青藏高原高寒草地植物多样性调查方法的比较

为比较高寒草地植物多样性各类调查方法的实际效果,提高高寒草地植物多样性研究结果的效率及准确性,本文以青藏高原地区的3种主要草地类型——高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草地为研究对象,分别采用同心圆样线-样方法、Daubenmire样线法、大样方-样线法和改进的巢式样方法进行植物多样性调查,分析比较不同调查方法对3类高寒草地植物多样性的监测效果和成本效率,以期筛选出准确性较高、成本较低的调查方法。结果表明:(1)物种数-调查时间关系的拟合曲线显示,随着研究样地物种数的增多,4种方法间完成样地植物多样性调查所耗时间的差异变大;(2)在物种丰富度相对较高的高寒草甸和高寒草原上,改进的巢式样方法监测到的物种丰富度最高,但该方法所耗工时最长,相对而言同心圆样线-样方法最经济有效;(3)在物种丰富度相对较低的高寒荒漠上,4种方法监测的物种多样性准确度和调查所需的工时相差不大。但是,考虑方法简便性,大样方-样线法为最佳。     

西藏高原金露梅灌丛草甸物种丰富度和生物量取样方法探讨

高寒灌丛草甸地上生物量以及物种丰富度监测方法的研究,是了解高寒灌丛草甸生态系统结构和功能对气候变化以及人类活动干扰响应与适应的前提。本文采用标准木法、样方法、样线法和巢式样方法分别对高寒灌丛草甸的灌丛及丛间草甸的地上生物量和物种丰富度监测进行了比较。结果表明,金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛间高寒草甸的最小取样面积为1 m2,最少取样样方数应不少于10个。建议:如果同时监测地上生物量和物种丰富度则可采用12个1 m2样方。为了提高工作效率和减少对金露梅灌丛的破坏,本研究采用标准木法对金露梅灌丛地上生物量进行监测,随机测量17株灌丛的冠幅和高度作为灌丛生物量模型的自变量,然后通过模型y=740.46x1.08(R2=0.89,P0.001,y为地上生物量,x为冠幅和高度之积)来计算灌丛的生物量,结果表明该方法可以较好地预测该灌丛地上生物量,也能够提高野外调查的效率。     

新疆阿勒泰地区草地类型及植物多样性的研究

基于33个样地、99个样方的野外调查资料,分析了新疆阿勒泰地区草地群落的植物物种多样性特征。结果表明：草地群落间的植物物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数差异显著,丰富度由山地草原、经山地草甸、荒漠草原、草甸化草原、平原荒漠、高寒草甸到山地荒漠依次下降,均匀度指数由山地草原,经草甸化草原、荒漠草原、平原荒漠、山地草甸、高寒草甸,到山地荒漠依次下降,多样性指数从山地草原,经草甸化草原、荒漠草原、山地草甸、平原荒漠、高寒草甸,到山地荒漠呈下降趋势。在群落多样性梯度上,物种丰富度对多样性的贡献率要比均匀度的贡献率小。草地群落的物种丰富度、均匀度和多样性指数随海拔升高均表现为先上升,后下降,峰值出现在1800～2000m的山地草原,且变化趋势一致。     

围封与放牧对青藏高原草地生物量与功能群结构的影响

以青藏高原高寒草甸、高寒草原、温性荒漠草原的退化草地为基础,比较了5年围封样地与放牧样地的生物量和群落结构。结果表明:(1)围封后3类草地地上总生物量较放牧样地分别显著增加了48.1%、10.8%、34.5%;地下生物量对围封的响应与地上总生物量一致,且围封后高寒草原0~10cm土层根系生物量比例较放牧地显著下降。(2)围封显著降低了高寒草甸的根冠比,高寒草原和温性荒漠草原无显著变化。(3)与放牧地相比,围封显著增加了高寒草甸和高寒草原禾本科植物的生物量比例,高寒草甸杂类草显著降低,温性荒漠草原功能群生物量比例无显著差异。     

