灌丛化草原灌木和草本植物光谱特征差异及灌木盖度反演——以内蒙古镶黄旗为例

灌丛化草原已成为我国干旱、半干旱地区一种重要的植被类型,但目前有关灌丛化草原灌木和草本植物光谱特征以及灌木盖度的遥感反演研究鲜有报道。相比传统的野外调查方法,基于遥感影像的灌木盖度反演为实现长时间、大范围灌丛化草原灌木盖度监测提供了可能。该研究综合利用灌木和草本植物光谱特征差异以及季相差异,以内蒙古镶黄旗灌丛化草原区为例,通过线性模型和多端元混合光谱分解模型,实现了利用中分辨率Landsat卫星影像的灌木盖度反演。对镶黄旗优势灌木和草本植物群落的光谱特征分析表明,小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌木群落的红边斜率、归一化植被指数和改进红边归一化植被指数值均高于以羊草(Leymus chinensis)、克氏针茅(Stipa krylovii)为优势种的草本植物群落,并且其红边位置有"红移"趋势。两种模型反演所得镶黄旗灌丛化草原区灌木盖度平均值均为13%,绝大多数区域灌木盖度低于25%。相比基于盛夏时节影像的多端元混合光谱分解模型,利用灌木和草本植物季相特征差异建立的基于初秋时节影像的线性模型更适合灌丛化草原灌木盖度的遥感反演。     

绿化植物的生活型对边坡植被物种多样性及护坡性能的影响

为了探讨绿化植物生活型构成对边坡植被物种多样性及护坡性能的影响, 揭示生活型构成-群落特征-物种多样性-生态系统功能间的内在联系, 借助三物种组装实验, 分别构建以草本、灌木或乔木为主体的草本型(HHX_i)、灌木型(SSX_i)、乔木型(AAX_i)或草-灌-乔混合型(HSA)配置模式的实验小区, 对实验区内边坡植被的群落特征、护坡性能进行持续4年的生态监测。结果表明: (1)边坡植被的物种丰富度与绿化植物生活型构成有关, AAX_i的物种丰富度总体高于其他模式, 呈AAX_i > SSX_i > HSA > HHX_i趋势。(2)不同配置模式边坡植被的群落盖度不一样, 年际间差异显著: 建坪初期(2010-2011年), HHX_i的群落盖度远高于其他模式, HSA次之, AAX_i最低; 2012-2013年间, HSA的群落盖度最高, HHX_i次之, AAX_i最低。(3)边坡植被的Shannon-Wiener指数、Pielou指数与绿化植物生活型构成有关, 其变化规律与群落盖度类似: 建坪初期, HHX_i的多样性水平远高于其他模式, 呈HHX_i > HSA > SSX_i > AAX_i趋势; 之后, 呈HSA > HHX_i > SSX_i > AAX_i趋势。(4)边坡植被的护坡性能与群落内的物种多样性密切相关: 多样性水平越高, 护坡性能越强。可见, 在生态护坡过程中, 绿化植物生活型构成对提高边坡植被物种多样性、改善护坡性能至关重要。     

