德国南部落叶阔叶林下常见植物的光适应性研究：—以德国Kraichtal地区落叶阔叶林为例

通过在13个样地中测定林下相对照度和多个植物物种的盖度指标,建立了林下相对照度与林下植盖度变化的相关关系,对德国南部落阔叶林下12种植物的光适应性进行了分析。结合植物的生态因子指示值和种在群落中的恒有度等生态指标,探讨了林下植物群落地位的形成原因。结果表明：1）在散射光条件下进行森林群落中的光照分布特征测定,能够降低光斑造成的干扰,获得相对稳定的光分布;2）在被研究的12个物种中,有9种植物在林下的分布与光照条件相关显,其中7种植物的盖度与相对照度之间具有正相关关系;2种植物具有负相关关系。其科3种植物的盖度与相对照度之间无显的线性相关;3）与光指示值相比,盖度与照度之间关系的定量分析能够更清楚地反映林下植被的光适应性,揭示植物的光生态幅特征;4）光适应性直接影响着林下植物的种间关系,也影响着物种的群落地位和作用。光生态幅广的植物,在群落中具有较强的适应能力,因此能够在多种群落类型中出现,表现出较高的恒有度值。     

哈尔滨市主要城市绿地特征和耦合关系

采用样方法调查了哈尔滨市17块绿地的植物多样性,研究城市绿地生态系统中本土植物多样性对外来植物的影响规律。结果如下:哈尔滨市绿地有75种外来植物,外来栽培植物42种,外来非栽培植物33种。在哈尔滨市绿地植物群落中,外来栽培植物的平均盖度、平均重要值和平均出现频度均较高;外来非栽培种的平均盖度、平均重要值较低,而平均出现频度较高。绿地本土植物物种数与外来栽培种、外来非栽培种的物种数极显著正相关(P<0.01),与外来非栽培种的平均出现频度显著负相关(P<0.05)。绿地乔木层本土植物的香农威尔指数、物种丰富度与外来栽培种、外来非栽培种的物种数均显著负相关(P<0.05),乔木层本土植物的均匀度与外来非栽培种的平均出现频度极显著负相关(P<0.01);灌木层本土植物的物种丰富度与外来栽培种的平均重要值显著负相关(P<0.05);草本层本土植物的均匀度与外来非栽培种的平均相对盖度显著正相关(P<0.05)。随绿地总面积的增加,外来栽培种和外来非栽培种的物种数增加,平均出现频度均呈现显著降低的趋势。随建成时间增加,外来栽培种的平均出现频度呈非线形变化,外来非栽培种的平均出现频度呈现降低的趋势。应提高哈尔滨市绿地本土植物的多样性,严格控制新建成的、总面积较小的绿地中外来植物的引种栽培管理,以防止外来植物发展成为危害本地生态系统的入侵植物。     

三江平原小叶章群落近30年的动态变化

由于生境的改变,三江平原沼泽湿地典型植物群落中小叶章群落内部发生了显著的变化。本文以定点观测和典型湿地植物调查为基础,分析了近30年来小叶章群落的动态变化。结果表明,小叶章群落的物种频度符合Raunkiaer频度定律,即5个频度级的关系都具有A〉B〉C≥D〈E的规律性。小叶章群落的物种构成发生了明显变化,灌木类型植物逐渐增多。植物物种多样性减少。小叶章的多度、分盖度和高度都有降低趋势。     

科尔沁沙地封育过程中植被特征的动态变化

为研究沙地退化植被封育恢复过程中植被特征的动态变化规律,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬在流动、半固定、固定沙丘和沙质草地上开展了3次植被特征调查。结果表明:2011—2015年,流动沙丘优势植物沙米(Agriophyllum squarrosum)的优势度逐渐降低,半固定沙丘优势植物差巴嘎蒿(Artemisia halodendrom)的优势度波动下降、一年生植物优势度有所增加;固定沙丘和草地中一年生植物的优势度有所下降,多年生植物所占比例逐渐增加;随着退化植被封育恢复,植被盖度、物种丰富度、凋落物量和地上-地下生物量明显增加; 2011—2015年,4种生境上的平均凋落物量和半固定沙丘的植被盖度逐年增加,而物种丰富度和地上生物量表现出波动变化趋势,地下生物量年际间变化不显著;沙地退化植被封育恢复过程中,物种丰富度与植被盖度、地上生物量、凋落物量、地下生物量和总的植物生物量呈极显著线性正相关。沙地退化植被封育恢复过程中植物群落组成和优势种的动态变化,反映了沙地植物群落的正向演替与群落结构复杂化的趋向;沙地退化植被的封育恢复导致了物种多样性与生物量的线性正相关。     

