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。     

深圳市建成区入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响

入侵植物对城市生态系统形成潜在威胁,有待引起足够的关注。为探究城市入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响,以深圳市建成区入侵植物鬼针草（Bidens pilosa）和南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）为例,分析了不同绿地类型中不同程度的单独入侵和共同入侵对草本植物群落物种多样性和功能多样性的影响规律。结果显示：①Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均与入侵植物盖度呈显著负相关（P<0.05,0.5865 < R² < 0.9356）。②功能丰富度指数（FRic）、功能均匀度指数（FEve）和Rao二次熵指数（FD_Q）与入侵植物盖度有一定的相关关系（0.0000 < R² < 0.2211）。③群落的特征加权平均株高（CWM_H）与入侵植物盖度有一定的正相关关系（0.0716 < R² < 0.2262）。④与未入侵的样方相比,鬼针草轻度入侵显著提高了物种多样性（P<0.05）,鬼针草和南美蟛蜞菊单独重度入侵均显著降低物种多样性（P<0.05）,二者各种程度的分别单独入侵及共同入侵都显著提高了群落加权平均株高（CWM_H）（P<0.05）。⑤对不同的绿地类型分开计算发现,鬼针草单独入侵和二者共同入侵都显著提高了各种绿地类型的物种多样性（P<0.05）,南美蟛蜞菊单独入侵只对部分绿地类型的群落物种多样性影响显著。⑥鬼针草和南美蟛蜞菊之间的生态效应可能为拮抗作用。研究结果为进一步揭示植物入侵对城市草本植物群落的影响规律提供参考,为有效防治城市外来植物入侵提供一定的依据。     

克氏针茅草原群落物种多样性与生物量关系对放牧强度的响应

放牧强度引起的草原植物群落物种多样性与地上生物量变化是近年来草地生态系统研究的热点问题。以内蒙古锡林郭勒克氏针茅草原为研究对象,探究植物群落结构特征、物种多样性与地上生物量之间相互关系及其对不同放牧强度的响应。结果表明：随着放牧强度的增加植物群落结构逐步向退化方向演替;植物群落高度逐渐降低（P<0.05）,密度逐渐增加（P<0.05）,盖度总体呈下降趋势（P<0.05）;植物群落和原有群落优势种地上生物量总体呈下降趋势（P<0.05）,而退化指示物种的地上生物量逐渐增加（P<0.05）;轻度、中度放牧条件下群落物种Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数均显著高于重度放牧（P<0.05）;地上生物量与Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数呈正相关关系,而与Simpson指数呈负相关关系。综上所述,克氏针茅草原植物群落结构和功能在不同放牧强度下产生不同的响应,适度放牧有利于提高群落物种多样性与生物量。     

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。     

贵州典型自然保护区内外外来入侵草本植物的比较

自然保护区是抵御外来物种入侵的重要屏障, 然而人类活动可能增加外来入侵物种扩散的风险, 导致自然保护区面临不同程度的入侵。为了对比研究自然保护区内外以及不同保护区之间外来入侵草本植物的分布格局及其与人类活动的关系, 本文基于贵州省四个国家级自然保护区(赤水桫椤、习水、梵净山和麻阳河) 380个样方的调查数据, 运用双因素方差分析和非度量多维标度分析方法分析了保护区内外的外来入侵草本植物多样性和物种组成差异, 并利用冗余分析探讨了影响不同保护区内外来入侵草本植物分布的关键人类活动因子。赤水桫椤、习水、梵净山和麻阳河4个保护区共调查发现外来入侵草本植物46种, 隶属于18科37属, 其中, 4个保护区内分别有16、18、7和20种, 保护区外分别有17、10、24和20种。赤水桫椤和梵净山保护区外的外来入侵草本植物丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数显著高于保护区内, 而习水和麻阳河保护区内外差异不显著。梵净山保护区内的Pielou均匀度指数显著高于保护区外, 其余保护区内外差异不显著。四个保护区内外的外来入侵草本植物物种组成无明显差异。保护区内的居民量和道路长度是影响保护区内外来入侵草本植物分布格局差异的主要原因。研究结果表明, 不同保护区对外来草本植物入侵的抵御能力不同, 而人类活动程度的差异是导致其不同的原因之一。建议加强自然保护区内及周边区域人类活动管控, 减缓外来入侵植物的扩散。     