林分密度对马尾松林下植物与土壤种子库多样性的影响

林分密度是影响林下植物多样性的重要因子。本研究以马尾松人工林为对象,设置低密度(1575株·hm^-2,D₁)、中密度(2474株·hm^-2,D₂)和高密度(3550株·hm^-2,D₃)3个林分密度,分析林下植物和土壤种子库多样性及二者的关系,为马尾松人工林实现多目标可持续发展提供科学依据。结果表明: 3种林分密度林下草本与灌木植物共有42科62属70种,D₁密度以喜光植物种类分布较多,而D₂、D₃密度以耐阴植物为主;3种林分密度间的草本、灌木的Margalef (M)、Shannon (H)、Simpson (D)、Pielou (J_sw)、Alatalo (Al)指数均随林分密度增加而呈下降趋势,且在草本与灌木层中对密度的响应不同。在草本层中,D₁与D₃的H、D、J_sw、Al指数均存在显著差异;在灌木层中,不同林分密度J_sw和Al指数存在显著差异,H和D指数差异不显著。土壤种子库H、D、J_sw和Al指数均随林分密度增加呈先下降后升高趋势,D₁密度的物种丰富度及多样性最高;不同林分密度下土壤种子库Jaccard与Sorensen相似性系数均较低。草本层M与J_sw指数呈显著正相关;灌木层林分密度与H、D、J_sw、Al指数的相关性大于草本层,而草本、灌木层的林分密度与J_sw指数均呈显著负相关。林分密度1575株·hm^-2是马尾松林下植被生长发育较为合适的密度,能够维持林下植物多样性,有利于马尾松人工林的可持续经营。     

宁夏云雾山典型草原灌丛化过程中植被和土壤演变特征

干旱半干旱区灌木、半灌木等木本植物的分布面积持续增加(灌丛化)显著改变了原有植被景观及生态过程,但缺乏对长期封育过程中灌木物种取代草本物种进而影响草地群落组成、结构和功能的研究。为揭示长期封育措施下典型草原灌丛化特征及地上/地下植物群落的响应规律,研究通过对宁夏云雾山典型草原同一封育草地不同时间(2010年、2016年、2021年)植物群落(物种重要值、丰富度、多样性和生物量)和土壤特性(土壤容重、土壤水分及储水量、养分、pH)的定点观测,探讨了长期封育过程中灌木物种矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)驱动的植被和土壤特性变化。结果表明,(1)灌木矮脚锦鸡儿已经取代草本植物成为封育草地的优势种,群落中灌木生物量、总生物量以及盖度、高度显著增加,但对植物密度的影响较小;(2)灌丛化过程中草地群落Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著降低,而Pielou均匀度指数显著增加;(3)灌丛化引起土壤深层(60-100 cm)容重显著增大,土层储水量随土层深度的增加呈先减少后增加的趋势;(4)灌丛化使得土壤有机碳含量在浅层(0...     

江西官山自然保护区四种雉类的生境选择差异

2009年10月—2010年11月在江西官山国家级自然保护区对白颈长尾雉、白鹇、勺鸡和灰胸竹鸡4种雉类的生境选择进行了研究:共调查了6条样线上的388个样方,选取了与这四种雉类栖息地相关的17个生态因子进行观测和测量。结果显示,4种雉类均偏好阔叶林和针阔混交林、阳坡或半阴半阳坡的生境。Kruskal-Wallistest检验表明,4种雉类在海拔、坡度、乔木盖度、灌木盖度、灌木数量、灌木高度、草本盖度、草本种类、草本数量、落叶层盖度和水源距离11个生态因子上存在极显著差异(P<0.01),乔木种类存在显著差异(P<0.05),其余生态因子无显著差异(P>0.05)。典则判别函数图显示,4种雉类在生境选择上存在一定程度的重叠,又有比较明显的差异。逐步判别表明在区分4种雉类生境选择差异方面有一系列的生态因子发挥作用,依照贡献值的大小依次为海拔、草本数量、灌木高度、水源距离、灌木盖度、乔木盖度、坡度、落叶层盖度、灌木数量、草本盖度。由这10个变量构成的方程对4种雉类生境选择差异的正确区分率为74.7%。     

