红松洼自然保护区草地群落物种多样性和土壤肥力与地上生物量的相关性研究

物种多样性与生物量之间的关系已经成为现代生态学研究的重要问题, 而土壤肥力也是影响生物量的重要因素。 文章以红松洼自然保护区为例, 通过对红松洼自然保护区核心区和实验区植物的种类、数量、高度、盖度、物候期的实地采样调查, 以及对两区土壤的含水量、有机质含量、全氮含量、全磷含量的实地采样调查, 系统地分析了红松洼自然保护区植物物种多样性、土壤肥力与草地地上生物量三者之间的相关性。结果表明, 草地群落植物物种多样性与草地地上生物量呈显著正相关(P＜0.05), 植物物种多样性指数、均匀度指数与草地地上生物量也呈显著的正相关(P＜0.05), 土壤肥力中土壤水分、土壤全氮含量与草地地上生物量之间并无显著相关性(P＞0.05), 但是与土壤有机质含量呈显著的正相关性(P＜0.05), 与土壤全磷呈显著的负相关性(r＜0)。揭示可以通过提高植物物种多样性和土壤有机质含量来提高草地地上生物量。     

不同生态保护地植物特征和土壤性质的对比研究——以黑河中游湿地为例

选择黑河中游张掖国家湿地公园和张掖黑河湿地国家级自然保护区为研究对象,对比分析了植物组成、物种多样性、植物生长状态、土壤养分、土壤理化性质及植物土壤间关系。结果显示:湿地公园的植物高度和土壤养分含量(有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效钾)显著高于自然保护区,土壤理化性质含量(容重、pH)显著低于自然保护区,表明湿地公园有利于植物生长发育、土壤养分固存、改善土壤质地;自然保护区的植物科属种、多度、物种多样性(多样性指数、丰富度指数、均匀度指数)显著高于湿地公园,表明自然保护区有利于维持植物多样性;两种保护地中影响植物多样性的土壤因子不同,湿地公园物种多样性与土壤全磷和速效磷显著正相关,而自然保护区物种多样性与土壤盐分显著负相关。     

北方农牧交错带草地生物多样性与草地生产力和土壤状况的关系

于2010年选择内蒙古多伦和河北的围场、沽源3个旗县10个样地的草甸草原和典型草原,探讨了北方农牧交错带草地生物多样性与草地生产力和土壤状况的关系.结果表明:3个地区的草地均匀度指数与物种丰富度指数呈显著正相关(P＜0.05),且草地生物多样性指数(H)和均匀度指数与草地生产力之间呈极显著正相关(P＜0.01),而与土壤含水量(0 ～30 cm)的相关性不显著(P＞0.05);草地生物多样性指数和均匀度指数与土壤全氮呈负相关(P＜0.05),且与中上层土壤全氮(10 ～20 cm)呈极显著负相关(P＜0.01),而与土壤有机质之间的相关性不显著(P＞0.05).表明提高草地多样性可以增加草地生态系统的生产力和稳定性.     

商洛山区人工油松群落物种多样性与环境因子关系研究

在陕西省商洛山区人工油松群落分布集中的地段设置16个样地,对其分布的乔木、灌木和草本植物进行了调查,并对样地附近土壤理化指标进行了测定;采用α多样性指数对研究区域的物种多样性进行测度,并分析了12个环境因子与3个物种多样性指数的关系。结果表明:(1)研究区群落样地共记录植物48科84属95种,油松林下灌草组成丰富,分布较广的物种有木兰科、菊科、蔷薇科、百合科和莎草科,群落Shannon-Wiener多样性指数计算结果与Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数的变化趋势基本一致。(2)群落Margalef丰富度指数与年龄的二项式回归达显著水平(P=0.023 7)、与20～40cm土壤速效N含量的二项式回归达极显著水平(P=0.003 3);Pielou均匀度指数与0～20cm土壤pH值二项式回归达显著水平(P=0.014 4);Shannon-Wiener多样性指数与标准化坡向的直线回归达显著水平(P=0.049 6)、与40～60cm土壤pH值的二项式回归达显著水平(P=0.029 0)。研究表明,该群落物种多样性主要受年龄、土壤速效N、坡向、以及土壤pH值影响。     