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸暖季草场植物群落组成和植物多样性的影响

两年的牦牛放牧试验结果表明:在暖季草场,随着放牧率的提高,禾草和莎草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度减小,它们与放牧率呈显著的负相关 P<0.05 可食杂草和毒杂草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度增加,它们与放牧率呈显著的正相关 P<0.05 各功能群的盖度与生物量之间是显著的正相关关系 P<0.05 .对照草地由于没有牦牛的采食,群落由少数优势种植物所统治,群落结构趋于简单,物种组成贫乏,物种多样性和均匀度指数最小;轻度放牧牦牛选择采食对植物群落的影响较小,群落的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均不高;中度放牧提高了资源的利用效率,增加了群落结构的复杂性,草地的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均最高,该结果支持 中度干扰理论 ;重度放牧由于牦牛采食过于频繁,改变了植物的竞争能力,导致植物种的均匀度下降,多样性减少.不同放牧率草地群落的物种数 S 、丰富度指数 Ma 、多样性指数 Shan-non-Wiener指数H′和Simpson指数D 、均匀度指数 Pielow指数J′ 的排序为:对照<轻度放牧<重度放牧<中度放牧,优势度指数 Berger-Parke指数 的变化趋势则与之相反.     

白花鬼针草入侵对植物群落结构及物种多样性的影响

【目的】阐明白花鬼针草入侵对植物群落组成及物种多样性的影响。【方法】调查广东茂名有白花鬼针草入侵(试验样方)和无白花鬼针草生长(对照样方)的植物群落中植物的种类、盖度、高度和密度,计算不同植物重要值及物种多样性指数,通过皮尔逊相关系数及拟合曲线展现白花鬼针草种群特征与其重要值及物种多样性的关系。【结果】白花鬼针草入侵后植物群落的组成和结构显著改变,由对照样方的104种减少到试验样方的63种,双穗雀稗、白花蛇舌草、香膏萼距花等物种消失,胜红蓟、阔叶丰花草、假臭草等恶性杂草的重要值降低,而马唐、薇甘菊、空心莲子草等物种重要值升高。白花鬼针草入侵降低了物种多样性,试验样方的Patrick丰富度指数(R)、Simpson多样性指数(D)和Shannon-Wiener多样性指数(H)均低于对照样方;白花鬼针草的重要值与以上多样性指数(H、D)和丰富度指数(R)呈显著负相关(P<0.001)。【结论】白花鬼针草入侵减少了物种多样性,并形成单一优势种群群落,对植物群落产生了负效应,对生态环境造成了极大的威胁。     

氮添加对红松人工林草本层植物多样性的影响

氮沉降是驱动生物多样性变化的重要因素之一。为了探索氮添加对红松（Pinus koraiensis）人工林草本层植物多样性的影响及其驱动机制,以黑龙江凉水国家级自然保护区红松人工林为研究对象,设置N0（对照处理,0 kg hm^-2 a^-1）、N20（低氮处理,20 kg hm^-2 a^-1）、N40（中氮处理,40 kg hm^-2 a^-1）和N80（高氮处理,80 kg hm^-2 a^-1）4个施氮水平,进行6年的氮添加实验。结果表明：（1）氮添加显著降低草本层3个功能群的密度和盖度,而对高度无显著影响;（2）6年氮添加使对照与施氮处理间群落相似度随施氮水平的增加而减小;（3）氮添加显著降低草本植物的丰富度和Shannon-Wiener多样性指数,而未对蕨类和木本植物的丰富度和Shannon-Wiener多样性指数产生显著影响,对草本层3个功能群的Pielou均匀度指数均无显著影响;（4）氮添加对草本植物的C、N、P含量、N：P、C：P产生显著影响,对木本植物的P含量、N：P、C：P产生显著影响,对蕨类植物的C：N：P生态化学计量均无显著影响;（5）草本植物多样性与土壤化学性质无显著的相关关系,草本植物丰富度、Shannon-Wiener多样性指数与植物盖度、密度呈显著的正相关关系,丰富度与植物N含量呈显著的负相关关系,Shannon-Wiener多样性指数与植物N：P呈显著的负相关关系。研究表明6年氮添加改变植物草本层中物种组成和群落结构,3个功能群密度和盖度显著降低,高度未产生显著变化,仅降低草本植物的丰富度和多样性。造成该现象的原因可能是,不同物种对于氮的利用特性和耐受程度存在差异,氮添加引起草本植物养分失衡,改变物种组成和群落结构,从而影响草本植物多样性。研究结果可为我国温带森林生态系统持续性管理提供数据和理论基础。     

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...     

