陕北黄土高原丘陵区撂荒演替及其过程中主要乡土牧草的确定与评价

用系统聚类、撂荒年限两种方法对陕北黄土高原丘陵区撂荒演替序列进行分析,结果基本一致：1～6a,1年生杂草类群落→1年生杂草类＋丛生禾草群落→1年生杂草类＋根茎禾草群落或多年生草本群落→7～16a,多年生草本群落→多年生草本＋小灌木群落→17～42a：根茎丛生型禾草＋小灌木群落或小灌木＋多年生草本群落→小灌木群落或多年生草本＋丛生禾草群落,代表性群落依次为猪毛蒿（Artemisia scoparia Waldstet.et kit）群落或猪毛蒿＋长芒草（Stipa bungeana Trin.）群落→猪毛蒿＋铁杆蒿（Artemisia sacrorum Leded.）群落或冰草（Agropyron cristatum（L.）Gaertn）群落→铁杆蒿群落→铁杆蒿＋达乌里胡枝子（Lespedeza var.dahurica（Laxm.）Schindl）群落→白羊草（Bothriochloa ischaemum（L.）Keng）＋达乌里胡枝子群落或达乌里胡枝子＋铁杆蒿群落或铁杆蒿＋硬质早熟禾（Poa sphondylodes Trin.et Bge）群落.在此基础之上,提出将各物种在演替过程中重要值之和按大小排序,对前35位草种经适口性试验初步筛选后进行以粗蛋白、粗纤维等为指标的化学成分及以有效植被盖度为指标的生态效益的分析、评价,并依据两种评价结果对陕北黄土高原主要乡土牧草进行了综合评定,得出黄土高原23种乡土牧草具备较高的改良潜质,分为4类,主要归属于豆科（Leguminosae）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）等,并进一步探讨了黄土高原人工草场改良过程中不同荒地上草种的合理搭配.     

鄂尔多斯高原沙地植被和两种优势克隆半灌木的空间格局

群落优势种重要值的变化可以表征植被的演替状况。研究了鄂尔多斯高原飞播后不同演替阶段的沙地植被 ,以及两种优势克隆植物羊柴 (H edysarum laeve)和油蒿 (Artemisia ordosica)种群的空间格局。结果表明 :在调查的尺度内 ,群落水平上 ,演替前期和演替中期的植被盖度空间自相关发生的尺度远小于演替后期。随着植被的演替和发育 ,小于抽样尺度 (<1m)的随机变异逐渐增加。暗示着植被盖度空间格局的变化与羊柴种群和油蒿种群在群落中的地位的变化有关。种群水平上 ,小尺度的空间自相关控制着羊柴种群在 3个演替阶段的空间格局 ;处于前 2个演替阶段的油蒿种群 ,空间格局受更大尺度的过程控制 ,并在自身为建群种的群落随机分布。对于 3个演替阶段的油蒿种群而言 ,发生在小于抽样尺度 (<1m)的随机变异都高于相应的羊柴种群。这两种克隆半灌木的种群空间格局的差异可能与二者克隆构型和克隆性的不同有关。本文还根据这两种植物的生物学特性探讨了二者对鄂尔多斯高原沙地植被恢复的不同作用     

陕北黄土区生态修复过程中植物群落物种多样性变化

根据18块典型样地的植被调查数据,采用时空互代和对比分析法,从演替时间、生态修复模式和坡向3个方面研究了陕西省吴起县生态修复过程中植物群落物种多样性特征.结果表明：在25年自然演替序列中,退耕封育群落依次经历了猪毛菜、猪毛蒿、达乌里胡枝子、铁杆蒿和白羊草5种类型,建群种表现为1年生向多年生、低级向高级的演替趋势.其间,物种种类、Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数均呈二次函数变化,说明黄土区退化生态系统在消除外界压力后,通过自然恢复可达到高级、稳定状态,但速度缓慢.地形条件和恢复年限一致时,4种主要修复模式形成的群落中,草本层的Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数表现为退耕封育＞退耕还草＞退耕还林＞荒山造林,Simpson指数则相反.与退耕封育模式相比,退耕还草和退耕还林模式在相同恢复期内形成的草本群落,虽然多样性指数较低,但更接近自然演替后期阶段,说明人工修复模式能加快演替进程.在相同恢复年限内,阴坡退耕封育群落的Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数明显大于阳坡,且群落类型更接近演替后期阶段,说明阳坡生态修复的本底条件更差,植被自然演替速率更缓慢.     