乌兰布和沙漠-西鄂尔多斯荒漠草原过渡带灌木群落对生长季降水的响应

降水是影响荒漠植物群落结构和多样性的主要因子。研究乌兰布和沙漠-西鄂尔多斯荒漠草原过渡带植物群落特征及多样性对生长季内降水波动的响应，对该区的植物保护和生态环境建设具有重要意义。结合2020年生长季对驼绒藜、霸王、四合木和沙冬青群落固定样地的植被调查数据与同期降水量资料，分析了该区典型灌木群落特征及多样性随降水的变化趋势。7～9月，随着降水增加，驼绒藜群落内的多年生草本种类显著增加；4个灌木群落内的一年生草本种类显著增加。驼绒藜群落的密度显著增加；霸王和四合木群落的盖度显著增加。四合木群落草本层的Patrick丰富度指数显著增加；霸王群落草本层的Patrick丰富度指数显著增加，Simpson指数和Pielow指数显著降低；沙冬青群落草本层的4个多样性指数均显著增加。乌兰布和沙漠-西鄂尔多斯荒漠草原过渡带不同灌木群落特征及多样性对降水变化响应差异较大，灌木层受降水影响较小，草本层对降水增加响应比较敏感。     

大兴安岭呼中地区3种林分的群落特征、物种多样性差异及其耦合关系

准确理解天然林林分群落特征及其与物种多样性耦合关系是提升天然林管理、达到多样性保护的关键。选择大兴安岭呼中地区典型落叶松林、杂木林、白桦落叶松林为研究对象,分别对乔木层、灌木层和草本层特征(高度、胸径、冠幅、盖度等)进行调查并计算丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,旨在探究林分间差异及其耦合关系变化。结果表明:(1)乔木层的树高、枝下高表现出杂木林落叶松林白桦落叶松(P0.05);落叶松林的胸径比白桦落叶松林和杂木林的高出6%和11%;灌木层的高度、盖度、地径、冠幅和草本层多度、盖度、高度在森林类型间均未表现出显著差异。(2)3个森林类型的乔、灌、草丰富度指数R、Shannon-Wiener指数及Simpson指数均表现出杂木林最大,乔木层和草本层呈相同规律,即杂木林白桦落叶松林落叶松林,而灌木层表现出杂木林落叶松林白桦落叶松林;白桦落叶松林和杂木林的乔木层均匀度Pielou指数和Alatalo指数约为落叶松林的3倍左右,而在灌木层和草本层在森林类型间差异不显著(P0.05)。(3)典范对应分析(CCA)结果表明林分群落特征和生物多样性关系存在明显森林类型间差异。总体表现为灌木特征(冠幅、地径)、草本层特征(盖度、多度和高度)对多样性均有较大影响;白桦落叶松林和杂木林的胸径对多样性影响明显,而落叶松林的乔木高度(树高、枝下高)对多样性影响较大。杂木林随着灌木盖度、草本高度的增加,草本物种多样性降低、乔木多和灌木物种多样性增加;而落叶松林相同的多样性变化多伴随草本高度增加、多度和盖度变小。灌木层物种多样性增加多与乔木和草本物种多样性降低相伴随,在杂木林中同时伴随着乔木胸径和草本的盖度、多度增大、灌木冠幅变小,而白桦落叶松林则伴随灌木冠幅和草本多度盖度的减小。以上结果表明,林分群落特征与物种多样性存在耦合关系,上述解耦合结果为通过维持良好森林结构、多样性保护具有实践意义。     

黑岱沟露天煤矿排土场不同植被配置对生物土壤结皮拓殖和发育的影响

2012年8—9月对内蒙古准格尔旗黑岱沟露天煤矿排土场乔木、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生物土壤结皮(BSCs)盖度和厚度进行了调查。结果表明:不同植被配置条件下BSCs的总盖度均超过了50%,乔木和乔木+草本(豆科)配置条件下藓类结皮的盖度最高,分别为56%和43%,显著高于其他配置条件下藓类结皮的盖度;乔木+草本(禾本科)配置条件下藓类结皮的盖度最高(34%),显著高于其他配置条件下藓类结皮的盖度。不同植被配置条件下BSCs的厚度均超过了0.30 cm,其中乔木+灌木配置条件下的BSCs厚度最高为0.55 cm,显著高于其他配置条件下BSCs厚度。露天煤矿排土场进行植被恢复有助于BSCs的拓殖和发育,植被配置类型和植被盖度显著影响BSCs的盖度和厚度。     