阿尔泰山两河源牧区草地群落生物量及物种多样性

群落生物量和物种多样性是表征草地生态系统数量特征的重要指标。该研究以新疆阿尔泰山南麓两河源放牧区草地为研究对象,利用样方法对两河源不同放牧区的草地植被进行调查,分析研究区生物量和物种多样性变化,探讨二者与环境因子之间的关联性,为草地群落物种保护以及草地可持续利用提供理论依据。结果表明：(1) 两河源不同牧区间群落盖度、高度、植株密度、地上生物量和单位盖度生物量存在差异。(2) 两河源牧区草地群落地上生物量与群落盖度、植株密度呈显著正相关关系(P<0.05),且地上生物量主要受草地群落盖度的影响;不同牧区的物种多样性指数有一定差异,但物种分布相对均匀。(3)两河源牧区草地群落生物量及物种多样性主要受气温和降水的影响。     

拉萨河流域亏组山植物物种丰富度和群落特征研究

为研究草地植物群落、物种丰富度及其分布格局与影响因子之间的关系,该文以拉萨河流域林周县卡孜乡亏组山为研究地点,对山体垂直样带(3900~5100 m)植物群落特征、植物物种丰富度与各影响因子之间的关系进行了研究。研究区域共设置了13个样带(每隔100 m设一个样带),每样带设置0.5 m×0.5 m的5个样方进行植被调查,运用主成分分析(PCA)和双向指示种分析法(TWINSPAN)对植物群落进行排序和分类,运用冗余分析法(RDA)对群落及其分布格局与影响因子之间的关系进行分析,对植物物种丰富度与各因子之间的关系进行了回归分析。结果表明:该山体植物可分为3个群落类型,含7个群丛;影响区域植物群落物种组成和分布格局的主要环境因子为海拔,其次是坡度;物种丰富度与海拔、分种盖度呈单峰关系,与总盖度、坡度、地上生物量呈正相关。该研究结果为区域植物物种多样性和山地植物资源的保护和可持续利用提供了科学依据。     

草海自然保护区空心莲子草群落植物组成及多样性分析

湿地生态系统极易受外来入侵植物侵害, 为调查草海湿地生态系统空心莲子草不同入侵程度的群落物种组成及多样性的变化, 在夏季对草海自然保护区水陆生境的空心莲子草群落进行调查, 按空心莲子草盖度分为水Ⅰ(0-20%)、水Ⅱ(20%-50%)、水Ⅲ(50%-100%)、陆Ⅰ(0-20%)、陆Ⅲ(50%-100%)五种群落类型。结果表明: 在调查的25 个样方中, 水生生境共有10 科22 种植物, 陆生生境共有13 科29 种植物, 随空心莲子草入侵程度的增加, 禾本科植物在两种生境中比例均上升; 地面芽植物种类减少; 根茎型植物种类增加; 水中丛生型植物种类增加, 陆地分枝型植物种类减少; 水中物种丰富度增加, 陆地物种丰富度降低; 两生境多样性和均匀度均呈一致的下降。     

