的必要性以及进一步深入研究森林群落物种多样性需要注意的问题。     

土壤种子库的分类系统和种子在土壤中的持久性

对国际上已经发表的10个土壤种子库分类系统的内容进行了总结和阐述,并对土壤种子库分类系统进行了评述,其中Thompson ＆ Grime在1979年提出的把土壤种子库分为短暂土壤种子库（Transient soil seed bank）和持久土壤种子库（Persistent seed bank）的二元分类系统以及Thompson等人提出的把土壤种子库分为（1）短暂土壤种子库,（2）短期持久土壤种子库（Short term persistent seed bank）,（3）长期土壤种子库（Long termp ersistent seed bank）的三元分类系统在生态学文献中已被广泛采用。在此分类的基础上产生了植物种子在土壤中的持久性（Persistence）概念,持久性是指植物的一种特性,是指植物的种子在土壤中能够存活超过1a的特性;植物种子的持久性被认为是一种对环境的进化适应,它可以在多个生长季节萌发从而分担环境震荡的风险,持久土壤种子库不仅在不稳定的环境里占有优势;即使在稳定的环境里,也被认为能够减少种内和种间的竞争;造成持久性的原因可分为环境因子和种子本身的特性比如休眠等两个方面,持久土壤种子库的出现使得土壤种子库的研究与进化生物学结合起来,使得土壤种子库的研究进入一个新的领域,更易激发人们的兴趣。关于种子的大小、形状及持久性的关系问题已经引起了相当的争论,基本上有4种格局：一是种子大小和形状与种子在土壤中的持久性有关,小而圆或扁的种子在土壤易存活持久;二是种子大小与种子在土壤中的持久性有关,小种子在土壤中易存活持久,但种子形状与持久性无关;三是种子大小、形状与种子在土壤中的持久性无关;四为较大的种子在土壤易存活持久,而种子形状与种子在土壤中的持久性无关。影响种子在土壤中的持久性因子比较复杂,总结过去的文献发现主要有以下几个因子：①种子的散布方式,②捕食,③植被的物种组成,④风,⑤土壤基质,⑥火,⑦干扰等。通过比较分析和研究,提出影响种子大小和在土壤中的持久性关系格局的关键因子是气候,特别是生态系统所在地的雨量;湿润气候下容易产生前两种格局,而干旱环境下的生境容易产生后两种格局。     

库车种子植物区系垂直分布格局分析

该研究通过野外植被调查及相关文献资料查阅,探讨了库车山区种子植物区系的垂直分布格局特征及其对海拔变化的响应。结果表明:该区种子植物约有78科376属960种。其中,裸子植物3科3属9种,被子植物75科373属951种。植物科、属、种总数随着海拔的升高呈现先增加后降低的单峰分布结构。其中科总数在海拔1 600~1 800 m处为最高峰,属总数在海拔1 800~1 900 m处呈现最高峰;物种总数在海拔1 900~2 000 m处呈现最高峰,有478种(隶属59科,230属)。种子植物区系地理成分分析中,库车山区植物区系垂直海拔梯度上不管是科级水平还是属级水平种类成分都以温带分布型占优势。在垂直分布梯度上,温带分布科最高点出现在海拔1 800~1 900 m(含20科),从海拔2 800~2 900 m开始,随着海拔梯度升高呈现下降趋势,到海拔3 600~3 700 m时为最低点(含6科);温带分布属峰值出现在海拔1 900~2 000 m,随着海拔的升高呈现下降趋势。该研究结果对该区植物种质资源和生态系统多样性,植物资源的引种驯化、栽培和合理利用具有重要意义。     