内蒙古温带草原区植被盖度变化及其与气象因子的关系

利用1982-1999年内蒙古地区NOAA/AVHRR的NDVI数字遥感影像,对内蒙古温带草原区植被盖度进行了反演,探讨了近20a来温带草原植被盖度的变化情况,并对植被盖度与不同组合方式的降水及气温数据进行了相关分析,探讨了植被盖度与气象因子的关系。结果表明:①近20a来温带草原植被盖度呈上升趋势,占总面积72%的草原植被盖度发生了增长,3种不同草原类型中典型草原盖度上升趋势最为明显;②温带草原生长季平均盖度、逐月盖度与降水成正相关关系,与气温呈负相关关系,其中降水对盖度的影响存在着时滞及累积效应;③3种草原类型植被盖度对气象因子的敏感性不同,荒漠草原植被盖度与气温和降水相关性最强,其次为典型草原与草甸草原。     

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).     

基于像元三分模型的锡林郭勒草原光合植被和非光合植被覆盖度估算

定量的估算草原光合植被覆盖度(f_(PV))和非光合植被覆盖度(f_(NPV))对草原畜牧业和土地荒漠化具有重要的意义。以锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗为研究区,以MODIS 500 m分辨率地表反射率产品MOD09GHK为数据源,采用干枯燃料指数(DFI)指数构建NDVI-DFI像元三分模型估算了锡林郭勒草原的fPV和f_(NPV),并分析了锡林郭勒草原fPV和f_(NPV)的动态变化。研究结果表明:锡林郭勒草原NDVI-DFI特征空间表现为三角形,与理论上的概念模型基本一致,符合像元三分模型的基本假设;NDVI-DFI像元三分模型适用于对草原黄枯期_(NPV)的监测,对草原生长期_(NPV)监测并不十分敏感;利用NDVI-DFI像元三分模型估算的fPV和f_(NPV)动态变化与牧草物候发育特征相吻合,可以有效的估算典型草原地区fPV和f_(NPV)值,进一步将其应用于长时间序列的典型草原fPV和f_(NPV)动态变化分析。     

基于Hyperion的锡林郭勒草原光合植被、非光合植被覆盖度估算

掌握草原生态系统光合植被覆盖度(fPV)与非光合植被覆盖度(fNPV)时空动态对了解干旱半干旱草原生态系统特征(覆盖状况、火灾负载、载畜量、干扰及恢复等)及进行科学、有效地草地资源管理具有重要的意义。选取锡林郭勒典型草原为试验区,以Hypeiron高光谱数据为数据源,利用NDVI-CAI三元线性混合模型对试验区fPV和fNPV的时空动态分布进行了估算,并对不同端元选择方法(最小包含端元特征法、纯净象元指数法和实测法)对估算结果的影响进行了比较分析。研究结果表明,NDVI-CAI三元线性混合模型是同时估测锡林郭勒草原fPV和fNPV的有效方法,且估算的fPV和fNPV的季节变化与牧草的物候发育特征相吻合。不同端元选择方法对估算精度具有一定的影响,其中基于最小包含端元特征法提取端元进行估算的精度最高,fPV估算的均方根误差RMSE=4.57,估算精度EA=91.2%;fNPV估算的RMSE=5.90,EA=67.91%(样本数N=52)。     

