内蒙古高原针茅草原群落β多样性研究

用比较样地法调查了内蒙古高原 4类地带性针茅 (Stipa)草原群落的 β多样性特征 .结果表明 ,Whit tacker指数 βws与尺度有关 ,随取样面积的增加 ,βws逐渐降低 .取样面积相同时 ,4类群落的 βws比较接近 .各群落的Cody指数最初也随样方面积的扩大而增大 ,当样方面积扩大到一定尺度时 ,贝加尔针茅群落和大针茅群落为 >0 .5m2 ,克氏针茅群落和小针茅群落为 >2m2 ,Cody指数趋于稳定 .同一尺度下 ,贝加尔针茅群落的Cody指数最高 ,小针茅群落的Cody指数最低 .多数情况下 ,群落内样本间的间隔距离 ,对Cody指数有较大的影响 ;从贝加尔针茅群落到小针茅群落 ,植物生活型和生态类群功能群组成中 ,多年生丛生禾草与根茎禾草、多年生杂类草和中旱生植物的多样性显著降低 ,旱生植物多样性先增加 ,尔后到小针茅群落显著降低 .群落的植物种类组成表现出明显生态替代现象 ,不同群落间的Cody指数逐渐降低 ;贝加尔针茅群落与大针茅群落的Morisita Horn指数最高 ,达 0 .72 .克氏针茅群落与小针茅群落的相似系数最低 ,为 0 .42 .     

典型草原大针茅种群空间格局及对长期过度放牧的响应

种群空间格局是生态学研究的基本问题之一。典型草原带由于过度放牧退化严重, 原生群落罕见, 探讨原生群落的种群空间格局具有重要生态学意义。大针茅(Stipa grandis)草原是典型草原区广泛分布的主要群落类型, 1979年围封的大针茅样地, 是目前保存完整的大针茅草原原生群落。本文选择大针茅草原原生群落和长期过度放牧群落, 应用O-Ring函数结合不同零假设模型分析了大针茅种群的空间格局。结果表明: 在原生群落中大针茅种群在小尺度范围内呈均匀分布, 而在长期过度放牧群落中则表现为聚集分布。这说明在大针茅草原原生群落中竞争是主要的相互作用, 而在长期过度放牧群落中正相互作用居主导, 验证了胁迫梯度假说; 同时证明长期过度放牧改变了种群空间格局。     

鄂尔多斯草地退化过程中个体分布格局与土壤元素异质性

应用复合个体-距离法分析了鄂尔多斯草地退化过程中多种群和优势种个体分布格局,应用统计方法分析了土壤有机碳和氮元素的异质化过程。结果表明：在鄂尔多斯草地退化过程中,多种群和优势种个体分布格局大多表现出不同尺度下的随机分布和聚集分布,但多种群的个体分布格局在本氏针茅(Stipa bungeana) 油蒿(Artemisia ordosica)群落中出现均匀分布;优势种油蒿和牛心朴子(Cymanchum komarovii)在油蒿 牛心朴子群落中均出现了均匀分布。土壤元素在单一优势种群落中存在不同程度的异质性,油蒿群落中异质化程度最强;在共优势种本氏针茅 油蒿群落中,出现了土壤元素相对均质化,油蒿 牛心朴子群落中,异质化程度相对减弱。由于对土壤水分和养分的竞争,使共优势种群落出现植物的均匀分布,土壤元素相对均质化。土壤元素先后异质化过程首先表现为土壤有机质的异质化过程,然后才表现为土壤氮的异质化过程。土壤元素先后异质化过程表明异质化过程首先表现为植被异质化,植被的异质化导致土壤某些元素的异质化。     

内蒙古高原针茅草原植物多样性与植物功能群组成对群落初级生产力稳定性的影响

内蒙古高原4类地带性草原群落,贝加尔针茅（Stipa baicalensis Roshew.）群落、大针茅（S.grandis P.Smirn.）群落、克氏针茅（S.krylovii Roshev.）群落和小针茅（S.klemenzii Roshev.）群落初级生产力连续12年的定位研究结果表明,在气修波动下群落生产力及其稳定性与群落多样性特征的变化是一致的,从贝加尔针茅群落到小针茅群落。植物多样性显下降,群东中起重要作用的植物功能群的数量逐渐减少,群落初级生产力及其稳定性也逐渐降低。生活型功能群组成中,多年生丛生禾草、多年生根茎禾草与苔草和多年生杂类草功能群多样性与群落初级生产力稳定性极显地呈正相关。生态类群组成中,旱生植物和中旱生植物功能群多样性也与群落初级生产力稳定性极显地呈正相关,生态位互补效应（niche complementary effect）可能是高植物多样性群落具有高生产力的机制,而植物多样性对群落初级生产力稳定性的影响可能是通过不同功能群间的补偿作用来实现的。     