青藏高原高寒草地植物物种丰富度及其与环境因子和生物量的关系

在青藏高原进行了大范围的群落调查 ,研究高原的两种主要草地群落类型———高寒草甸和高寒草原的植物物种丰富度及其变化。结果表明 :(1)在 5 0个样地 2 5 0个 1m× 1m的样方中 ,共出现 2 6 7种植物 ,其中高寒草甸179种 ,高寒草原 135种。在高寒草甸 ,1m2 样方内物种数最多为 32种 ,最少的仅为 3种 ;在高寒草原 ,物种数最多为 18种 /m2 ,最少的仅为 2种 /m2 。 (2 )物种丰富度随经度和纬度的增加呈增加趋势 ;随海拔的上升呈减少趋势。对物种丰富度与环境因子之间进行逐步回归 ,发现物种丰富度与生长季降水和温暖指数呈显著正相关。 (3)物种丰富度与地上生物量呈显著正相关。     

乌鲁木齐市不同生境繁殖期的鸟类群落多样性及功能集团分析

2016—2019年对乌鲁木齐市7种生境(高寒草甸、针叶林-灌丛、草原、农田、荒漠、湿地和城市公园)的繁殖期鸟类进行实地调查。共记录鸟类178种,隶属19目45科,其中雀形目Passeriformes最具代表性,共86种(占48.3%);居留型以夏候鸟和留鸟为主,共153种(占86.0%);分布型以古北型为主,共82种(占46.1%);珍稀濒危和重点保护物种共33种(占18.5%)。鸟类群落物种数及个体数最多的为湿地生境,荒漠、针叶林-灌丛生境次之,各生境物种数(H=30.628,P0.001)存在显著性差异。湿地生境鸟类的Shannon-Wiener多样性指数最高,高寒草甸生境的最低;草原生境的Pielou均匀度指数最高,高寒草甸生境的最低;高寒草甸生境的Simpson优势度指数最高,草原生境的最低;针叶林-灌丛生境的物种丰富度指数最高,荒漠生境的最低。草原与针叶林-灌丛生境之间的Sorensen相似性系数最高(0.59),高寒草甸与荒漠之间的最低(0)。湿地生境鸟类群落的捕食集团以食虫性为主,其他生境以杂食性为主。湿地生境中鸟类营地面巢的居多,高寒草甸生境中鸟类营洞巢的居多,其他生境中鸟类营编织巢的居多。上述结果表明,乌鲁木齐市周围的湿地生境应该得到优先保护。     

城市植被调查的取样面积推算与遗漏植物曲线

种—面积关系常用于确定自然植被调查的取样面积, 但其在城市植被中的应用依然少见报道。基于重庆市3个行政区共54个样地, 采用巢式样方法和随机样方法同时调查样地所有植物, 揭示城市植物种—面积关系, 分析城市植物调查的取样面积推算方法, 并通过遗漏曲线揭示两种调查方法遗漏植物的规律。研究结果表明: 巢式样方法下, 种—面积曲线符合Logistic函数和Allometrica1函数的变化规律(R2>0.90), 相关公式可用于推算最小取样面积, 且取样精度越高则所需最小取样面积增加量越大。公园及居住区绿地, 调查到植物种数的比例从60%逐渐增加到90%时, 所需最小取样面积的平均值从17.7 m2逐渐增加到162.0 m2。在巢式样方法下, 取样面积从100 m2增加到625 m2, 公园和居住区绿地中遗漏的植物(未被调查到的植物), 种数比例分别从15.17%和13.98%降低至1.42%和0.42%。目前城市植物调查中常用的100 m2样方面积下, 公园和居住区中遗漏的物种中, 分别有78.1%和81.8%为频率3.7%的低频物种。公园和居住区绿地中, 遗漏植物的频率—种数关系均符合Hyperb1函数曲线(R2>0.95)。草本植物调查中常用的随机样方法(3个1 m × 1 m样方), 遗漏草本植物的种数平均为公园草本植物的41.44%、居住区草本植物的49.58%, 其中A级频率物种分别占公园及居住区的93.48%和93.22%。随机样方法下, 公园和居住区绿地遗漏草本植物的频率—种数关系符合Logistic函数曲线(R2>0.94)。研究结果和方法可为城市植物多样性调查取样方法的确定和评价提供一定的理论参考。     

