科尔沁沙地丘间地植被演变的研究

 主要研究了科尔沁沙地丘间地植被的发生和演变规律及不同发育时间群落种类组成动态特征。结果表明：丘间地植被发育很快,在围封条件下,30年内经历了一年生草本阶段、多年生草本阶段和灌丛阶段。在组成结构上,物种多样性指数和均匀度呈上升趋势,而生态优势度下降,表明其相对稳定的特征。同时就过度放牧对植被的影响进行了论述。     

民勤绿洲-荒漠过渡带植被梯度特征及其土壤水环境

民勤绿洲-荒漠过渡带的植被和土壤水环境随着与绿洲距离的增加具有明显的空间异质性,在景观分异角度沿绿洲至荒漠方向可划分为4个区段。本文研究了各景观区段上的植被特征以及各区段丘间地及灌丛沙包土壤水分特征。结果表明:过渡带植被总盖度约为36%,灌木盖度为18.7%,草本盖度为18.0%,物种丰富度为19。区段1至区段4,物种组成、植被盖度、优势种、建群种均表现出与各区段立地条件相适应的特征,呈现出大灌木→草本→小灌木→草本的格局,对应的地貌呈现出固定→半流动→半固定→流动的格局。各区段丘间地土壤含水量垂直分布差异较大,5～60cm为降水主要持水层;因弱透水层的出现,区段1至区段3在60～180cm含水量出现了第二次波动,水分在弱透水层上的积累为地上植物的生存提供了重要的补给。沙包内土壤含水量从区段1到区段3显著减少。     

油松(Pinus tabulaeformis)人工林林下植被发育对油松生长节律的响应

林下植被作为森林生态系统的一个重要组成部分,对维持林分结构和土壤质量起着重要作用.不同年龄树种对林下植被发育的影响已有所涉及,但这些为数不多的研究往往割裂了林木种群的生长规律与其林下植被间的相互作用,以林龄为尺度探讨林下植被发育的差异必然掩盖了林分种群对林下植被作用的异质性.采用时序研究法,按照油松(Pinus tabulaeformis)高速生期、径速生期、材积慢生期和材积速生期等不同发育时期,探讨林下植被组成、多样性、生物量和元素积累量的差异性.结果表明,高速生期阶段油松与林下植被竞争最为激烈,林下植被物种丰富度、多样性、生物量、元素积累量均最低.因此,高速生期阶段应及时对油松采取较大强度的抚育间伐以缓和油松种群与林下植被剧烈竞争的关系.径速生阶段林下植被与油松竞争最为缓和,草本层Gleason、Shannon-Wiener、Pielow指数由高生长阶段的7.817、2.222和0.769剧增到19.978、3.470和0.907,灌木层、草本层地上部分生物量、元素积累量也均达到最大.径速生阶段对油松林分的管理可相对粗放一些.进入材积阶段,油松与林下植被的关系日趋紧张.材积慢生阶段灌木层、草本层生物量由径速生期的2 262.61、461.92 kg/hm2分别下降至1 549.85、 220.84 kg/hm2,而灌木层Gleason、Shannon-Wiener指数均达到峰值.相对于材积慢生期,材积速生期灌木层、草本层物种多样性指数、元素积累量进一步下降,而生物量略有上升,材积速生期阶段应对油松林分适度间伐或主伐.可见,林下植被可作为人工纯林乔木生长规律的指示剂,根据林下植被发育状况选择林分经营方式具有一定的参考价值.     

甘肃省民勤沙区土壤结皮理化性质研究

以甘肃民勤沙区为研究区域 ,分别采集了不同地貌部位和不同植被类型下的土壤结皮 ,并对其理化性质进行了初步分析。从结皮土壤的机械组成、土壤盐分、土壤养分、土壤阳离子交换量等方面来看 ,丘间地状况都明显要优于灌丛沙包。这可能与丘间地地形低洼 ,有利于土壤物质汇聚 ,以及其接受的大气降尘远较灌丛沙包为多有关。对于灌丛沙包来讲 ,白刺沙包在理化性质上 ,其状况要优于红柳结皮和梭梭结皮 ,这主要与其对环境的适应性及其所处的演替阶段有关。从目前的植被演替情况来看 ,白刺是当地的顶极种群 ,最适应环境 ,因此结皮发育状况也好 ;红柳目前已经处于极度退化进程中 ,而梭梭为人工植被 ,人工植被因在演替阶段中不起决定作用 ,故理化性质较差。另外从该研究工作还可以看出 ,对白刺植被采取围封措施之后 ,可以显著地促进结皮的生长发育 ,提高结皮中的有机质、全 N、全 P、速效 N等养分以及 Ca CO3含量。     