人工固沙区与流沙区准噶尔无叶豆种群数量特征与空间格局对比研究

准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum) 是中亚荒漠特有小半灌木,稀有种,在我国仅片段化分布于新疆古尔班通古特沙漠;它是流动沙丘的先锋物种,也能成功定居于人工固沙区(草方格)。对比研究了人工固沙区及自然流沙区的准噶尔无叶豆群落物种组成、种群密度、高度、盖度、生物量等特征及种群空间分布格局。结果表明:人工固沙区内的准噶尔无叶豆群落物种的科、属、种数均明显多于流沙区,而且2种生境物种相似性指数仅为0.522,表明人工固沙生境显著改变了群落物种组成与结构。除植株密度外,人工固沙区种群的高度,盖度,地上、地下及总生物量密度,单株地上、地下及总生物量等数量特征均显著高于流沙区。2种生境中准噶尔无叶豆种群空间分布的关联维数均接近2.0,体现了较强的个体空间相关性和空间占据能力。2种尺度(1 m和2 m)下的聚集度分析表明,2种生境中种群基本为随机分布。因而,人工固沙生境并未明显改变种群空间分布格局,这可能是种群的固有特性。人工固沙区的土壤有机质、全氮和有效氮含量显著高于流沙区,且与种群数量特征(植株密度除外)呈显著正相关。总之,与流沙区相比,人工固沙使地表得到固定,提高了土壤有机质和氮素含量,明显改变了定居于其中的准噶尔无叶豆种群主要数量特征,增强了种群的生存和适应能力。该结论对荒漠濒危植物的保育具有重要指示意义。     

神农架川金丝猴冬春季节食性分析

采用样方调查法和粪便显微组织学分析法研究了冬季和春季神农架地区川金丝猴的食性。结果表明:川金丝猴冬季取食的植物有7科9属15种,以蔷薇科、松萝科、松科和木樨科为主,春季取食的植物有25科37属48种,以蔷薇科、松萝科、四照花科、卫矛科、樟科、桦木科和木樨科为主;春季食物组成与食源植物相对高度、相对频度呈显著正相关,与相对生物量、相对丰富度呈极显著正相关;冬季食物组成与相对生物量呈显著正相关,与相对高度和相对丰富度呈正相关,与相对频度呈负相关,但相关性差异均不显著;神农架川金丝猴的食物组成中,松萝类植物所占比例冬季(16.51%)明显高于春季(5.69%),说明这类植物只是冬季食物较缺乏时的一种补救,并非是它们的主要食物。     

民勤荒漠绿洲过渡带优势植物地上和地下生物量的估测模型

荒漠优势物种生物量的定量测量是荒漠土壤管理的重要依据。为精确估计民勤典型绿洲-荒漠过渡带中优势物种生物量,我们用随机选取的82个10 m×10 m的样方进行优势物种调查。结果显示试验地物种结构简单,而且总盖度仅为16.12%。选取5种荒漠优势物种(白刺(Nitraria tangutorum)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和盐生草(Halogeton arachnoideus)),利用全挖法测定其地上和地下生物量。用测定生物量80%的数据分析每一种植物地上和地下干、鲜生物量与其自身的形态参数地径、高度和冠幅之间的相关关系,再利用线性回归分析方法,以相关性显著的形态参数为自变量确定了预测试验地每一优势物种最适宜的地上及地下干、鲜生物量的回归模型。研究结果证实包括地茎(除白刺)和盖度为自变量的回归方程和5种优势荒漠植物的生物量拟合度很好,用测定生物量20%的数据对所有模型进行检验,证实所有生物量的估测模型能够精确预测优势荒漠物种生物量。     

模拟喀斯特异质性小生境下三叶鬼针草地上地下协同生长对策

模拟在喀斯特异质生境下,通过随机区组实验,研究三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）在两种土壤生境（浅而宽、深而窄）和3种水分处理（对照、减水50%、减水70%）下植物的地上和地下生长关系及生物量分配格局。结果显示：（1）两种生境中三叶鬼针草的地上生长（株高、地径、叶面积、叶生物量）与地下根系生长（根长、根表面积、根体积、根生物量）均随着施水量的减少而降低;叶面积比率随着施水量的减少而增加;根质量比在浅而宽土壤生境中呈先增后减的趋势,而在深而窄土壤生境中呈增加趋势。（2）两种生境中三叶鬼针草的地上生物量与地下根系生物量、叶面积与根长、叶面积与各层根系生长均呈显著正相关关系。但在浅而宽土壤生境中,三叶鬼针草的地上生物量与各土层根系生物量均呈显著正相关,而在深而窄土壤生境中,地上生物量仅与中上土层根系生物量呈显著正相关。研究表明三叶鬼针草在不同生境中均具有较好的地上地下协同生长对策,在增强对地下资源获取的同时也增强了对地上资源的获取。在浅而宽土壤生境中,三叶鬼针草通过协调根系的横向拓展能力与植物叶片的生长来应对快速的干旱缺水;在深而窄土壤生境中,植株能较好地协调根系向下拓展能力与地上叶面积的生长,更好地利用土壤深层的水分资源。     