中国北方草地植物群落季节生长格局模拟

中国北方草地横跨干旱、半干旱及亚湿润干旱气候区,水分是限制中国北方草地植物群落生产力的主要气候因子.采用基于水分平衡过程的、简单的植物群落模型,利用460个气象站40年气象数据的月平均值,模拟中国北方7种草地类型的季节及年生长、叶片投影盖度(FPC)、蒸发系数(k)及净第一性生产力(NPP).野外观测数据对模型的验证显示模拟结果与观测值相符较好.温性草地自东向西,青藏高原自东南向西北,植物群落的k、NPP与FPC呈递减趋势,显示了中国温性草地自东向西,青藏高原自东南向西北逐渐干旱的水分梯度;其中高寒草甸的3个模拟参数值均最高,高寒草原FPC次于高寒草甸,而NPP却与温性典型草原相近,温性典型荒漠的3个参数最低.高寒草甸、高寒草原、温性草甸草原、温性典型草原、温性荒漠草原、温性草原化荒漠和温性典型荒漠等7种类型草地的畜群承载力约为每公顷5.2、2.3、3.6、2.1、1.0、0.6和0.2只羊单位,区域最适恢复植被盖度分别以93%、79% 、56%、50%、44%、38%和37%为宜.     

宁夏典型温性天然草地固碳特征

本文研究了宁夏草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原4种温性典型天然草地生态系统碳储量及其构成特征。结果表明: 草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原植被总生物量分别为1178.91、481.22、292.80和209.09 g·m^-2。其中,地下根系生物量是构成草甸草原和温性草原植被总生物量的主体,分别占总生物量的73.1%和56.6%;地上植被生物量是构成草原化荒漠和荒漠草原植被总生物量的主体,分别占总生物量的50.3%和47.6%;枯落物生物量占比较低,分别仅为8.5%、8.0%、6.4%和16.2%。草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原4种天然草地生态系统碳储量分别为13.90、5.94、2.69和2.37 kg·m^-2,其中植被碳储量分别为470.26、192.23、117.17、83.36 g·m^-2,0～40 cm土层土壤有机碳储量分别为13.43、5.75、2.58和2.29 kg·m^-2,土壤有机碳储量是构成宁夏典型天然草地碳储量的主体,分别占到了生态系统碳储量的96.6%、96.8%、95.6%和96.5%。4种草地类型植被总生物量、植被碳储量、土壤有机碳储量和生态系统碳储量均表现为:草甸草原＞温性草原＞草原化荒漠＞荒漠草原。     

不同类型高寒草地群落结构与生产对施氮的响应及其敏感性

大气氮沉降增加被认为是目前重要的环境问题,会引起生物多样性的丧失和生态系统稳定性的降低。但作为草地改良的管理措施,养分添加被广泛应用于退化草地的恢复。但由于不同类型草地所处气候与群落组成的差异,对氮输入的响应可能不同。通过在藏北高原高寒草甸与高寒草甸草原设定长期氮添加梯度试验(对照, 25, 50, 100, 200 kg N hm~(-2) a~(-1)),来探讨氮输入对生物多样性与生产的影响,并估算不同类型高寒草地的氮饱和阈值。施氮对高寒草甸物种多样性指数无影响,而随着施氮量的提高高寒草甸草原植物物种数和多样性指数均逐渐降低。开始施肥前两年,随着施氮量提高高寒草甸地上生物量呈现逐渐增加趋势,随着施肥时间的延长地上生物量呈现先增加后降低的趋势。在高寒草甸草原随着施氮量提高地上生物量均呈现先增加后降低的趋势。随着施氮量提高,开始施氮前三年高寒草甸禾草植物地上生物量逐渐提高;随着施氮时间的延长,禾草和豆科植物地上生物量呈现先增加后降低的趋势。高寒草甸莎草植物地上生物量由施氮开始时的逐渐增加转变为先增加后降低趋势,最后变为逐渐降低的趋势,这说明施氮不利于莎草植物的生长。施氮只在施肥第四年显著提高杂草植物地上生物量。高寒草甸草原呈现不同的规律,开始施氮前三年随着施氮量提高,禾草植物地上生物量呈现先增加后降低的趋势;随着施氮时间的延长,禾草地上生物量逐渐提高。莎草和杂草植物地上生物量呈现先增加后降低趋势。利用对氮输入响应最敏感的植物功能群禾草生物量估算的高寒草甸和高寒草甸草原的氮饱和阈值分别是109.5、125.8 kg N hm~(-2) a~(-1),这说明高寒草甸氮敏感性显著高于高寒草甸草原。由此可见,未来氮沉降增加会对不同类型高寒草地产生不同的影响,在不同类型高寒草地进行施肥恢复时也应将氮饱和阈值的差异考虑在内。     