不同尺度下荒漠草原建群种短花针茅的空间分布对载畜率的响应

为探讨不同尺度下短花针茅种群密度空间分布对载畜率的响应特点及差异,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原建群物种短花针茅为对象,分析了不同尺度(1 m×1 m小尺度和5 m×10 m中尺度)下对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4种处理短花针茅种群的空间异质性。结果表明: 与小尺度相比,中尺度的对照与轻度放牧下短花针茅种群密度显著降低。在2种尺度下,与对照相比,放牧使得短花针茅种群密度显著增加。通过半方差函数进行模型拟合, 小尺度下,对照、轻度放牧、中度放牧及重度放牧样地短花针茅种群分布分别符合线性、指数、指数和指数模型,中尺度下分别为高斯、指数、高斯和指数模型。不同尺度和放牧强度下短花针茅种群空间结构发生改变,小尺度下,对照样地短花针茅分布格局较简单、空间结构较好;而重度放牧样地短花针茅分布格局较复杂、空间结构较差;中尺度下,重度放牧样地短花针茅分布格局较简单、空间结构较好,而中度放牧样地短花针茅分布格局较复杂、空间结构较差。中、小尺度下,中度和重度放牧使得短花针茅种群空间异质性降低且分布更为均匀;此外,对照、中度和重度放牧下中、小尺度短花针茅种群空间分布趋势基本一致,而轻度放牧则有所不同。     

草地利用方式对典型草原大针茅种群空间异质性的影响

以内蒙古锡林郭勒盟典型草原为研究对象,以野外实地调查的数据为基础,采用半方差函数和克里格插值法,分析了割草(M)、放牧(G)和围封(CK)样地中大针茅种群(Stipa grandis)小尺度空间分布异质性。结果表明:大针茅种群密度表现为割草样地最高,放牧样地次之,围封样地最低(P0.05);其中围封样地大针茅种群的结构比为95.3%,具有较强的空间自相关性,而刈割和放牧样地大针茅种群的结构比分别为70.2%和62.5%,属于中等程度的空间自相关性,大针茅种群的空间异质性表现为割草样地放牧样地围封样地;通过拟合半变异函数图,得到围封、放牧和割草样地大针茅种群空间分布最优模型分别为高斯模型、球状模型和球状模型;围封样地大针茅空间变异主要受结构因素的影响而趋于简单化分布格局,割草和放牧样地大针茅空间变异受到结构因素和随机因素的共同作用而表现为密度较大的斑块和密度较小的斑块镶嵌分布格局。     

不同干扰类型下羊草种群的空间格局

生态系统各层次的空间格局与生态学过程的相互关系一直是生态学的研究热点之一,这一问题的关键是选取合适的观察尺度。羊草(Leymus chinensis)作为呼伦贝尔草原的地带性植被,研究其种群空间格局对理解种群生态过程和草地资源可持续利用具有重要意义。利用Ripley's K函数和Monte Carlo随机模拟方法,对两块样地3种干扰下的羊草种群格局进行定量分析。结果表明:(1)刈割、围封、放牧3种干扰对羊草草甸草原恢复改良样地(LM)和贝加尔针茅试验样地(SM)的羊草种群空间格局具有显著影响,空间格局在不同尺度上存在差异。(2)在较小的空间尺度内,羊草种群倾向于非随机分布,在LM样地、SM样地分别为均匀分布和聚集分布;当空间尺度大于临界值后,羊草种群在围封(30-100cm)、放牧干扰(84-100cm)下倾向于随机分布,刈割干扰下仍为聚集分布。这主要与羊草的繁殖对策、群落地位以及各种干扰下对资源的竞争能力有关。(3)空间结构的规律性表面上取决于观察尺度,但更小尺度的数据对局域空间结构的生物学解释可能更有效。     

内蒙古高原针茅摹群落β多样性研究

用比较样地法调查了内蒙古高原４类地带性针茅（Ｓｔｉｐａ）草原群落的β多样性特征。结果表明,Ｗｈｉｔｔａｃｋｅｒ指数βＷＳ与尺度有关,随取样面积的增加,βＷＳ逐渐降低,取样面积相同时,４类群落的βＷＳ比较接近,各群落 的Ｃｏｄｙ指数最初也随样方面积的扩大而增大,当样方面积扩大到一定尺度时,贝加尔针茅群落和大针茅群落为〉０．５ｍ＾２,克氏针茅群落和小针茅群落为〉２ｍ＾２,Ｃｏｄｙ指数趋于稳定。同一尺度     