湘西石漠化区3种造林模式土壤真菌群落结构差异

湘西石漠化地区是我国生态系统脆弱而又敏感的区域,土壤微生物在维持石漠化区森林生态系统结构和功能稳定中发挥重要作用。选取石漠化地区立地条件相同的32年生的马尾松纯林、光皮桦纯林及马尾松-光皮桦混交林为研究对象,以立地条件相似的未造林荒地演变成的灌草群落作为对照,比较分析石漠化地区不同造林模式对土壤真菌群落结构和多样性的影响及其主要驱动因素。采用Illumina HiSeq第二代高通量测序技术,分析了3种森林土壤真菌群落组成及多样性。结果表明,不同造林模式下土壤真菌优势类群不同,光皮桦、马尾松-光皮桦混交林以及石漠化灌草地土壤真菌优势门均为子囊菌门(Ascomycota),且在石漠化灌草地相对丰度最大,为64.0%;马尾松则以担子菌门(Basidiomycota)为优势类群,其相对丰度占57.9%。混交林土壤真菌物种总数和Shannon指数显著高于马尾松和光皮桦林地,整体上真菌群落多样性表现为：未造林灌草地>混交林>马尾松林>光皮桦林。与未造林灌草地相比,马尾松-光皮桦混交林和光皮桦纯林显著提升了土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量。Mantel test检验结果显示,...     

Butterfly habitats, broad-scale biotope affiliations, and structural exploitation of vegetation at finer scales: the matrix revisited

Abstract. 1. Biotope and resources data are rarely attached to arthropod (butterfly) synoptic monitoring systems, and invariably not linked to behavioural exploitation of vegetation substrates. Yet, these data allow us to examine resource use within different biotopes and to distinguish more clearly between habitat and the matrix. 2. Comparative data on vegetation exploitation for different behaviours (search flight, direct flight, tactile inspections, perching, feeding, interactions, oviposition) were collected using transect sections over a range of biotopes from bare ground to mature woodland for two closely related satyrine butterflies, Maniola jurtina and Pyronia tithonus with overlapping flight times. Occupancy data were obtained on Pararge aegeria as a marker for the woodland end of the biotope spectrum. 3. There were clear distinctions in biotope occupancy between M. jurtina (grassland bias) and P. tithonus (shrub bias); significant differences in exploitation of vegetation substrates (except for nectar feeding) coincided with this bias in transect sections which comprise both grassland and shrubs. The exception (nectar feeding) is explained by the decline in shrub (Rubus fruticosus) nectar and increase in herb nectar during the later emergence of P. tithonus. 4. Direct flight increased in unsuitable biotopes for both species. However, resource‐exploiting behaviour (>70%) predominated even in biotopes that would be regarded as completely unsuitable for supporting the species and where less than 2% of individuals for each species were observed. 5. Simultaneous collection of biotope, resources, and behavioural data is needed for monitoring affinities of butterflies to vegetation structures and using butterflies as indicators of environmental changes. 6. Much of the landscape is shown to comprise valuable resources for butterflies, even when classified for metapopulation studies as empty matrix.     

青海高寒区典型人工林植物多样性、地上生物量特征及其相关性

研究青海高寒区典型人工林植物多样性与生物量关系有助于植物多样性及生物量的相互预测,对于阐明植物多样性对生态系统的作用具有重要意义。以青海高寒区典型人工林为研究对象,采用标准地调查法、生物量模型估算法、生物量收获法等对人工林乔木层、灌木层和草本层的植物多样性及地上生物量进行定量研究,得到以下结果:(1)青海高寒区人工林植物多样性表现为草本层高于灌木层与乔木层,群落植物多样性受草本层植物多样性影响较大。(2)林龄为20年的人工林地上生物量介于921.9532—6314.9671 g/m~2之间,林龄为35年的人工林地上生物量介于9563.0731—15181.1201 g/m~2之间,不同林分类型之间地上生物量差异显著。(3)青海省高寒区人工林灌木层与草本层地上生物量占地上总生物量的比例较小,分别在0.77%—1.49%,0.004%—18.54%之间,乔木层地上生物量在群落地上总生物量中起主导地位。(4)青海高寒区人工林群落及草本植物丰富度与草本地上生物量之间呈三次函数关系(P0.05)。     