高原鼠兔刈割行为与栖息地植物群落的关系

采用观察法和样条法对不同栖息地高原鼠兔刈割植物的行为、相对频次、生物量百分比以及刈割植物与鼠兔冬季食物组成之间的关系进行了分析,并阐述了高原鼠兔刈割植物的生物学意义。结果表明:高原鼠兔刈割植物始于每年的6 月下旬,早于其它草原小型哺乳动物贮草时间。不同栖息地鼠兔对植物的刈割频次和生物量比例并非完全一致。在矮嵩草草甸,鼠兔刈割频次较高的为垂穗披碱草、二柱头藨草、甘肃棘豆、短穗兔耳草、铺散亚菊和鹅绒萎陵菜;这些植物生物量所占比例亦较高,仅短穗兔耳草比例较低;在垂穗披碱草草甸,鼠兔刈割频次较高的为垂穗披碱草和早熟禾;垂穗披碱草生物量较高;而在杂类草草甸,鼠兔主要刈割植物为铺散亚菊、大籽蒿、黄帚橐吾、长茎藁本和圆齿狗娃花,生物量比例较高的主要为铺散亚菊。相似性分析结果表明,不同栖息地间鼠兔刈割植物频次和生物量比例差异较大,相似性系数最大分别为0. 7862 和0. 6100, 最小仅为0.1422 和0. 1035,而同一栖息地间鼠兔刈割植物频次和生物量差异相对较小,相似性系数最高达0. 9203 和0. 8490,最小亦达到0. 6662 和0. 4440,表明栖息地变化对鼠兔刈割植物频次和比例有明显的影响作用。鼠兔刈割主要植物频次和生物量比例与冬季主要食物组成的相关分析结果表明,生物量比例与主要食物组成呈显著的正相关(r =0.8412,df = 6, P <0. 05),而刈割植物频次与主要食物相关不显著。     

太行山草地建群种远东羊茅地上生物量动态的研究

 远东羊茅地上生物量在10.80—979.30gFW／m2或5.00—351.33gDW／m2之间变动,峰期值在902.87—1092.15gFW／m2或331.45—370.53gDW／m2之间变动。地上生物量的季节生长曲线呈单峰型,峰值期出现在7月份。地上生物量的增长与生长高度的增长和投影盖度的扩大呈正直线相关(R=0.8929和R=0.9066)。地上生物量和生长高度的最高生长速率出现于同期,而两者的相对生长速率最高值则出现在生物量峰值期之前。在生长季节期间,降雨量的多少是影响地上生物量变化的主要生态因子,两者的直线回归方程为y=6.2596+1.4089x(R=0.9250)。     

黔中天龙山典型喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系

为探究喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系,该文以黔中普定县喀斯特天龙山典型次生林样地为研究对象,采取单物种及不同径级组地上生物量模型计算优势种及群落生物量,采用空间分布图描述环境因子与群落地上生物量空间分布状况,利用相关性检验(Pearson)、一般线性模型(GLM)以及冗余分析(RDA)讨论群落、生活型、物种地上生物量与环境因子的关系。结果表明：(1)喀斯特次生林群落地上生物量总量为106.94 t·hm^-2,优势种地上生物量占整个样地的91.77%,其中常绿植物高于落叶,窄叶柯(Lithocarpus confinis)与化香树(Platycarya strobilacea)地上生物量在群落中占比最高,分别为34.23%和34.37%。(2)岩石裸露率空间分布呈现明显的上下梯度差异,上坡显著大于下坡,坡度与土壤厚度空间分布不连续,无明显规律。(3)群落地上生物量与土壤厚度呈显著正相关,二者空间分布趋于一致,土壤厚度是群落地上生物量的主要影响因子,岩石裸露率与坡度对群落地上生物量的影响较低。(4)对于不同生活型,岩石裸露率对地上生物量的影响程度最高,土壤厚度...     