石漠化强度对喀斯特植被演替过程土壤真菌组成及多样性的影响

喀斯特是我国南方广泛分布的地貌类型,土壤真菌对喀斯特植被演替恢复具有重要调节功能,不同石漠化程度的喀斯特区植被演替受到土壤微生物影响,因此研究不同石漠化区域植被演替阶段的土壤真菌组成及多样性,探索土壤真菌在喀斯特植被演替过程中的作用机制具有重要意义。本文采用时空替代法采集了不同石漠化程度（潜在、中度和强度）的喀斯特区植被演替乔木、灌木和草本演替阶段土壤样品,通过Illumina HiSeq第二代高通量测序分析了土壤真菌组成及多样性。结果表明,试验共获得3 871个OTUs,分属4门17纲116科174属;潜在和中度石漠化区各演替阶段土壤真菌优势门均为担子菌门,强度石漠化区各演替阶段土壤真菌无相同优势门;土壤真菌组成及多样性在潜在石漠化区表现为乔木>草本>灌木,中度石漠化区为灌木>乔木>草本,强度石漠化区为灌木>草本>乔木,且石漠化程度对真菌组成及多样性的影响大于植被演替的影响;土壤理化性质随石漠化程度及演替阶段发生变化,且显著影响真菌多样性指数,以碱解氮为主导因子显著影响土壤真菌群落。     

浑善达克沙地不同微地形的土壤物理性质和草本群落分布及其相关性分析

采用样方调查和室内检测相结合法对内蒙古浑善达克沙地迎风坡、坡顶、背风坡和丘间地不同土层(0~10、10~20和20~40 cm)的土壤物理性质(包括含水量、田间持水量、容重、总孔隙度和毛管孔隙度)及草本群落的生产力(包括盖度和地上部生物量)和物种多样性(包括Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数)进行比较分析;在此基础上,采用Pearson相关性分析法对不同微地形的土壤物理性质与草本群落各指标间以及草本群落生产力与物种多样性各指标间的相关性进行分析.结果表明:4种微地形的土壤物理性质总体上差异显著,但不同土层的土壤物理性质总体上无明显差异;从丘间地、背风坡、坡顶到迎风坡,土壤的含水量、田间持水量、总孔隙度和毛管孔隙度依次递减,而土壤容重则依次递增,说明迎风坡的土壤结构较差且水分散失较多,而丘间地的土壤结构和水分状况均相对较好.不同微地形间草本群落生产力和物种多样性总体上也存在明显差异,从背风坡、丘间地、坡顶到迎风坡,草本群落的生产力和物种多样性依次递减,仅Margalef丰富度指数表现为在丘间地最高、在迎风坡最低,说明迎风坡的草本群落物种多样性较低,群落稳定性差,而背风坡和丘间地的草本群落物种多样性和生产力水平均较高,群落稳定性较好.相关性分析结果表明:该区域的草本群落生产力和物种多样性与土壤容重呈负相关,与土壤的其他物理性状呈正相关,但仅部分指标间有显著或极显著相关性;草本群落生产力与物种多样性各指标间呈正相关,但多数指标间的相关性并不显著.研究结果显示:微地形能够显著影响浑善达克沙地的土壤物理性质和草本群落的分布特征,气候和人为干扰使该沙地的土壤物理性质受到严重破坏,导致草本群落生产力降低并处于不稳定状态.     

南亚热带水土流失地区人工加速植被演替过程

水土流失地区植被在自然条件下从阳生草本到乔灌草复合植被的演替过程常常需要很长的时间,选取适当树种人工造林可以省略先锋物种强阳生草本的发育时间,提早诱发灌木和草本植物发育,大大加速植被恢复演替过程。通过对广东惠州市惠阳区上杨试验站等南亚热带典型水土流失地区的研究发现：自然封育状态下,水土流失地区植被恢复和演替缓慢,25。后植被覆盖度只有35％,且主要以阳生性耐贫瘠的灌木及草本为主,土壤侵蚀仍然比较严重。选择大叶相思树人工造林加速了植被演替进程,控制了水土流失,12a左右植被覆盖度就达90％左右。造林23a左右,林地遮蔽涵养水分和控制侵蚀作用下迅速生长多种当地物种,形成了乔、灌、草、藤、竹多层复合植被。在南亚热带季风气候地区,自然封育状态下严重水土流失区植被恢复至较稳定的次生林阶段需要60a左右的时间;人工造林加速植被演替只需要20a。植树造林是该地区植被恢复发育及控制水土流失的有效措施。     