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。     

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。     

豚草入侵对中小型土壤动物群落结构特征的影响

豚草(Ambrosia artemisiifolia)是菊科豚草属的恶性杂草,在我国华南地区已成功入侵并造成严重危害。为了解豚草入侵对中小型土壤动物群落的影响效应,采用野外样地试验法研究了豚草入侵地中小型土壤动物的群落特征。全年4次采样共获得中小型土壤动物4174头,隶属于4门11纲26类,其中线虫类为优势类群,蜱螨目和弹尾目是常见类群。结果显示,豚草入侵改变了中小型土壤动物群落的结构特征,入侵地中小型土壤动物的总个体数以及线虫类、弹尾目动物的个体数显著增加,但中小型土壤动物类群数的变化不明显;在群落的物种多样性方面,豚草入侵显著提高了群落的密度-类群指数,物种丰富度、优势度指数亦有所上升,但差异不明显,而均匀度、Shannon-Wiener指数则趋于下降;在群落相似性方面,入侵区与其它处理区的差异较小。豚草入侵所引起的局部气候环境、凋落物、根系分泌物与土壤理化性质的变化可能是造成中小型土壤动物群落结构特征改变的主要原因。     

三工河流域琵琶柴群落特征与土壤因子的相关分析

琵琶柴(Reaumuria soongorica)是我国荒漠地区分布最广的地带性植被类型之一,对维系荒漠地区生态系统的稳定性具有重要作用。以三工河流域两个琵琶柴群落为对象,在2010年主要生长季节(6—10月),通过群落和土壤调查,采用土钻法、土柱法、地上收割法对两个琵琶柴群落的土壤性质、生物多样性、细根生物量、地上生物量、生物多样性与土壤性质的关系进行研究,结果表明:两个琵琶柴群落在冠幅、盖度、多度和物种多样性等方面均存在显著差异。在0—100 cm土壤层内,两个群落土壤电导率、pH值、容重、含水量存在显著差异。除土壤容重外,群落2各个土壤因子的值均大于群落1,并随土壤深度的增加表现出类似的趋势。两个群落物种多样性指数、地上生物量、细根生物量存在显著差异,从6月到10月呈现先下降再上升的趋势。由于7、8月群落1有大量夏雨型短命植物和类短命草本植物的出现,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数急剧降低,Simpson指数表现出相反的变化趋势。群落2土壤电导率和pH值较高,草本植物鲜有出现,多样性指数和均匀度指数变化均较为平缓。两个群落的Sorenson相似性系数较低,群落差异明显。相关和回归分析表明土壤环境因子是导致两个琵琶柴群落特征、生物多样性和生物量不同的主要因素。较高的土壤含水量可以增加琵琶群落的生物多样性,较高的土壤容重抑制琵琶柴群落细根的生长,轻度的干旱胁迫促进地上生物量的积累,一定浓度的土壤pH值和土壤盐分可以促进琵琶柴群落细根的生长。     

林分密度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响

以杉木人工林为研究对象,探究4种林分密度（A：650株/hm²;B：1100株/hm²;C：1250株/hm²;CK：1650株/hm²）林下物种多样性、生物量以及土壤理化性质及其之间的相关性。结果表明：（1）灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数及草本层中Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Patrick丰富度指数随林分密度的增加均呈现出双峰型变化趋势,在密度A和C处均出现峰值;灌木层Simpson指数、Pielou均匀度指数随林分密度升高而降低,且灌、草层4种多样性指数最小值均出现在密度CK处。（2）草本层生物量比灌木层高。草本层总生物量（地上+地下）随密度的增大而减少,凋落物的量则随密度的增大而增大。（3）土壤养分含量和林下植物多样性指数随林分密度增大的变化趋势大致相同,且有机质含量在密度A取得最大值。（4）灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数与全氮、水解氮、有效磷、有机质呈显著正相关;草本层植被物种多样性与土壤理化性质无显著相关性。（5）各指数与灌木层生物量的相关性较强。综上所述,密度A （650株/hm²）能够促进杉木林林下植被发育,增加林下植被物种多样性、生物量和有机质,可提升维持地力的能力,有利于杉木林稳定持续发展。     