浙江大雷山夏蜡梅群落植物物种多样性及其与土壤因子相关性

分别采用物种丰富度、物种多样性指数和群落均匀度等指标对浙江省大雷山夏蜡梅群落植物物种多样性进行测定,并通过相关分析对各种指数与土壤因子的关系进行研究。据10个样地统计,共有维管植物74科、165属、193种。从种子植物属的地理成分来看,温带分布的类型居多。不同群落木本植物的物种丰富度和多样性指数以杉木+木荷林最高,群落均匀度以杉木林最高,毛竹林的各项指数最低。草本植物的物种丰富度以杉木+马尾松林最高,杉木林最低;多样性指数和群落均匀度以竹林最高,短柄枹+格药柃林最低。在不同群落的垂直结构中,乔木层的物种丰富度和多样性指数均小于灌木层,草本层的物种多样性在不同群落间变化较大。相关分析表明,夏蜡梅群落物种多样性与土壤有机质含量相关性较大,其中,木本植物物种多样性与有机质含量显著正相关,草本植物与有机质含量显著负相关。     

植物特性和环境因子对阔叶红松林暗多样性的影响

可能栖息在局域群落但在局部地区不存在的物种集合构成了暗多样性。为探究物种特性和环境因子对阔叶红松林内暗多样性的影响, 该研究利用比尔指数模型估计了黑龙江凉水国家级自然保护区的9 hm²阔叶红松(Pinus koraiensis)林动态监测样地内的主要组成物种的暗多样性概率。基于物种水平, 评估了耐阴性指数、重要值和暗多样性概率之间的相关性, 并分析了生活型和耐阴性对暗多样性概率的影响; 基于样方水平, 分析了群落完整性与环境因子、物种多样性的相关性。结果表明: (1)该样地物种的暗多样性概率平均值为77.79%, 对于乔木, 胡桃楸(Juglans mandshurica)的暗多样性概率最高, 为97.21%; 对于灌木, 暗多样性概率最高的是鸡树条(Viburnum opulus subsp. calvescens)和鼠李(Rhamnus davurica), 为98.01%。(2)暗多样性概率与重要值呈显著负相关关系, 耐阴性指数与重要值呈显著正相关关系。(3)乔木和灌木的暗多样性概率无显著差异, 喜光物种的暗多样性概率显著高于耐阴物种。(4)坡度和地面凹凸度均与群落完整性呈显著正相关关系; 土壤有机质含量、土壤速效钾(K)含量、土壤密度、土壤质量含水率、土壤pH、土壤有效氮(N)含量和土壤全N含量均与群落完整性无显著相关关系, 土壤体积含水率、土壤速效磷(P)含量、土壤全P含量均与群落完整性呈显著的负相关关系。物种多样性指数与群落完整性呈正相关关系。综上, 在阔叶红松林内喜光物种和稀有种的暗多样性概率较高, 坡度、地面凹凸度、土壤体积含水率、土壤速效P含量、土壤全P含量是导致群落完整性差异的主要环境因素; 群落完整性越高, 群落物种多样性越高。     

地形对阔叶红松林物种多样性的影响

为了更好地了解阔叶红松林(Pinus koraiensis)物种多样性的维持机制,对不同地形下的阔叶红松林乔木和灌木种,进行了物种多样性指数比较、物种多度分布模型拟合及物种多样性指数与环境因子的排序分析。结果表明,乔木在阴坡、半阴坡的丰富度显著高于半阳坡;灌木在坡度25°处的均匀度显著高于坡度6°处,在谷地处的4个多样性指数显著低于其他坡位,在阴坡、半阴坡处的4个多样性指数显著高于平地。统计模型、生态位模型、中性模型在不同地形下均能够通过拟合优度检验,物种多度分布在不同地形间差异不明显;地形对乔木的多样性指数的影响:海拔凹凸度坡度坡向坡位,对灌木的多样性指数的影响:坡位海拔坡向坡度凹凸度,土壤对乔木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤容重土壤有效N含量土壤速效K含量,对灌木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤有机质含量土壤速效P含量土壤全N含量土壤全P含量。总体而言,物种多样性随着坡度的增加而增加,阴坡处最高,谷地处最低。     