基于孢粉记录研究长白山最近两次火山爆发后的植被演替特征

利用不同时期土壤孢粉组成推断长白山火山爆发后的植被演替规律,还原该区域植被群落变化过程,对于揭示该研究区不同时期植被演替规律具有重要意义。该研究通过对长白山最近两次火山爆发后形成的土壤剖面所含的孢粉组成进行分析,揭示火山爆发后高山带的植被变化特征。结果表明:(1)两次火山爆发后的植被演替具有相似的过程,即孢子植物阶段、草本植物阶段及木本植物阶段。(2)最近一次火山爆发后的海拔1 800 m处演替过程为:苔藓蕨类群落→草本群落→岳桦(Betula ermanii)群落。(3)较早一次火山爆发后的海拔2 050 m处演替过程为:苔藓蕨类群落→草本群落→岳桦群落;海拔2 160 m处演替过程为:苔藓蕨类群落→草本群落→偃松(Pinus pumila)群落。研究认为,火山爆发对植被产生重大破坏作用,使高山林线下降、偃松群落消失;最后一次火山爆发后经历1 000多年,高山林线仍未恢复到火山爆发前的水平。     

五台山林区典型人工林群落物种多样性研究

对山西五台山林区4种典型人工林群落物种多样性特征进行了定量研究,结果表明: 1 4种人工林群落灌木层和草本层的Simpson指数 D 和Shannon-Wienner指数 H′ 差异不显著,物种丰富度指数和均匀度指数 Jsw 差异显著,均匀度指数 Ea 差异极显著,草本层发育明显好于灌木层; 2 各人工群落尚处于演替初期阶段,林下植被发育常以禾本科阳生性植物为主; 3 对4种人工林群落灌草层物种多样性显著性检验结果显示,在灌草层物种多样性特征上,油松林与桦木林、山杨林多样性差异显著 P<0.05 ,其它群落差异不显著.山杨林物种多样性程度较高,油松林最差; 4 不同人工林群落物种总体多样性特征分析表明,桦木和山杨人工林群落总体α多样性与油松林差异显著,且多样性较大,阔叶林更有利于林下植被的发育和更新; 5 对人工生态系统物种多样性研究是退耕还林、天然林保护等生态环境工程的延伸,对于植被恢复后的生物学效果评价有重要意义.     

黄土丘陵沟壑区撂荒地不同演替阶段植物群落的土壤抗蚀性——以坊塌流域为例

采用野外调查取样与室内试验相结合的方法,在分析土壤颗粒组成、级配状况与群体特性、团粒结构的分形特征及其稳定性变化的基础上,研究了黄土丘陵沟壑区撂荒地不同演替阶段植物群落的土壤抗蚀性.结果表明:撂荒后植被从一年生草本群落阶段演替到多年生蒿禾类草本群落阶段的过程中,土壤的级配状况在不断改良,颗粒分形维数增大,团粒结构有所改善,土壤团粒结构的分形维数与结构体破坏率均不断减小,稳定性不断增强,从而提高了土壤的抗蚀性.实现植被的自然恢复对改善该区土壤结构、提高土壤抗蚀性、减少水土流失和促进区域生态环境可持续发展具有重要意义.     

干旱荒漠区人工植物群落演替模式及其生态学机制研究

以我国干旱荒漠区包兰铁路沙坡头地段人工植被防护林体系作为研究对象,研究了区域植被建立与发展过程中,优势植物种的种群动态和人工植物群落的演替模式,探讨了植物群落演替的内在动因和生态学机制．结果表明,该区人工植被经过40余年的演变,其植物种组成发生了很大的变化,已由原来的灌木、半灌木人工植物群落演变为一年生草本植物占优势的人工-天然荒漠植物群落．在此演替过程中,人工栽植的灌木种如柠条、花棒等的重要值不断减少,逐渐从人工植物群落中退出;而天然繁衍的一年生草本植物如小画眉草、雾冰藜、刺蓬、虎尾草等相继侵入,并逐渐成为该区的优势植物种;油蒿由于具有天然下种自行更新能力,在群落中始终占有重要地位．这种物种替代模式与该地区降水资源严重匮乏以及沙地表面结皮的增厚,致使沙子下层含水量降低。深根系的灌木及多年生草本的繁衍受到限制密不可分．     

植物与植食动物的相互作用系统

植物与植食动物的相互作用系统王桂明，钟文勤，周庆强（中国科学院动物研究所，北京１０００８０）Ｐｌａｎｔ－ＨｅｒｂｉｖｏｒｏｕｓＭａｍｍａｌＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ．￥ＷａｎｇＧｕｉｍｉｎｇ；ＺｈｏｎｇＷｅｎｑｉｎ；ＺｈｏｕＱｉｎｇｑｉａｎｇ...     