间伐强度对阿尔泰山天然林下植被的影响

以阿尔泰山天然林为研究对象,探究不同间伐强度（19%、33%、55%、62%）对林下植被的影响,为该区天然林的经营管理提供理论依据。运用样地调查法,对间伐30 a后的林木进行每木检尺,调查林下植被结构、物种多样性,对测定数据进行单因素方差分析和LSD多重比较检验。结果表明：（1）草本层物种丰富度随间伐强度的增大而增大,62%间伐强度显著大于其他处理;灌木层物种丰富度随间伐强度的增大呈先增后减的趋势,55%间伐强度最大（P>0.05）;不同间伐强度处理之间,林下植被的Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均无显著差异（P>0.05）,草本植物优势种各间伐强度之间大致相同;（2）适当增加间伐强度可以明显提高灌木层和草本层密度,以55%间伐强度为优（P<0.05）,林下植被的盖度随着间伐强度的增大先增后减,间伐显著影响灌木植物盖度,而对草本层盖度则影响不显著（P>0.05）。以上研究表明从恢复林地多样性的角度考虑,间伐强度选取55%更合理。     

埋深和播种密度对豚草种子出苗及幼苗生长的影响

豚草是一种全球性的恶性入侵杂草,给我国生物多样性及经济发展造成了巨大威胁。为研究豚草种子出苗和幼苗生长的影响因素,采用盆栽实验分析了种子大小（L、M、S）与埋深（2、4 cm和6 cm）或播种密度（2、4粒/盆和8粒/盆）对豚草（Ambrosia artemisiifolia）种子的出苗和幼苗生长的影响。研究结果表明,埋深对豚草种子出苗的影响高于播种密度及种子大小的影响,较浅的埋深有利于豚草种子出苗;出苗率在不同播种密度下均具有较高水平,达到67.9%-100%,这种高出苗率是豚草在不同生境成功定植的原因之一。豚草的幼苗生长受埋深或播种密度的影响大于种子大小的影响,且小种子更易受埋深或播种密度的影响。种子大小显著影响豚草幼苗的株高和基径（P<0.05）,总体上较大种子的株高和基径高于小种子,此外更小的种子会将生物量更多的分配给根以促进幼苗的生长。幼苗的株高和基径在较浅的埋深下更高,而豚草幼苗的单株生物量、单株地上和地下生物量随埋深的增加而增加。播种密度的增加会加剧豚草幼苗之间对水分、营养、光照等资源的竞争,导致其单株地上、地下及总生物量显著降低（P<0.05）。研究发现豚草在浅埋深、低密度生境中更容易入侵成功,因此可以通过对土壤进行深翻,采取替代控制,种植竞争能力强的本地植物等手段有效管理和防治豚草。     

氮磷添加对荒漠草原植物群落多样性和土壤C:N:P生态化学计量特征的影响

为了深入了解P添加是否有助于缓解N沉降增加引起的植物群落多样性降低等问题,以宁夏盐池县长期围封的荒漠草原为研究对象,探讨了连续两年(2015—2016年) 5 g/m~2/a的N水平下,P添加对植物生物量、群落多样性和土壤C∶N∶P生态化学计量特征的影响,分析了植物群落多样性与土壤C∶N∶P比及其他关键因子的关系。结果表明:少量N添加下,增施P肥促进了植物生物量积累,但中高量P添加抑制了多数植物生长,使牛枝子(Lespedeza potaninii)、草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)和苦豆子(Sophora alopecuroides)等物种重要值降低;随着P添加量增加,Shannon-Wiener多样性指数和Patrick丰富度指数先增加后降低,Simpson优势度指数逐渐增加,Pielou均匀度指数变化幅度较小;随着P添加量增加,土壤C∶P和N∶P比逐渐降低;土壤N∶P比、C∶P比、全P含量、速效P浓度以及微生物量C∶P比与植物群落多样性关系密切,意味着N沉降增加下趋于解耦的土壤元素平衡关系可能会影响到植物群落组成。综合以上结果,适量P添加可以通过提高土壤P有效性、增加凋落物归还量和刺激微生物P释放等途径,调节土壤P供给和植物P需求间的压力,从而缓解N添加引起的植物群落多样性降低。