荒漠草原区不同生活型植物生长对降水变化的响应

在全球气候变化背景下,降水变化对植物群落动态将产生深远的影响。以黄土高原西部荒漠草原为对象,通过野外降水控制试验,研究不同生活型植物丰富度、密度、盖度、高度和地上生物量对降水变化的响应。结果表明: 降水处理对一年生草本植物的丰富度、密度、盖度的影响在降水试验第3年(2015年)达到显著水平,以减水处理最低,植物高度对降水变化的响应更敏感,3年间,均以减水40%处理最低;植物生长和地上生物量对减水处理的负响应幅度大于对增水处理的响应。多年生草本植物的丰富度、密度和盖度在第3年以减水处理显著低于增水40%处理,但与对照无显著差异;植物高度3年间均以减水40%处理最低;丰富度、盖度、高度对减水处理的负响应幅度大于对增水处理的正响应,但地上生物量对增水40%处理的正响应较强。灌木的丰富度、密度、盖度和地上生物量对增减水20%处理的正响应最明显,可能与灌木在该处理分布相对集中有关。降水减少抑制了草本植物的生长,但对一年生草本植物的抑制作用更强,降水增加在一定程度上促进了多年生草本植物的生长和生物量积累。一年生草本植物的生长和生物量随降水年际变异波动明显,灌木受降水改变的影响相对较小,降水变化对黄土高原西部荒漠草原植物群落组成与功能将产生显著的影响。     

荒漠草原土壤相对湿度对猪毛蒿表型可塑性的影响

猪毛蒿(Artemisia scoparia)为菊科蒿属草本植物,是一种适应性较强的广幅种。研究荒漠草原不同土壤相对湿度条件下猪毛蒿的表型可塑性,对认识异质生境下猪毛蒿的生存适应策略具有重要的生态学意义。结果表明:株高、茎粗、根长、根重和单株生物量均表现出随土壤相对湿度的增大而增加的趋势,对异质生境具有较强的可塑性,而根冠比则表现出相对的稳定性。植株不同部位生物量大小排序为:上部中部下部,且植株下部显著大于上部生物量(P0.05)。土壤相对湿度40%生境下的头状花序数量和重量显著高于土壤相对湿度30%和30%—40%生境。繁殖器官绝对投入量(lg R)随着个体大小(lg V)的增大呈极显著的增加(P0.001),繁殖阈值介于1.868—2.006 g。随着土壤相对湿度的增加,繁殖分配比例极显著增大(P0.001)。营养器官和繁殖器官生物量、头状花序重量和数量、地下生物量和地上生物量均呈极显著线性正相关关系(P0.001),存在正向权衡。单个头状花序重量并不随个体大小和头状花序数量的增加而发生显著变化(P0.05),且在不同土壤相对湿度和不同部位间均无显著差异(P0.05)。由此可见,猪毛蒿在异质生境下产生的可塑性是其生存繁殖的重要反应机制之一。     