内蒙古高原四种针茅种群年龄与株丛结构的研究

用样带法调查了内蒙古高原4种针茅(StipaL.)的年龄结构,并将其年龄划分为5个阶段:幼苗、幼龄、成年、老龄前期和老龄期。结果表明:幼苗对种群年龄结构和动态有较大的影响,针茅幼苗的存活率通常很低,而成年株丛的存活率较高,株丛的实际寿命很长,老龄株丛在种群中占有较大的比例。4种针茅中大针茅(S.grandisP.Smirn.)和克氏针茅(S.kryloviiRoshev.)的幼苗比例较高,从贝加尔针茅(S.baicalensisRoshev.)群落到小针茅(S.klemenziiRoshev.)群落种群中幼龄和成年株丛比例呈下降的趋势,而老龄株丛比例呈增加的趋势;针茅属植物在株丛水平上的动态主要表现为株丛的破碎与枝条自疏过程,以及株丛生殖枝数量和营养枝生物量的波动,幂函数模型Y=aXb可以对株丛的枝条自疏过程进行定量描述     

干旱地区山地荒漠草原阴坡植物群落空间异质性

在样线调查基础上 ,以 Shannon- Wiener指数 ,群落盖度 ,DCA排序轴为区域化随机变量 ,应用半方差、分形分析等方法 ,对干旱地区山坡植物群落空间异质性进行了研究。结果表明 ,在整个山坡尺度上植被格局的空间异质性不大 ,小尺度上植被格局的空间异质性较大 ,尺度依赖性较强 ,不同群落类型的空间格局不同 ,随尺度变化的规律也不一样。严重放牧干扰强烈影响干旱山地植物群落的空间格局 ,生境中的牧道格局 ,斑块格局使山坡植物群落多样性空间异质性更加复杂 ,牧道效应是导致群落空间格局周期性振荡的重要因子。去势对应分析 (DCA)排序第一轴特征值体现了综合生态因子对群落格局作用的结果 ,DCA第二轴半方差变化包含了大量信息 ,其变化具有周期性。群落多样性空间格局强烈影响着干旱山地生态系统的各种生态学过程 ,这些作用机制有待进一步研究     

小叶、中间和柠条三种锦鸡儿的分布式样及其生态适应

确定了小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿3种植物的分布式样:小叶锦鸡儿为蒙古高原东部-F松辽平原西部-华北山地分布种,中间锦鸡儿为东戈壁-鄂尔多斯高原-黄土高原北部分布种,柠条锦鸡儿为南阿拉善-西鄂尔多斯分布种。小叶锦鸡儿适应分布于蒙古高原典型草原带和森林草原带以及华北山地落叶阔叶林带,在草原带高平原上可形成灌丛化草原的景观,在草原带的沙地上可形成以小叶锦鸡儿为建群种的沙地灌丛植被;中间锦鸡儿适应分布于蒙古高原的荒漠化草原及草原化荒漠带、鄂尔多斯高原的典型草原和荒漠化草原带的沙地及梁地上、黄土高原北部的黄土丘坡上,常形成以中间锦鸡儿为建群种的沙地灌丛植被;柠条锦鸡儿则适应分布于草原化荒漠和典型荒漠带的固定和半固定沙地上。近缘的3种锦鸡儿的地带性分布从东至西或从北向南形成明显的有规律的地理替代分布格局。     

黄土高原草地植被碳密度的空间分布特征

草地是世界上分布最广的植被类型之一,作为陆地生态系统的重要组成部分,参与了全球碳源/汇及碳循环过程,在全球气候变化中扮演着重要角色,并对其产生重大影响。以黄土高原草地植被为研究对象,结合国家退耕还林草与封山禁牧工程的实施,对封禁前后的天然草地和退化草地,采用样带多点调查与多年定位测定相结合的方法,分析了黄土高原不同类型草地植物活体、凋落物和根系碳密度分布格局与地带性规律,系统研究了黄土高原不同草地类型退化草地和封禁草地生物量与碳密度沿海拔及降水梯度的时空变异特征,阐述了影响草地碳密度分布的主要驱动因子及其作用机理。结果表明:4种草地类型3种处理的草地生物量和碳密度自西北向东南均与降雨量呈指数增长趋势,并随海拔降低而显著降低,且二者呈显著的线性回归关系;各草地类型地上/地下生物量与碳密度分布规律均为荒漠草原<丘陵典型草原<梁塬典型草原<草甸草原;封禁11a草地活体植物、凋落物和根系碳密度总量:荒漠草原为7.066 t/hm2,丘陵典型草原为8.080 t/hm2,梁塬典型草原为15.319 t/hm2,草甸草原为20.982 t/hm2,分别是退化草地的14.8、8.33、6.5倍和15.88倍。充分表明,封禁不仅能使草地植被恢复和生物量提高,而且也是草地生产力和碳密度增加的一条重要途径。由此可见,气候干旱和草地退化是影响草地生物量和碳密度的关键因素,系统研究黄土高原封禁草地生物量增长与碳密度变化过程,将会对未来全球气候变化分析作出重要贡献。     