科尔沁沙地差巴嘎蒿群落及种群生态特征

对科尔沁不同类型沙地上差巴嘎蒿群落内物种重要值、多样性等生态特征进行分析后,将其划分为3个类型：差巴嘎蒿 1年生植物群聚、差巴嘎蒿 禾草类群丛、冷蒿 黄蒿+禾草类群丛,分别分布于流动、半固定和固定沙地上.随着沙地基质固定程度的增加,差巴嘎蒿群落由差巴嘎蒿-1年生植物群聚(先锋群落、盖度＜10%、多样性指数0.33)演替到差巴嘎蒿-禾草类群丛(盖度30%～35%、多样性指数0.56)再演替到冷蒿 黄蒿＋禾草类群丛(草原群落、盖度40%～45%、多样性指数0.59).在差巴嘎蒿群落演替过程中,差巴嗄蒿种群年龄结构的变化趋势是:在流动沙地上为增长型;在半固定和固定沙地上为衰退型.人工种植5年后差巴嘎蒿种群年龄结构为增长型,人工种植18年后为稳定型.     

南水北调中线水源区弃耕地草本植被演替初步研究

以南水北调中线水源区不同年限的退耕弃荒地为研究对象,分析了其草本植被恢复阶段的群落学特征,用聚类分析和极点排序的方法对各群落类型进行了划分,探讨了其自然演替规律,并对弃耕地植被恢复的一般机理进行了初步探讨。结果表明,草本植被恢复演替过程可明显分为以下几个阶段：荠菜(Capsella bursa—pastoris) 铁苋菜(Acalypha australis) 小白酒草(Conyza canadensis)群落(退耕1年);小白酒草(Conyza canadensis) 灰绿藜(Chenopodium glaucum)群落(退耕2年);艾蒿(Artemisia argyi) 小白酒草(Conyza canadensis) 猪毛蒿(Artemisia scoparia)群落(退耕3～6年);白茅(Imperata cylindrica) 牛尾蒿(Arternisia subdigitata) 野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia) 狗尾草(Setaria viridis)群落(退耕7～12年^ )。退耕3年时群落已经趋于稳定,草本植被基本上得到恢复。     

浑善达克沙地中部典型固定沙丘植物群落分析

运用常规取样方法,2003年夏季对位于浑善达克沙地中部典型固定沙丘的植物群落进行了实地调查分析。结果表明,固定沙丘植物群落由阳坡、阴坡、沙脊、腰地、落沙坡、丘顶和风蚀坑植物群落组成,阴坡植物种类复杂,主要为耐阴乔木半乔木 灌木 柳灌丛类,群落较为稳定;阳坡主要以褐沙蒿、雾冰藜和虫实为主,种类组成较为简单,退化严重;沙脊为沙蒿 半旱生杂草类;腰地形成木岩黄芪 半灌木半旱生杂草类;落沙地形成虫实 狗尾草优势群落;风蚀坑形成狗尾草 虫实 褐沙蒿优势群落;顶部则形成虫实(63%)单优势群落。固定沙丘植物群落退化严重,需要加强保护,控制放牧强度,防止沙丘活化。     

陕北撂荒地上优势蒿类叶片解剖结构及其生态适应性

对陕北丘陵区撂荒地上处于自然恢复演替不同时期的3种优势种蒿类铁杆蒿（Artemisia gmelinii Web．）、茭蒿（Artemisia giraldii Pamp．）、猪毛蒿（Artemisia scoparia）的叶片解剖结构进行了观察研究的结果表明,随着演替序列的发展,3种蒿类的栅栏组织随演替时间的推移呈现出全栅型-环栅型-过渡型的趋势,叶片解剖结构说明越靠近演替前期的蒿类对干旱的适应性越强。此外,3种蒿类的栅栏组织排列都很紧密,表皮细胞排列不规则,且具有表皮毛和腺毛等旱生适应结构;在猪毛蒿和茭蒿中还发现了特化的气腔结构。这些特征均能说明这些蒿类植物具有很好的抗旱适应性,作为环境改造的先锋物种,它们在当地的自然植被恢复演替中起着积极的正向推动作用。     