不同刈割频度对大针茅草原群落特征及土壤元素含量的影响

在草原生态系统中,土壤是植物生长发育最重要的基质,对植物群落动态有显著的影响。刈割是内蒙古典型草原区除放牧外最重要的利用方式。研究不同刈割频度对典型草原区群落特征和若干土壤性质的影响及土壤因子与群落特征的相关性,旨在得出对群落多样性最有利并最适宜生产利用的刈割频度。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009—2013年进行不同频度的刈割处理,共设置处理,一年两次刈割、一年一次刈割、两年一次(割一年休一年)刈割、围封,在2013年8月采集测定土壤养分的样品。刈割对群落多样性影响显著,割一年休一年Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、丰富度指数均高于其他刈割处理(P0.05);不同频度刈割下,一年两次刈割处理下土壤20—30cm和30—40cm的有机质含量显著高于其他处理(P0.05);不同频度刈割处理下土壤中的速效磷和速效氮的含量没有显著差异;一年两次处理的土壤全氮含量显著高于其他处理(P0.05)。Shannon-Wiener多样性指数与有机质含量、全氮含量呈显著负相关;Pielou均匀度指数与土壤元素间无显著相关关系;Richness指数与有机质含量呈显著负相关,与全氮含量为极显著负相关关系。割一年休一年刈割处理下土壤元素含量呈现更好的状态,结合群落物种多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。     

人为干扰对碧峰峡山矾次生林群落物种多样性和土壤理化性质的影响!

人为干扰是影响退化系统系统恢复的决定性因素。本研究以碧峰峡山矾3种不同强度干扰下(轻度、中度、重度)的次生林为对象,分析各干扰群落物种组成、植物多样性水平(丰富度指数、Simpson指数、Shannon指数、Pielou均匀度指数)和土壤生态因子差异及其相关关系。结果表明:在调查区共记录到维管植物132种,隶属56科99属,不同强度干扰群落物种数及物种组成存在差异,随干扰强度增加,乔木和草本层物种数减少,灌木层物种数先增加后减少;各干扰群落乔木层多样性水平差异极显著(P0.01),随干扰强度增加乔木层多样性水平持续下降;灌木和草本层多样性水平均无显著差异,且多样性水平均为中度干扰下最高,表明乔木层受干扰影响大,中度人为干扰能增加林下群落物种多样性,但不利于乔木多样性水平的提升;方差分析显示,土壤含水量、有机质和速效钾含量受人为干扰影响显著(P0.05),除土壤全磷、pH、容重外,其余土壤理化指标(全氮、全钾、有效磷、速效钾、有机质和含水量)均为中度干扰下最大,说明中度干扰在一定程度上能改善土壤理化性质;土壤环境因子与植物多样性存在一定的相关性,土壤速效钾、有机质、有效磷与群落多样性关系最显著;中度人为干扰能增加林下群落物种多样性水平,改善土壤理化性质,对山矾次生林群落构建与森林群落生态恢复而言属于增益性干扰。     

河北太行山低山丘陵区植被恢复过程中物种多样性与土壤养分变化

采用野外调查与室内试验相结合的方法,以1986年和2008年调查数据为基础,分析了植物组成与种群结构的变化,运用Shannon多样性指数、丰富度指数、Pielou均匀度指数对太行山低山丘陵区植被物种多样性进行分析,并探讨了土壤养分变化及其与植物物种多样性的相关性。结果表明:1)植被恢复22年后,群落结构和物种组成发生了明显的变化,群落逐渐由草本向乔灌木转变,且草本植物的物种数显著减少;2)灌木的盖度和生物量显著增加,引起灌下小环境的改变,使湿生草本植物明显减少,从而导致物种多样性和丰富度指数降低;3)植物物种多样性主要受土壤有机质、全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量的影响。封山育林22年以后,群落结构渐趋合理,生物量显著增加,物种多样性有所减少,并且对土壤表层的养分产生了明显的回馈作用。     