陕西省丹汉江流域退耕地恢复过程中的植被演替

以陕西省丹汉江流域退耕地南坡和北坡不同退耕年限的自然恢复植物群落为研究对象,开展群落物种组成调查,并进行物种多样性特征分析和群落极点排序,对该区退耕地恢复过程中的植被演替规律进行研究.结果表明:研究区退耕地植被演替的阶段依次为:一年生草本群落→多年生草本群落→灌草群落→乔灌草群落.形成多年生草本群落需2～5a,形成灌草群落需7～10 a,形成乔灌草群落需30 a以上.南坡和北坡不同类型退耕地的植被演替阶段相同,物种多样性指数略有差异.随着退耕年限的增加,南坡物种多样性指数总体呈先降后升的趋势;而北坡物种多样性指数呈先波动上升,而后在退耕30 a时略有下降.     

群落结构和叶面积指数在具茨山植被次生演替中的变化

采取3S(GIS,RS和GPS)技术和野外作业相结合的方法,研究了河南省具茨山人为干扰后植被次生演替过程。在此基础上,从宏观和微观尺度对不同演替阶段典型群落的结构变化和植被叶面积指数(LAI)动态进行分析。结果表明:乔木阶段的植被LAI均值为4.1～5.5;灌木阶段为3.0～3.7;草本阶段为1.0～1.5。部分灌木林在生长季的LAI和盖度高于乔木林。随着演替进行,群落结构也发生很大变化,乔木种类和数量逐步上升。植被系统的复杂度和稳定性不断增强,其发挥的生态功能和生态服务价值随之提高。     

Succession following the catastrophic eruption of Ksudach volcano (Kamchatka, 1907)

Ksudach Volcano, southern Kamchatka Peninsula, erupted in 1907 and impacted over 2000 km² of forests with air-fall pumice deposits. We identified three impact zones. In Zone I, deposits deeper than 100 cm destroyed all vegetation. Two early successional stages occur, a lichen-dominated desert and isolated patches of a pioneer herb stage. Zone II is defined by pumice deposits 30 to 100 cm deep. Deposits of 70 to 100 cm destroyed all vegetation, but left scattered snags. Here primary succession dominates recovery, but its rate varies. Isolated trees survived in deposits of 30 to 70 cm and primary and secondary successional stages form a complex mosaic termed an intermediate succession. In Zone II, the primary stages found in Zone I are joined by a dwarf shrub-herb stage and a secondary birch forest stage. Zone III occurs where thinner deposits permitted some vegetation to survive in all locations. Secondary succession dominates in deposits of 10 to 30 cm. Trees suffered damage, but survived deposits of 20 to 30 cm, while other vegetation layers were eliminated. Deposits of 10 to 20 cm eliminated mosses and lichens and but only reduced the number of dwarf shrubs and herbs. Deposits of less than 10 cm damaged herb, moss and lichen layers but did not eliminate any species. All sampled vegetation remains in a pre-climax state, having yet to recover fully from earlier eruptions. Reconstructed vegetation maps for before 1907 and for ca. 1925 are compared to the map of vegetation in 1994. Based on degree of soil formation, vegetation recovery and colonization rates at different pumice depths, and the current vegetation, we estimate that full recovery of the soil-vegetation system will take more than 2000 years.     