子午岭林区北部近50年植被的变化发展

子午岭林区的北部,地貌上具有黄土陵沟壑的特点。该区植被的演替序列为;从弃耕地先锋群落开始,经草本,灌木群落时期到早期森林群落山杨IPopulus davidiana)林或白桦（Betula platyphylla)林、侧柏（Platycladus orientalis)林等。进而到后期森林群落辽东栎（Quercus liaotungensis)林或油松（Pinus tabulaeformis)林。的50年来,油松林和侧柏林已经或正完成向辽东栎林方向的发展,山杨林、白桦林和侧柏林为该区演替系列中的过渡时期,气候性的演替顶极为辽东栎林,油松林为亚顶极,同时该区还表现出整体向前发展的趋势,这明显体现在原来林区大部分为山杨林,而现在辽东栎林已取代山杨林成为主要林分,只有阳坡下部基岩露出的陡壁上的侧柏林仍无向前发展的征象,为该区的一种局部土壤性演替顶极,阴坡,半阴坡从草本群落到顶极的演替全过程需要约150a,阳坡,半阳坡从草本群落演替到顶极但不包含油松林阶段（目前尚缺少这一阶段）需要150a左右,梁顶部位的演替速度与阴坡,半阴坡大致相近,从植被的类型,分布和演替来看,该区在植被区划上应属于暖温带北部落叶栎林亚地带。     

坡向和坡位对四川夹金山灌丛群落结构与物种多样性特征的影响

研究不同坡向、坡位夹金山灌丛群落结构和物种多样性特征。结果表明: 在 24 个样地中,共有维管植物 186 种,隶属于 50 科 127 属。其中,灌木层有 32 种,隶属于 14 科 22 属,阴坡下坡位物种数最多;草本层有 154 种,隶属于 43 科 109 属,阴坡物种数最少。灌木层的平均高度表现为阳坡>半阳坡>阴坡,平均密度则相反;草本层平均高度表现为阴坡>半阳坡>阳坡,平均密度无显著变化。坡位仅对阳坡草本层平均高度有显著影响,灌木层物种多样性在阴坡较高,草本层物种多样性在阳坡下坡位和阴坡中坡位较高。坡向对灌木层和草本层 Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、物种丰富度指数、Pielou均匀度指数影响显著(除草本层 Simpson 指数),坡位对灌木层和草本层物种多样性指数均无显著影响,坡向和坡位的交互作用对草本层物种多样性的影响大于灌木层。冗余分析(RDA)表明,物种多样性不仅与坡向正弦值、坡向余弦值相关,也与群落结构特征相关性较大。     

昆嵛山老杨坟阳坡与阴坡半天然植被植物群落生态学特性的初步研究

本文对昆嵛山老杨坟阳坡与阴坡半天然植被植物群落的上层（乔木层）和下层（灌木层）的物种优势度、多样性指数、群落的均匀度、相似性指数以及群落的最小面积进行了分析。昆嵛山老杨坟半天然植物群落上层的最小面积应为３００ｍ２,下层应为２２５ｍ２。阳坡与阴坡植物群落的上层和下层优势种的分布格局存在一定差异;乔木层的物种多样性指数,阴坡大于阳坡,灌木层阳坡大于阴坡,但二者的差异水平不显著;两群落乔木层的均匀度指数存在显著差异。阳坡与阴坡植物群落乔木层的相似性指数低于灌木层,并且以相对盖度和相对优势度（相对重要值）为基础统计所得到的群落相似性指数更好地反映了群落间乔木层在结构和功能上的差异。     