桂林岩溶石山不同坡向灌丛植物多样性与土壤环境因子的关系

该研究以桂林岩溶石山灌丛植物为对象,分析了灌丛群落物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数与土壤环境因子随坡向(阴坡-阳坡)梯度的变化规律。结果表明:(1)土壤含水量、土壤温度、土壤pH和土壤全磷均对植物群落类型及物种分布具有显著的影响,坡向对植物群落类型及物种分布具有极显著的影响;而土壤全氮、土壤有效氮和土壤有机碳对植物群落类型及物种分布则均无显著影响。(2)除Pielou均匀度指数在阴坡与阳坡差异不显著外,物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数对不同坡向微生境均存在显著差异。其中,物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数在不同坡向上均表现出相同的变化趋势,即阴坡大于阳坡。(3)除土壤pH值和土壤全磷含量差异不显著外,坡向对土壤含水量、土壤温度、土壤全氮含量、土壤有效氮含量、土壤有机碳含量均产生显著的影响。其中,土壤含水量、土壤有效氮含量、土壤有机碳含量则为阴坡大于阳坡,而土壤温度和土壤全氮含量为阴坡小于阳坡。(4)多元逐步回归分析表明,在阴坡上,各土壤环境因子对物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数作用均不显著;在阳坡上,物种丰富度指数与土壤温度呈显著负相关、与土壤有机碳含量呈显著正相关;Shannon-Wiener指数与土壤含水量和土壤有机碳含量呈显著正相关;Pielou均匀度指数与土壤有机碳含量呈显著正相关、与土壤全磷含量呈显著负相关。     

甘南高寒草甸海拔梯度上功能多样性与生态系统多功能的关系

植物群落功能多样性与生态系统多功能的关系是近年来生态学研究的新视角,以往的研究多关注植物群落功能多样性与单一生态系统功能的关系,缺乏对生态系统多功能的理解。本研究以甘南高寒草甸植物群落为对象,选取地上生物量、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷、土壤速效氮和土壤速效磷6个功能指标,运用Bartlett球形度检验与多阈值分析法,分析甘南高寒草甸海拔梯度上植物群落功能多样性与生态系统多功能的关系。结果表明:不同海拔植物群落组成差异显著,且海拔3500 m物种丰富度、植物盖度显著高于其他海拔。一元、多元功能多样性随海拔升高总体呈降低趋势,且海拔间差异显著。冗余分析发现,一元、多元功能丰富度、功能均匀度、Rao的二次熵均与土壤温度、土壤含水量、土壤容重呈显著正相关,与土壤pH、土壤电导率呈显著负相关。在较大阈值范围(6%～89%)内,功能多样性对生态系统多功能具有显著正效应;基于相关分析、最优回归模型和随机森林模型分析发现,功能多样性中多元功能丰富度指数与生态系统多功能具有显著正线性关系,同时多元功能丰富度也是生态系统多功能的主要驱动因素。总体来看,功能丰富度对青藏高原高寒草甸生态系统多功能的影响最为显著。     

Topography and soil content contribute to plant community composition and structure in subtropical evergreen-deciduous broadleaved mixed forests

Topography and soil factors are known to play crucial roles in the species composition of plant communities in subtropical evergreen-deciduous broadleaved mixed forests. In this study, we used a systematic quantitative approach to classify plant community types in the subtropical forests of Hubei Province (central China), and then quantified the relative contribution of drivers responsible for variation in species composition and diversity. We classified the subtropical forests in the study area into 12 community types. Of these, species diversity indices of three communities were significantly higher than those of others. In each community type, species richness, abundance, basal area and importance values of evergreen and deciduous species were different. In most community types, deciduous species richness was higher than that of evergreen species. Linear regression analysis showed that the dominant factors that affect species composition in each community type are elevation, slope, aspect, soil nitrogen content, and soil phosphorus content. Furthermore, structural equation modeling analysis showed that the majority of variance in species composition of plant communities can be explained by elevation, aspect, soil water content, litterfall, total nitrogen, and total phosphorus. Thus, the major factors that affect evergreen and deciduous species distribution across the 12 community types in subtropical evergreen-deciduous broadleaved mixed forests include elevation, slope and aspect, soil total nitrogen content, soil total phosphorus content, soil available nitrogen content and soil available phosphorus content.     

水淹干扰下水库水滨带植物群落谱系结构与物种多样性格局

群落谱系结构将物种系统发育信息整合到群落中，给生物多样性研究提供了全新视角。为探讨水淹干扰下水库水滨带植物群落物种多样性维持机制，以丹江口水库水滨带为研究区域，以南水北调中线一期工程运行前的原有水滨带植被为研究对象，分析不同水淹干扰强度下群落谱系结构和物种多样性及其与环境因素的关系。结果表明：(1)随着水淹干扰强度增加，群落物种丰富度、物种多样性和谱系多样性显著降低。谱系结构指数虽无显著差异，但随着水淹干扰强度增加呈现由发散到聚集的变化趋势。表明水滨带植物群落物种多样性维持机制是生境过滤和生态位分化共同驱动的结果，并且随着水淹干扰强度增加呈现生境过滤作用增加、物种间竞争排斥作用减弱的生态过程影响规律。(2)坡度、土壤质地、速效氮和全氮含量对整个水滨带植物群落物种丰富度、物种多样性和谱系多样性影响显著。此外，土层厚度和速效磷对物种丰富度和土层厚度对谱系多样性也影响显著。而仅有速效氮含量对谱系结构指数影响显著；轻度水淹干扰下坡向、速效磷含量与多样性指数显著相关；中度水淹干扰下坡度、土层厚度、土壤质地、土壤总氮含量与多样性指数显著相关，土壤pH、全氮和全磷含量与谱系结构指数显著相关；重度水淹...     