喀斯特植被演替过程土壤丛枝菌根真菌(AMF)多样性

喀斯特生态系统维持了丰富的微生物多样性,丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)结构和组成会随喀斯特植被演替而改变。以贵州贵阳花溪、毕节织金和关岭花江典型喀斯特区域按时空替代法采集了乔木林、灌木林和草本群落样地土壤,采用Illumina HiSeq分子测序技术,通过OTU聚类分析、物种注释及数据库比对,探索了喀斯特不同演替阶段土壤AMF物种多样性。结果表明:(1)喀斯特生境土壤获得球囊菌门Glomeromycota OTU为275个,分属于4目8科13属19种,属水平上AMF丰度表明根内根孢囊霉属Rhizophagus为优势属,花江拥有最高AMF丰富度,缩隔球囊霉Septoglomus constrictum、根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices、Claroideoglomus sp. MIB8381和稀有内养囊霉Entrophospora infrequens均分布于各样地的不同植被演替阶段,为常见种。(2)AM真菌多样性Shannon指数与Simpson指数在不同演替阶段表现为花溪:乔木≈灌木草本(P0.05)、花江:灌木≈草本乔木(P0.05)、织金:乔木灌木草本,但差异不显著,Chao1和Abundance-based coverag estimator(ACE)指数表现为花江灌木≈草地乔木(P0.05)。(3)Spearman相关性分析表明土壤全磷与AMF ACE指数显著负相关,且与Chao1指数极显著负相关;速效磷与Shannon和Simpson指数显著负相关。(4)典范对应分析(Canonical Correlation Analysis,CCA)表明土壤全氮、速效氮、有机质、全磷和速效钾与AMF群落分布有显著相关性。结果表明喀斯特植被演替过程中土壤丛枝菌根真菌多样性随着演替进行或升高或降低,无一致变化规律,并与土壤理化性质关系密切,其中以磷的影响最大。     

鼎湖山植物群落多样性的研究

根据鼎湖山自然保护区１６个植物群落的样地调查资料,从种丰富度和不同类型的物种多样性指数、均匀度与植被类型、人为干扰程度、演替阶段等方面的关系进行了分析。本区植被类型的多样性指数、均匀率指数变化反映了其结构复杂程度、生境的差异。物种丰富和多样性随着人为干扰程度的增强而降低。群落内各层的物种丰富度的大小的顺序为“灌木层＞草本层＞乔木层”,而群落多样性指数的大小顺序为“灌木层＞乔木层＞草本层”。群落多样     

北京九龙山植物群落物种多样性特征对比分析

根据对北京九龙山植物群落的样地调查数据,采用Shannon-Wiener多样性指数、群落均匀度和生态优势度指标研究了九龙山封育植被乔灌草各层的物种多样性,并分别就阳坡和阴坡进行了乔木材、灌价群落的指标对比分析,结果表明,这3种指标能够有效地表征暖温带植物群落的组成结构特征,在九龙山封育植被中,阴阳坡的灌丛群落与乔木材相比,其灌木层的物种多样性Shannon-Wiener指数D高于乔木林中乔木层,而低于其灌木层;灌丛群落的草本层Shannon-Wiener指数小于乔木材中草本层;乔木材的草本层的物种多样性Shannon-Wiener指数大于灌木层,灌木层又大于乔木层,而生态优势度系数C在上述3种比较中与Shannon-Wiener指数表现相反,而群落均匀度指数J在比较中阴阳坡的表现不同,最后讨论了九龙坡地区植被演替序列及加速其进展演替的恢复措施。     

Succession stage variation in population size in an early-successional herb in a peri-urban forest

Urban and peri-urban forests incur high anthropogenic pressures (e.g. recreational activities, artificialization, and eutrophication). Plant species from early-successional, transient, forest habitats, often characterized by a short life span and a persistent seed bank in the soil may differ from late-successional species in key-factors for population persistence. This study investigated variation in population size and seedling recruitment for different forest succession stages and three consecutive years in Centaurium erythraea, an early-successional biennial herb, occurring in a peri-urban forest of Brussels urban zone (Belgium). Forest succession stage had a significant impact on C. erythraea population size and on its temporal fluctuation. Populations in closing vegetation (evolving to late-succession stages) showed small population sizes and a low number of recruits compared to populations from stable early-succession vegetation and clearcuts. The number of recruits was the highest after clearcutting, which can be related to the expression of the soil seed bank. Populations showed year-to-year variation in size (flowering individuals and recruits), even in stable (over three years) early-succession forest vegetation. In the absence of disturbance changing succession stage, population size is expected to depend on seed set of the previous years and subsequent seedling recruitment, which can be affected by environmental stochasticity. Opening gaps in the herbaceous vegetation may stimulate seedling recruitment, also in unoccupied patches where “cryptic” seed populations are present in the soil. Forest path and road verges, despite their potential negative impact on forests, can constitute refuge habitats for early-successional forest plant species. Their management should involve the preservation of these species.