延河流域森林草原区不同植物功能型适应策略及功能型物种数量随退耕年限的变化

不同退耕年限退耕地的环境差异以及不同生物间的相互作用导致各阶段植物功能型物种数量不同。研究退耕地植被自然恢复过程中不同植物功能型适应策略及功能型物种数量随退耕年限的变化,对于理解植物对环境的响应机制及植物的适应策略具有重要意义。采用空间序列代替时间序列的方法,以延河流域森林草原区不同退耕年限、自然恢复的植物群落为研究对象,调查了不同退耕年限的植物群落33个,共44种植物,涉及16个科35个属,分别测定了每个物种的叶厚度、比叶面积、叶组织密度、叶片氮含量、比根长、根组织密度、细根氮含量等7项能够反映植物生存对策且易于测量的功能性状。依据这7项植物功能性状,采用数量分类方法将全部物种划分为3个功能型。结果表明:(1)根据C-S-R理论,功能型Ⅰ植物用于防御的投资较多,生长速率处于中间水平,偏向于"胁迫-干扰型",功能型Ⅱ植物能够通过维持体内的养分平衡的方式对抗资源贫瘠或干旱的环境,偏向于"胁迫-竞争型"对策,而功能型Ⅲ植物吸收大量的营养和资源用于生长,偏向于"竞争型";(2)功能型Ⅰ在整个植被恢复时间序列中占据优势地位(61%—80%),并呈增加趋势,功能型Ⅱ则由恢复初期的25%降低为恢复后期的15%,功能型Ⅲ从恢复初期的14%降低到恢复后期的5%。同时,在功能型Ⅰ内部,优势物种也发生着相应的相互替代。虽然土壤养分含量整体上随着植被自然恢复时间的延长而呈上升趋势,但是植物的生存环境并未改善到不存在干扰与胁迫的程度。因此,在植被恢复初期的四、五十年内,"胁迫-干扰型"策略的植物占据着绝对优势。随着植被恢复时间的延长,能够高效利用资源且抗胁迫能力强的物种代替了以快速生长和传播为适应策略的物种。     

沈阳市区植物区系与植被类型的研究

探讨了沈阳市区植物区系特点和城市植被类型的分类及其特征,沈阳市处于长白植物区系、蒙古植物区系和华北植物区系交汇地带,植物种类较丰富,约有种子植物98科371属779种,最大科是菊科。共有植物85种,超过20种的科还有莎草科、蔷薇科、豆科、蓼科、唇形科、百合科及毛茛科等,这些科共有植物384种,占沈阳市区种子植物总数的49．3％。此区系有23个地理成分类型,其中以温带性质占优势。占沈阳市区地理成分的89．3％,根据植被发生和功能以及建群种的作用,将沈阳市区城市植被划分三大植被类14个植被组和57个植被型,并对3个植被类中的典型代表性类型进行了群落(种群)的组成、结构、动态和功能分析。     

山西植物功能型划分及其空间格局

随着全球气候变化的加剧,作为沟通陆地生态系统与气候变化的桥梁,植物功能型(Plant Functional Types,PFTs)越来越受到生态学家的关注。PFTs不仅是简化生态系统复杂性的有效工具,而且可将植物的生理生态过程、生物物理特征及物候变化等引入到动态植被模型中,研究气候变化下的植被反应及其反馈机制。为了在区域尺度上研究气候变化和植被反应,基于"生态-外貌"原则,依据植物特征(如生长型、叶的性状)及其对水分、温度的需求,结合区域的气候与地理条件,对山西植被进行植物功能型的划分,并在此基础上对其空间格局进行分析。结果表明:(1)山西植被可划分为19类植物功能型(其中包括4类栽培作物功能型),分别是:寒温性常绿针叶林、温性常绿针叶林、寒温性落叶针叶林、温性落叶阔叶林、高寒落叶灌丛、温性落叶灌丛、多年生禾草草原、多年生禾草草丛、多年生禾草草甸、多年生莎草草甸、多年生杂类草草原、多年生杂类草草丛、多年生杂类草草甸。1年生杂类草草甸、多年生豆科草原、果树、一年一熟栽培作物、一年二熟栽培作物和二年三熟栽培作物。植物功能型的划分和分布与山西植被区划有较好的一致性,基本反映了植物固有特征及其对水热条件的需求。(2)农作物在山西占有较大比重,占植被类型面积的53.15%,森林类型以温性常绿针叶林和温性落叶阔叶林为主,灌丛类型以温性落叶灌丛为主,草本类型中多年生禾草草丛占较大比例,占草本类型面积的50.98%。(3)由于水热条件及地理条件的差异,植物功能型(不考虑栽培作物)在各区域表现出较大差异,如多年生杂类草草原主要分布于北部地区,在南部并不存在这种植物功能型;森林类型的功能型主要分布于中、南部地区,且结构复杂、类型多样。(4)除栽培作物表现出较好的整体性和连通性,其他植物功能型均表现出不同程度的破碎化和离散化。(5)山西植物功能型整体上表现出较高的多样性,其中中部地区比其他地区的多样性和破碎化程度高,斑块类型更加趋向于离散的小斑块状,北部地区则以一年一熟栽培作物占明显优势,表现出较强的优势度,而南部地区并没有表现出很强的破碎度或优势度。     