灌丛化对黄土高原草地植物群落结构和地上生物量的影响

中国北方草地普遍出现灌丛化现象,灌丛化改变植物群落结构、植物多样性和生产力,直接影响着草地生态保护与可持续利用。该研究以黄土高原灌丛化草地为研究对象,通过植被调查,分析比较不同坡向的灌丛斑块与禾草斑块植物群落结构(物种组成、优势种及物种多样性)和地上生物量的差异。结果发现:(1)灌丛化草地不同坡向对物种多样性及地上生物量均无显著影响(P 0.1),但不同斑块植物群落结构(P=0.001)及地上生物量(P0.001)存在显著差异。(2)灌丛化草地共出现植物29种,其中禾草斑块有27种,灌丛斑块有18种;灌丛化显著改变了植物群落的物种组成,优势种由长芒草(Stipa bungeana)更替为矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda),且灌丛化降低了草地物种丰富度,增加了群落均匀度。(3)灌丛化显著改变了草地地上生物量,其中灌丛斑块地上生物量较禾草斑块地上生物量增加251.2 g·m~(-2),灌丛斑块中灌木/半灌木地上生物量提高了452.1 g·m~(-2),多年生丛生禾草减少了176.5 g·m~(-2),其余功能群植物的地上生物量减少了24.4 g·m~(-2)。(4)灌丛化过程(从禾草斑块—灌丛斑块)中,植物种丢失对地上生物量减少的影响较小,新增物种和群落优势种更替促进了灌木斑块地上生物量增加;虽然灌丛化导致草地地上生物量增加,但植物物种丰富度降低和优势种更替很有可能改变草地多样性和稳定性维持机制。     

林分密度对新津文峰山马尾松人工林林下物种多样性和生物量的影响

以四川省新津文峰山马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,用典型抽样法探究5种林分密度(A:1000株/hm~2;B:1125株/hm~2;C:1250株/hm~2;D:1375株/hm~2;E:1500株/hm~2)对林下植被物种多样性和生物量的影响及林下植被物种多样性和生物量的相关性。结果显示:(1)共调查到植物124种,隶属于74科115属,灌木层物种少于草本层。(2)灌木或草本层在不同林分密度下的优势种都较一致。(3)灌木层物种丰富度指数D值、Shannon-Wiener多样性指数H值及草本层4个多样性指数均在密度B、E分别有最大和最小值;灌木层D值随密度增大而先增后减,其他3个指数变化规律不明显。灌、草层J_(sw)值较稳定。(4)灌木层生物量比草本层多。总体上灌、草层地上生物量大于地下生物量,都在密度B达最大;灌木地下生物量保持较稳定,而草本层变化幅度较大。(5)除灌木层J_(sw)值与该层各生物量呈负相关外,其余各指标均显示正相关。不同林分密度对马尾松林下植物多样性和生物量产生不同的影响,经综合研究分析认为,林分密度1125株/hm~2相对更利于该地马尾松人工林的可持续健康发展。     

干旱河谷微生境变化对乡土植物幼苗定植的影响

干旱区植被斑块状分布格局引起的微生境差异对植被更新影响显著。气候变化和人类活动扰动下, 干旱区生态系统微生境多样化, 急需揭示乡土植物定植对不同微生境斑块变化的响应及其种间差异性, 并采用微生境调控技术促进退化生态系统植被恢复。该研究选择岷江干旱河谷区自然分布的灌木、半灌木和裸地微生境斑块, 采用移栽鞍叶羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)幼苗的试验方法, 揭示微生境变化对幼苗定植的影响; 进一步以极端退化的道路边坡为案例, 通过6种乡土植物种子直播试验探讨微生境调控技术及其对乡土植物幼苗定植的促进作用。结果显示, 在自然生态系统中, 裸地斑块上幼苗保存率和生物量显著大于植被斑块, 表明裸地微生境有利于幼苗定植; 养分添加仅对裸地斑块中幼苗生物量积累有促进作用。在裸地斑块中, 叶片生物量所占的比例和比叶面积较小, 相反根和茎生物量所占的比例较大。道路边坡上植被恢复试验结果显示, 6种乡土植物均能较好地适应土石混杂的边坡生境, 多数物种出苗率大于60%; 灌木幼苗保存率大于75%, 并且形成镶嵌式乡土灌草群落结构。地表覆盖和养分添加提高了边坡上种子出苗率和幼苗保存率, 促进了幼苗定植和结构稳定。该研究提供了有效促进工程边坡上乡土植物定植的方法, 可为干旱、半干旱生态系统退化荒坡和工程破坏地乡土植被恢复提供理论依据和技术指导。     