东北地区阔叶红松林的群落结构及其物种多样性比较

利用在长白山、小兴安岭、张广才岭设置的 9个样方的调查资料 ,对我国东北地区阔叶红松林的群落结构及其物种多样性进行了对比分析。结果表明 ,在 9个样方共记录到物种 137种 ,隶属于 5 3科 98属。利用TWINSPAN将 9个样方分为 3组 4个类型 ;同时 ,TWINSPAN还将 2 7个乔木种划分为 7个群落类型。不同样方的群落结构指标相差较大 ,这与群落所处的环境、地理位置以及年龄有关。平均胸径与立木密度之间呈幂函数关系 ,后者随前者增加而递减。群落结构特征之间存在显著的关系 ,但与物种丰富度的关系不显著。对于多样性(H′)和均匀度 (E)来说 ,一般有草本层 >灌木层 >乔木层的趋势 ;而在各自的取样面积内 ,物种丰富度 (S)差异不大。对所有调查区域内的植物而言 ,长白山的阔叶红松林在三地中拥有最高的丰富度 ,并且这主要来源于草本层和灌木层的贡献 ,乔木层的丰富度在三地并没有明显差异。     

小兴安岭阔叶红松林木本植物种-面积关系

种-面积关系研究是了解植物群落结构的重要途径,是群落生态学的基本问题。不同的研究方法对种-面积关系影响很大。利用黑龙江省小兴安岭两个10.4 hm2样地和5个1.0 hm2样地的调查数据,采用移动窗口法确定各样地的最小取样面积,避免了巢式取样法及随机样方法的不足。并采用4种种-面积关系模型进行拟合,评价各关系模型的适合度。在此基础上,基于最小面积进行模拟随机取样,探讨取样大小对物种数估计精度的影响。研究结果表明:由于拟合曲线模型的适用性及曲线外推可靠性问题的存在,采用拟合曲线的方法所估计的最小面积与实际值偏差较大。实际调查得到的各样地最小面积40 m×40 m—45 m×45 m,说明小兴安岭地区阔叶红松林群落所需的最小面积基本一致,但各样地群落结构的差异却在对取样数量的要求上体现出来。其中丰林与大亮子河样地物种数分布相对均匀,所需最小样方数量较少;而方正与胜山样地物种数分布异质性较大,差异的机理还有待于进一步研究。     

太白山几类植物群落灌木及草本层的最小取样面积研究

采用2条非饱和与2条饱和曲线方程对太白山7种类型植物群落(Ⅰ.锐齿栎林、Ⅱ.铁橡树林、Ⅲ.红桦林、Ⅳ.巴山冷杉-牛皮桦林、Ⅴ.巴山冷杉林、Ⅵ.太白红杉林和Ⅶ.头花杜鹃-大毛状薹草灌草丛)灌木及草本层拟合的种-面积曲线,计算研究精度要求分别为60%、70%、80%、90%时各群落各层的最小取样面积,并进行分析比较.结果表明,不同群落灌木及草本层最小取样面积均随研究精度增高而增大,群落Ⅰ~Ⅶ灌木层的取样面积分别为96、35、73、63、75、1701、8 m2时,草本层为91、91、57、59、71、657、m2时,可满足精度80%以下的研究要求;灌木层的取样面积为163、62、122、104、120、296、35 m2时,草本层为150、151、109、110、126、1192、9 m2时,可满足精度90%的研究要求.方差分析表明,不同群落灌木及草本层最小取样面积存在差异,有些差异达显著水平(P<0.05).因此,在野外调查时应根据研究精度要求和群落类型合理设置最小取样面积.     

Implications from Monitoring Gopher Tortoises at Two Spatial Scales

Conservation biologists need to effectively monitor species given resource limitations and the inherent challenges of assessing long-term demographic processes. We assessed gopher tortoise (Gopherus polyphemus) abundance at a landscape scale and at the scale of 3 local populations within the Conecuh National Forest (CNF), Alabama, USA, between 1991 and 2017. We collected landscape-level data from line transect distance sampling arranged uniformly across the CNF during a single season (2011); we obtained data for local populations from long-term mark-recapture of individuals at 3 sites selected based on prior knowledge of high density at each. At a landscape scale, we estimated 5,242 (95% CI = 3,538–7,768) tortoises occurred across the approximately 34,000-ha forest, yielding a density of 0.14–0.32 tortoises/ha. These low densities across the landscape suggest that, on average, management activities across the property have not allowed tortoise populations to retain the social structure needed for long-term persistence. The 3 local populations, however, contained 25–60 individuals and densities of 1.9–6.9 tortoises/ha. Over the study period, populations at 2 sites were stable and the third experienced significant population growth. Mean annual survival of individuals was 0.89 and invariant across size classes. Overall, line transect distance sampling is important for assessing landscape-scale abundance of tortoises but may fail to detect local clusters of high-density sites important for population persistence. Our mark-recapture efforts at the local scale revealed that small populations on these high-density sites can exhibit long-term stability or growth even though they do not meet current established criteria for viability. Improved models that incorporate immigration and emigration and better reflect the dynamics of peripheral populations would assist in determining how such populations best contribute to species recovery and regional conservation targets. © 2020 The Wildlife Society.     