纸坊沟流域植被恢复区灌木林昆虫群落时间结构及动态

通过对纸房沟流域不同植被恢复区昆虫进行调查,结果表明:昆虫种类数以天然灌木林最高,混交林次之,单纯林分较低,个体数量以柠条林昆虫数量最高,其次为混交林和沙棘林,天然灌木林变化幅度最小。各植被昆虫种类和数量季节变化符合y=ax3 bx2 cx d函数变化规律。从特征指数来分析:昆虫群落多样性指数5～9月份大小次序均为天然灌木林>混交林>单纯林分,均匀度以单纯林和混交林的昆虫群落变化幅度较大,天然灌木林变化幅度最小。群落的优势度与均匀度值的变化呈相反趋势。主分量分析表明:植物类型不同的昆虫群落,其主导因素和时间格局不同,且结构越复杂,主导因素和时间格局越明显;相反,则主导因素和时间格局分化不明显;通过排序植食性昆虫、捕食性昆虫、寄生性昆虫在各植被昆虫群落变化的不同时期占主导因素。     

植物功能性状与环境和生态系统功能

植物性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系起来(所谓的“植物功能性状”)。该文介绍了植物功能性状的分类体系,综述了国内外植物功能性状与气候(包括气温、降水、光照)、地理空间变异(包括地形地貌、生态梯度、海拔)、营养、干扰(包括火灾、放牧、生物入侵、土地利用)等环境因素,以及与生态系统功能之间关系的研究进展,探讨了全球变化(气候变化和CO₂浓度升高)对个体和群落植物功能性状的影响。植物功能性状的研究已经取得很多成果,并应用于全球变化、古植被恢复和古气候定量重建、环境监测与评价、生态保护和恢复等研究中,但大尺度、多生境因子下的植物功能性状研究仍有待于加强,同时需要改进性状的测量手段;我国的植物功能性状研究还需要更加明朗化和系统化。     

雅砻江和大渡河干旱河谷植被物种多样性比较:气候、地形与空间的影响

干旱河谷植被是我国西南横断山区的一类特殊的隐域性生态系统, 影响不同河谷之间植物群落差异的因素与作用大小尚不清楚。本研究调查了四川省雅砻江和大渡河流域干旱河谷段植被组成, 并比较了两个地区在植物多样性上的差别。结果表明: (1)影响两个地区植被类型的主要因素不同, 雅砻江干旱河谷植被主要受海拔和地形(坡度和坡向)影响, 大渡河干旱河谷植被主要受年平均降水量影响。(2)雅砻江和大渡河干旱河谷植物物种丰富度均随着年均温升高而降低。(3)坡向由北至南, 雅砻江干旱河谷灌木、草本物种丰富度减小, 而大渡河干旱河谷灌木、草本丰富度增加。(4)坡度越大, 雅砻江和大渡河干旱河谷灌木的丰富度越高。(5)雅砻江、大渡河干旱河谷植物β多样性受环境距离影响大, 受地理距离影响小。两条江植被间地理隔离效应约为地理距离产生差异的5倍。本研究弥补了干旱河谷研究中对于雅砻江和大渡河干旱河谷植物多样性研究的空白, 为相关区域植被保护提供了参考信息, 同时还为定量估计地理隔离效应对区域间生物多样性差异的影响提供了可行方法。     