Relationship between Survival Rate of Avian Artificial Nests and Forest Vegetation Structure along a Tropical Altitudinal Gradient on Mount Cameroon

Nest predation is assumed to be an important factor driving avian life histories. Altitudinal gradients offer valuable study systems to investigate how avian nest predation risk varies between bird populations. In this study, a hypothesis postulating an increase in avian nest survival rate with elevation as a result of decreasing predation pressure was experimentally tested along an altitudinal gradient (300‐2250 m) in West‐Central Africa. Three types of artificial nests (cup‐shrub, cup‐ground and bare‐ground) were used along the altitudinal gradient. Overall, elevation had no effect on the daily survival rate (DSR) of the artificial nests. However, there was a significant elevation‐nest type interaction. Daily survival rate for cup‐shrub nests decreased significantly with elevation, but for cup‐ground and bare‐ground nests, elevation had no significant effect. We tested the effects of the same vegetation parameters (tree density, herb and shrub layer coverage, and canopy openness) on the DSR of different nest types to understand how different vegetation layers or combinations of them affect DSR. Daily survival rate for bare‐ground nests significantly decreased with increasing canopy openness, and was positively influenced by coverage of herb layer and tree density. For cup‐shrub nests, DSR increased significantly with increasing shrub layer coverage. Finally, for cup‐ground nests, we found a positive effect of shrub coverage and canopy openness on DSR. In summary, we found that different forest vegetation layers affect predation risk of different nest types along elevations on Mt. Cameroon.     

The Influence of Spatial Patterns of Soil Moisture on the Grass and Shrub Responses to a Summer Rainstorm in a Chihuahuan Desert Ecotone

The cycling of surface water, energy, nutrients, and carbon is different between semiarid grassland and shrubland ecosystems. Although differences are evident when grasslands are compared to shrublands, the processes that contribute to this transition are more challenging to document. We evaluate how surface redistribution of precipitation and plant responses to the resulting infiltration patterns could contribute to the changes that occur during the transition from grassland to shrubland. We measured soil water potential under grasses (Bouteloua eriopoda), shrubs (Larrea tridentata) and bare soil and changes in plant water relations and gas exchange following a 15 mm summer storm in the grassland–shrubland ecotone at the Sevilleta National Wildlife Refuge in central New Mexico USA. Following the storm, soil water potential (Ψ_s) increased to 30 cm depth beneath both grass and shrub canopies, with the greatest change observed in the top 15 cm of the soil. The increase in Ψ_s was greater beneath grass canopies than beneath shrub canopies. Ψ_s under bare soil increased only to 5 cm depth. The substantial redistribution of rainfall and different rooting depths of the vegetation resulted in high Ψ_s throughout most of the rooting volume of the grasses whereas soil moisture was unchanged throughout a large portion of the shrub rooting volume. Consistent with this pattern, predawn water potential (Ψ_PD) of grasses increased more than 5 MPa to greater than −1 MPa whereas Ψ_PD of shrubs increased to −2.5 MPa, a change of less than 2 MPa. Transpiration increased roughly linearly with Ψ_PD in both grasses and shrubs. In grasses, assimilation was strongly correlated with Ψ_PD whereas there was no relationship in shrubs where assimilation showed no significant response to the pulse of soil moisture following the storm. These data show that preferential redistribution of water to grass canopies enhances transpiration and assimilation by grasses following large summer storms. This process may inhibit shrubland expansion at the ecotone during periods without extreme drought.