高原鼠兔对高寒草甸植物群落生物量的影响

2010 年和2011 年8 月在青海省果洛州矮嵩草草甸,采用样方法测定了不同密度高原鼠兔栖息地内杂草斑和秃斑植物群落特征及地上生物量的变化。结果表明:2010 年与2011 年相比,相同高原鼠兔密度的栖息地内杂草斑和秃斑植物总盖度、平均高度和总地上生物量差异不显著,但同一年份不同密度栖息地间差异显著。高原鼠兔低、中、高密度栖息地植物总盖度、平均高度和总地上生物量显著低于无鼠兔对照组(P < 0.05),不同密度间无明显变化规律。低、中、高密度栖息地的莎草、禾草和豆科植物盖度、平均高度和地上生物量显著低于无鼠兔对照组(P <0.05),秃斑上豆科植物消失;杂类草平均高度在低密度栖息地和无鼠兔对照组显著高于中、高密度栖息地(P < 0. 05),盖度和地上生物量对照组最小,随高原鼠兔密度增加呈增加趋势。2010 年和2011 年,高原鼠兔低、中、高密度栖息地内杂草斑面积分别占样地面积的4. 0% 、4.3% 、13. 3% 和3.8% 、4. 3% 、11. 0% ,秃斑面积分别占样地面积的0 2% 、2 6% 、4 0% 和0 2% 、2 2% 、3 4% ;植物损失地上生物量分别为110.84 kg/ hm² 、203. 18 kg/ hm² 、431.58 kg / hm² 和107.67 kg / hm² 、189. 46 kg / hm² 、365. 72 kg/ hm² 。高原鼠兔
的密度(x)与植物损失地上生物量(y)之间存在对数曲线关系,说明高原鼠兔的活动显著降低了植物总盖度、平均高度和总地上生物量,同时也改变了植物功能群组成。随高原鼠兔密度增加,栖息地内杂草斑、秃斑的面积和植物损失地上生物量呈增加趋势。     

黄土高原典型草原地上生物量估测模型

为了寻求有效的草地地上生物量估测方法和精确估测黄土高原典型草原草原地上生物量。于2014年8月中旬,在黄土高原典型草原草原地上生物量达到最大值,分别从单株水平和种群水平进行野外调查。以株高(H)和盖度(C)的复合因子(C×H)为自变量,通过回归分析,建立地上生物量估测模型,采用留一法对其精确性进行评估;并通过校正系数以及群落总生物量估测值和实测值比较单株水平和种群水平所建模型的精确性。结果表明:黄土高原典型草原草地,无论在单株水平还是种群水平,线性和幂函数对该区域生物量的拟合效果更好。估测模型检验结果表明,在单株水平各个物种的生物量估测值与实测值相关性较好,均达到了显著水平(P0.05),其r值均大于0.6,总相对误差RS均小于10%,平均相对误差绝对值RMA(average absolute value of relative error)均小于30%,总生物量的实测值与估测值比较接近,校正系数均接近1;而在种群水平上,虽然各物种的生物量估测值与实测值相关性均达到了显著水平(P0.05),但多数物种平均相对误差绝对值RMA大于30%,总相对误差RS(total relative error)均大于10%,总生物量的估测值均大于实测值,校正系数均偏离了1,说明在黄土高原典型草原通过单株水平建立的物种生物量估测模型的精度优于种群水平建立的物种生物量估测模型的精度。     

Long‐term study of root biomass in a biodiversity experiment reveals shifts in diversity effects over time

Biodiversity experiments generally report a positive effect of plant biodiversity on aboveground biomass (overyielding), which typically increases with time. Various studies also found overyielding for belowground plant biomass, but this has never been measured over time. Also, potential underlying mechanisms have remained unclear. Differentiation in rooting patterns among plant species and plant functional groups has been proposed as a main driver of the observed biodiversity effect on belowground biomass, leading to more efficient belowground resource use with increasing diversity, but so far there is little evidence to support this. We analyzed standing root biomass and its distribution over the soil profile, along a 1–16 species richness gradient over eight years in the Jena Experiment in Germany, and compared belowground to aboveground overyielding. In our long‐term dataset, total root biomass increased with increasing species richness but this effect was only apparent after four years. The increasingly positive relationship between species richness and root biomass, explaining 12% of overall variation and up to 28% in the last year of our study, was mainly due to decreasing root biomass at low diversity over time. Functional group composition strongly affected total standing root biomass, explaining 44% of variation, with grasses and legumes having strong overall positive and negative effects, respectively. Functional group richness or interactions between functional group presences did not strongly contribute to overyielding. We found no support for the hypothesis that vertical root differentiation increases with species richness, with functional group richness or composition. Other explanations, such as stronger negative plant–soil feedbacks in low‐diverse plant communities on standing root biomass and vertical distribution should be considered.