Plant phenols contents and their changes with nitrogen availability in peatlands of northeastern China

气候变暖和大气氮沉降增加会改变北方泥炭地的养分状态,从而影响其植被的物种组成和固碳功能。酚类物质是植物用于 防御植食性动物和适应环境的次生代谢产物,由于其具有抗分解的特性,在调节泥炭地碳动态方面也起着重要的作用。然而,北方 泥炭地不同功能型植物的酚含量及其如何随氮有效性变化尚不清楚。本论文通过测定中国东北大兴安岭地区18个泥炭地共11 种植物的叶片总酚含量(Total Phenols Contents, TPC),研究了它们随叶片氮、磷含量的变化关系,并探讨了其潜在机制。结果表明,灌木叶片TPC高于草本植物,说明生长较快且无菌根的草本植物比生长较慢且具有菌根的灌木对防御的碳投入较少。灌木叶片TPC随叶片氮含量增 加而降低,表明其防御碳投入随氮有效性增加而减少。相反,草本植物叶片TPC随氮含量增加而增加,随磷含量增加而减少,由于草本植物相对于灌木具有较强的氮限制和较弱的磷限制,草本植物防御碳投入可能随养分有效性增加而增加。我们的结果表明,泥炭地在氮有效性随气候变暖和氮沉降增加而增加的背景下,灌木将投入相对较多的碳用于生长而非防御,而草本植物则与之相反。这些发现将有助于对北方泥炭地灌木入侵及其资源竞争机制的理解。     

Functional and performance comparisons of invasive Hieracium lepidulum and co‐occurring species in New Zealand

Abstract One of the key environmental factors affecting plant species abundance, including that of invasive exotics, is nutrient resource availability. Plant functional response to nutrient availability, and what this tells us about plant interactions with associated species, may therefore give us clues about underlying processes related to plant abundance and invasion. Patterns of abundance of Hieracium lepidulum, a European herbaceous invader of subalpine New Zealand, appear to be related to soil fertility/nutrient availability, however, abundance may be influenced by other factors including disturbance. In this study we compare H. lepidulum and field co‐occurring species for growth performance across artificial nutrient concentration gradients, for relative competitiveness and for response to disturbance, to construct a functional profile of the species. Hieracium lepidulum was found to be significantly different in its functional response to nutrient concentration gradients. Hieracium lepidulum had high relative growth rate, high yield and root plasticity in response to nutrient concentration dilution, relatively low absolute yield, low competitive yield and a positive response to clipping disturbance relative to other species. Based on overall functional response to nutrient concentration gradients, compared with other species found at the same field sites, we hypothesize that H. lepidulum invasion is not related to competitive domination. Relatively low tolerance of nutrient dilution leads us to predict that H. lepidulum is likely to be restricted from invading low fertility sites, including sites within alpine vegetation or where intact high biomass plant communities are found. Positive response to clipping disturbance and relatively high nutrient requirement, despite poor competitive performance, leads us to predict that H. lepidulum may respond to selective grazing disturbance of associated vegetation. These results are discussed in relation to published observations of H. lepidulum in New Zealand and possible tests for the hypotheses raised here.     

Assessing the generality of global leaf trait relationships

Global-scale quantification of relationships between plant traits gives insight into the evolution of the world's vegetation, and is crucial for parameterizing vegetation-climate models. A database was compiled, comprising data for hundreds to thousands of species for the core 'leaf economics' traits leaf lifespan, leaf mass per area, photosynthetic capacity, dark respiration, and leaf nitrogen and phosphorus concentrations, as well as leaf potassium, photosynthetic N-use efficiency (PNUE), and leaf N : P ratio. While mean trait values differed between plant functional types, the range found within groups was often larger than differences among them. Future vegetation-climate models could incorporate this knowledge. The core leaf traits were intercorrelated, both globally and within plant functional types, forming a 'leaf economics spectrum'. While these relationships are very general, they are not universal, as significant heterogeneity exists between relationships fitted to individual sites. Much, but not all, heterogeneity can be explained by variation in sample size alone. PNUE can also be considered as part of this trait spectrum, whereas leaf K and N : P ratios are only loosely related.