天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系

为探讨天山中段南坡巴伦台植物群落物种多样性随海拔梯度的分布特征及其与土壤环境因子的关系,该研究采用野外调查的方法,在和静县巴伦台地区海拔范围内设置34个样地进行了植物多样性和土壤因子的调查及室内指标的统计分析。结果表明:(1)研究区共调查到30科75属134种植物,草本层为主要优势层。不同海拔高度上土壤理化指标具有异质性,土壤含水量、全盐、有机质、全氮、全钾、有效氮和有效钾差异性显著(P<0.05),其中除全钾以外,其他土壤因子的含量均表现为中海拔大于低、高海拔区域。随海拔的升高,植物群落在低、高海拔段Pielou均匀度指数较高; 灌木层物种Patrick丰富度指数较低; 草本层物种Shannon-Wiener指数、Simpson指数随海拔升高先增加后减小。(2)RDA分析表明,影响植物群落物种多样性的主要环境因子是海拔、土壤含水量、全盐、有机质、全氮和有效氮。海拔作为主导因子,与草本层各物种多样性指数呈正相关,与灌木层各物种多样性指数呈负相关关系; 全盐是抑制植物群落总体物种Simpson指数的主要土壤因子; 氮元素一定程度上限制灌木、半灌木物种的生长。该研究结果表明土壤因子对不同生活型物种多样性的形成具有一定的筛选作用及不同物种对环境变化的适应策略不同。     

青海湖鸟岛地区植物群落物种多样性与土壤环境因子的关系

The study on the relationship between plant species diversity and soil factors in the bird island of Qinghai Lake indicated that this island was a low diversity district, its Shannon-Wienner index and species richness decreased with the increasing soil available K, water soluble salt concentration and pH, and there were significant linear and quadratic correlations between them. Stepwise linear regressions showed that soil available K and water soluble salt were the key factors to estimate Shannon-Wienner index and species richness in this island, respectively, and no correlation was found between species evenness and soil factors.     

羌塘高寒草地物种多样性与生态系统多功能关系格局

传统的生物多样性-生态系统功能研究大多侧重于单一生态系统功能与物种多样性的关系,忽略了生态系统的重要价值在于其能够同时提供多种功能或服务,即生态系统的多功能性。基于藏北羌塘高寒草地样带调查数据,选取植被地上生物量、地下生物量、土壤全氮、硝态氮及铵态氮含量、土壤全磷含量、土壤有机碳储量等7个与植物生长、养分循环、土壤有机碳蓄积相关的参数来表征生态系统多功能性。采用上述参数转换为Z分数后的平均值计算多功能性指数(M)。分析了不同生物多样性指数与生态系统多功能指数的关系以及年降水量和年均温度对物种多样性和生态系统多功能性指数的影响。结果表明,物种丰富度指数与生态系统多功能性之间呈极显著的正相关关系,Shannon-wiener和Simpson物种多样性指数也与多功能性指数间呈显著的正相关,但多功能性指数与Pielou均匀度指数没有表现出明显的相关关系。物种丰富度与表征植物生长、养分循环以及土壤有机碳蓄积的生态系统功能指数间也均呈极显著的正相关关系。降水格局显著影响羌塘高原物种丰富度和生态系统多功能指数,二者均随年降雨量的增加而显著增加,但物种多样性指数并未与年降水量呈现显著相关关系。研究强调了群落物种丰富度即群落物种数量对维持生态系统多功能性的重要意义,这意味着由于人类活动导致的物种丧失可能会给藏北高寒草地生态系统多功能和生态服务带来更为严重的后果。就退化草地恢复或草地可持续管理而言,在藏北羌塘地区,本地植物种的物种丰富度恢复和维持应作为重要目标之一。     

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。