秦岭石生苔藓结皮的微生物群落组成和多样性特征

苔藓结皮是地表重要的活性覆盖物,具有改善土壤性状、固土持水、固碳固氮等多种生态功能,微生物群落是苔藓结皮发挥生态功能的主要成分。为了探究湿润区石生苔藓结皮的微生物群落组成及其多样性特征,揭示其发育形成机制以及功能机理,该研究以秦岭北麓的泥峪、车峪、骆峪5个样地的石生苔藓结皮为研究对象,利用高通量测序技术,分析了石生苔藓结皮层的微生物群落组成、丰度、多样性,并测定分析养分与微生物群落的关系,为裸露岩石创面的生态修复提供理论依据。结果表明:(1)秦岭石生苔藓结皮层的全氮和有机质含量在4.16~8.26 g/kg、89.44~131.05 g/kg之间,且样点间均差异显著;全磷和全钾含量较低,分别为0.88~1.21 g/kg和13.50~18.10 g/kg。(2)秦岭石生苔藓结皮层中细菌占微生物群落组成的80%以上,且细菌的多样性也远高于真菌;其中细菌优势菌群为变形菌门(Proteobateria)、拟杆菌门(Bateroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),真菌优势菌群为子囊菌门(Ascomycota)和被孢霉菌门(Mortierellomycota)。(3)冗余分析(RDA)显示,全钾和有机质对优势细菌群落结构影响显著,变形菌和拟杆菌适宜生活在湿度大、营养状况良好的基质中;全磷和有机质对优势真菌群落结构影响显著,被孢霉菌门在低磷基质中更具生长优势。研究发现,细菌是秦岭石生苔藓结皮层的优势菌群,与旱区土生状况相比,秦岭石生苔藓结皮层的放线菌和酸杆菌的含量有所下降,而拟杆菌含量显著增加;对于真菌而言,子囊菌门和担子菌门的相对丰度明显减少,被孢菌门丰度显著增加;有机质是影响结皮层微生物群落组成最主要的养分因子,丰富的养分使湿润区石生苔藓结皮层的微生物群落结构更加复杂多样、物种组成更加丰富。     

湖北兴山县种子植物区系特征与垂直分布格局研究

根据2016年-2017年对兴山县全域进行网格调查所获取的3450份野生种子植物标本, 结合相关标本馆馆藏标本数据, 对兴山县域种子植物区系特征与垂直分布格局进行了研究。结果显示, 兴山县共有野生种子植物145科705属1883种。在科级水平上主要以热带分布型为主, 共有63科, 占总科数的43.45%; 属级水平上温带分布型占据优势地位, 共有379属, 占总属数的53.76%。兴山县种子植物区系特征兼具有温带性质和热带亲缘, 过渡性特征明显, 区系成分复杂。种子植物在垂直分布上主要呈现为三大类: 在海拔100-1000 m范围内主要形成低山常绿落叶阔叶混交林; 在海拔1000-1900 m范围内以中山落叶阔叶林为主; 海拔1900-2500 m范围内形成亚高山灌丛。总体来看, 兴山县种子植物在海拔700-1300 m的中海拔地区物种最为丰富。     

地中海沿岸沙丘土壤种子库的异质性

应用自然萌发法和物理筛选法相结合的方法,调查了地中海沿岸沙丘三种微生境土壤总种子库和永久种子库特征,用功能群的方法分析了微生境之间的土壤总种子库和永久土壤种子库的组成和结构差异,也分析了主要物种土壤种子库的微生境分布格局,分析了种子大小和土壤种子库中的种子永久性关系.发现地中海沿岸沙丘土壤种子库具有明显的空间异质性,即使在相同的微生境内,土壤种子库的分布也不是均匀的,甚至具有很大的差异;微生境对总的土壤种子库和各功能群的土壤种子库的分布格局具有显著的影响,开阔地区域具有最大的种子密度,而灌丛下和路径具有较小的种子密度;在永久土壤种子库中,豆科类植物种子在休眠种子中占有最大的比例,约为76%,而一年生和多年生禾草未发现休眠种子,豆类、伞形科类、多年生阔草、菊科类、一年生阔叶草和十字花科类等种子在土壤中的永久性比例依次下降,分别为50%、46%、41%、6%、6%和1%,微生境影响各功能群种子在土壤中的永久性.微生境显著影响大部分主要物种的土壤种子库分布;种子大小与其在土壤中的永久性为正相关,即大种子具有较高的永久性,小种子具有较低的永久性.     

重庆市大巴山自然保护区蝶类垂直分布及多样性的初步研究

在 1 999年 7月和 2 0 0 0年 5月 ,对重庆市大巴山自然保护区蝶类的垂直分布进行了调查 ,研究结果表明 ,该保护区蝶类有 1 0科 80属 1 38种。在 4个垂直带中 ,常绿阔叶林带的蝶类物种数和个体数量、物种多样性指数和物种均匀度等指标均高于其他垂直带。垂直带之间蝶类相似性差异显著。