西藏高原高寒草原生态系统植被C／N值的分布特征及其影响因素

以西藏高原高寒草原生态系统的4个自然地带（高山草原、高山灌丛草甸、山地半荒漠与荒漠以及山地灌丛草原）的19个草地型植被为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对高寒草原生态系统植被C／N值的分布特征及其影响因素进行了研究。结果表明：西藏高原高寒草原植被C／N值总体上呈现出东西部低而中间高的态势以及斑块状交错分布的格局。不同自然地带间和不同草地型间植被地上部分和根系的C／N值有明显差异,且地上部分的C／N值均大于根系。19个草地型植被地上部分的平均C／N值为34．17,变异系数为35．87％;根系的平均C／N值为29．58,变异系数为40．02％。4个自然地带植被地上部分的平均C／N值为31．98,变异系数为13．82％;根系的平均C／N值为31．86,变异系数为16．92％。回归分析结果显示：植被地上部分C／N值与地上部生物量以及土壤全N和全K含量呈显著正相关、与植被高度呈显著负相关;根系C／N值与海拔和20～30em土壤容重呈显著正相关、与年均降水量和年均蒸发量呈显著负相关,这些因子均为影响西藏高原高寒草原植被C／N值的关键环境因子。总体上看,地理因子、气候因子和土壤物理因子对西藏高原高寒草原生态系统植被C／N值的影响不显著,而植被因子和土壤化学因子则对其有显著影响。     

青藏高原高山植被的初步研究

 青藏高原是我国高山植被类型最丰富、独特和分布最广泛的区域,发育有大面积的高山灌丛、高寒草甸、高寒草原,高寒荒漠、高山流石坡稀疏植被及零散分布的高山垫状植被。它们占据着森林上线至永久雪线之间的高山带和广阔的高原面,从高原东南部至西北部有水平方向的地域分异。联系高山带以下各垂直带的植被特征及各地的气候条件分析,初步认为高原东南部的山地植被垂直带谱属于湿润型山地垂直带结构类型,高原腹地及西北部的山地植被垂直带谱属于干旱型山地垂直带结构类型。此外,还对青藏高原高山植被类型的丰富性及高山垫状植被的生态地理分布特点进行了初步探讨。     

西藏芜塘高原高寒草原的基本类型与特征

 羌塘高原,地势高亢,气候寒冷干旱,发育着面积广阔的高寒草原植被。本文论述了高寒草原的区系组成,地理成分、生活型和层片、生态类群与生长发育节律等方面的特点,描述了7个主要群落类型,并探讨了它们的生态地理分布规律。在对羌塘高寒草原与我国温带草原进行比较分析的基础上,将高寒草原作为植被亚型,与温带草原并列于草原植被型之下;在进行地植物学区划时,应该充分考虑羌塘高原高寒草原的广泛分布及其地带性景观意义。     

青海湖地区植被及其分布规律

 青海湖地区位于青藏高原东北部。境内复杂的地貌类型及青海湖的存在对植被有重要影响。本区植物种类贫乏,现有种子植物52科、174属、445种。主要植被类型有寒温性针叶林、高原河谷灌丛、高寒灌丛、沙生灌丛、温性草原、高寒草原、高寒草甸、沼泽草甸、高寒流石坡植被等。植被分布表现出明显的规律性变化。草原分布于湖盆及河谷地带,由东而西植被类型有更加适应寒旱趋势。温性草原以青海湖为中心;呈环带状分布,而高寒草原的分布则与生境寒冷干旱相一致。山地垂直带谱表现为草原带、高寒灌丛与高寒草甸带以及高寒流石坡植被带。本区植被水平地带性分异受到青海湖的影响,其植被组合及特征表现出与青藏高原植被的明显相似性。作为祁连山南麓中部地区的一个大型山间盆地,其东西方向界于青海省东部地区和柴达木盆地之间,植被东西方向的水平地带性并未表现出明显的过渡特征。根据植被特点及分布规律分析,本区植被有其自身的特殊性,并与青藏高原隆升之后气候寒冷干旱相一致。因此,青海湖地区就整体而言应属祁连山地区植被一个相对独立的组成部分。     

Simulated distribution of vegetation types in response to climate change on the Tibetan Plateau

Abstract. Questions: What is the relationship between alpine vegetation patterns and climate? And how do alpine vegetation patterns respond to climate changes? Location: Tibetan Plateau, southwestern China. The total area is 2500000 km² with an average altitude over 4000 m. Methods: The geographic distribution of vegetation types on the Tibetan Plateau was simulated based on climatology using a small set of plant functional types (PFTs) embedded in the biogeochemistry‐biography model BIOME4. The paleoclimate for the early Holocene was used to explore the possibility of simulating past vegetation patterns. Changes in vegetation patterns were simulated assuming continuous exponential increase in atmospheric CO concentration, based on a transient ocean‐atmosphere simulation including sulfate aerosol effects during the 21st century. Results: Forest, shrub steppe, alpine steppe and alpine meadow extended while no desert vegetation developed under the warmer and humid climate of the early Holocene. In the future climate scenario, the simulated tree line is farther north in most sectors than at present. There are also major northward shifts of alpine meadows and a reduction in shrub‐dominated montane steppe. The boundary between montane desert and alpine desert will be farther to the south than today. The area of alpine desert would decrease, that of montane desert would increase. Conclusions: The outline of changes in vegetation distribution was captured with the simulation. Increased CO2 concentration would potentially lead to big changes in alpine ecosystems.     

鄂尔多斯高原生态过渡带的判定及生物群区特征

 本文用Holdridge生命地带方法对鄂尔多斯高原的生物群区进行了分类研究,研制了用于生态过渡带判定的计算机模型,模拟结果与实际情况基本吻合。鄂尔多斯高原的生物群区可分为草原、荒漠灌丛和荒漠3大类,草原群区以本氏针茅(Stipa bungeana)群落为主,荒漠灌丛群区以冷蒿(Artemisia frigida),狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)群落为主,荒漠群区以红砂(Reaumuria soongorica)群落为主。鄂尔多斯高原的地带性植被在传统上分为典型草原、荒漠草原和草原化荒漠3部分,在典型草原的边界划分上,传统划分与本文结果一致。而在荒漠草原和草原化荒漠的边界方面,模拟结果与传统划分有一定的差异。荒漠灌丛和荒漠草原以及荒漠和草原化荒漠在生物群落特征上具有一定的相似性,荒漠灌丛和荒漠在生态特征上较荒漠草原和草原化荒漠更为旱化,在地理位置上更为靠西部。该计算机模型结合了地理空间分析,能准确地确定生态过渡带的位置和宽度,为研究鄂尔多斯高原生态过渡带的特征提供了较可靠的技术手段。     

呼伦贝尔草原MODIS NDVI的时空变化特征

基于2000—2008年的MODIS NDVI数据,研究了呼伦贝尔草原4种主要草原类型（低地草甸、温性草原、温性草甸草原和山地草甸）年NDVI_max的空间变化趋势、波动程度、出现时间.结果表明：2000—2008年,呼伦贝尔草原植被趋于恶化的形势较严峻;研究区类草原NDVI_max平均值的年际波动明显,特别是温性草原NDVI_max平均值的年际最大波动接近50%;在各等级草原面积的变化上,尽管NDVI_max在(0.4,1］之间的草原平均面积约占研究区总面积的91%,说明呼伦贝尔草原植被状况总体较好,但NDVI_max值在(0.2,0.4]、(0.8,1］之间的草原面积趋于减少,NDVI_max在(0.4,0.8］之间的中高盖度草原面积趋于增加,总体形势不容乐观;66.25%的研究区草原植被状况趋于恶化,33.75%趋于好转;62.85%研究区的NDVI_max出现在每年第193天至第225天（即7月中旬至8月初）,该时期是呼伦贝尔草原植被最重要的生长季节.     

Structure of vegetation of steppe hills in the Altai piedmont

The phytocenotic diversity of the Altai steppe piedmont is described. Plant communities were ordinated along the moisture gradient. The results were used to analyze the structure of vegetation of steppe hill massifs. Distribution of steppe vegetation over an ideal hill was simulated, and the main patterns of distribution were typified.