北京山区河岸带植物群落种-面积关系

种-面积关系是群落生态学的基本问题之一,是了解植物群落结构的重要途径。为摸清北京山区河流河岸带植物群落调查最小样方面积,在北京市怀柔区怀九河河岸带沿线,采用基于河岸带立地条件逐步扩大样地面积的方法布设50个80m长样地,调查计算并拟合不同类型河岸带所需的最小样地面积。研究结果表明:北京市怀柔区怀九河河岸带植物种数255种,隶属于70科185属。通过聚类分析将怀九河河岸带分为自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带、人工岸坡观赏性乔灌草河岸带、人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带和人工岸坡浆砌石河岸带6种类型。根据赤池信息量准则AIC可知自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带和人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带优先选取S=c-ae~(-bA),人工岸坡观赏性乔灌草河岸带优先选取S=aA/(1+bA),人工岸坡浆砌石河岸带优先选取S=c/(1+ae~(-bA))。满足相同比例植物种调查,不同类型河岸带所需最小样地面积存在明显差异,当满足河岸带植物调查80%植物种时,人工岸坡浆砌石河岸带(84m~2)和自然河岸带(217m~2)所需样地面积较小,其次是人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带(362m~2),近自然河岸带(450m~2)和人工岸坡乔灌草河岸带(460m~2)所需样地面积相似,而人工岸坡观赏性乔灌草河岸带所需样地面积最大为571m~2。所得出的河岸带植物调查最小样地面积对于河岸带生物多样性保护和指导河岸带生态修复具有重要意义。     

马尾松-栎类天然混交林群落最小面积确定及方法比较

用种面积曲线和群落系数面积曲线的方法对宜昌梅子垭地区一种主要植物群落类型的最小面积进行了研究。结果表明,对所研究的植被类型,样地布置为 １０ｍ ×１０ｍ 及２０ｍ ×２０ｍ 可满足不同研究精度的要求。群落系统面积曲线和种面积曲线一样,比较直观。虽然取样调查时工作量稍大,但运用群落系数面积曲线的方法可更多地包含种类组成及群落结构随面积而变化的信息,所确定的最小面积也能够真实地反映整个群落种类组成及结构的特征。     

论植物园的活植物收集

对植物园活植物收集评价、引种中的取样方法和迁地保护种群大小等问题进行了论述.对活植物收集的评价包括科学性和代表性,最具有科学意义的是经过调查从野外收集的有完整记录的材料,其次是从植物园等机构 引种的有记录的材料,再次是从各地引种的基本上无记录的材料.根据收集物的代表性可分为具有保护意义的收集和保护性收集.取样技术主要针对保护性收集而言,要求收集样本能涵盖该物种95%以上、频率大于5%的等位基因.活植物收集种群的大小应从科学性和现实性二方面来考虑,对植物园里大量的具有保护意义的收集,其种群大小为乔木10～20株,灌木40～50株,草本100～200株;对于保护性收集则至少为乔木50～100株,灌木200株或更多,草本300～500株以上.另外,对当前植物园活植物收集圃建设的一些重要问题也进行了探讨.     

Population size, weight distribution and food in a persistent population of the rare medicinal leech, Hirudo medicinalis

1. It is important for species recovery and conservation management projects to know the minimum viable population size for rare and endangered species, such as the medicinal leech, Hirudo medicinalis. Therefore, using a catch‐removal method, this study estimated every two years (1986, 1988, 1990, 1992) the total number of medicinal leeches in a tarn in the English Lake District, and the number of mature adults in the population. 2. Four samples were taken each year in June and July, when water temperatures exceeded 20 °C. Population size was estimated both by maximum likelihood and regression methods. All leeches were weighed alive and size groups were separated by polymodal frequency analysis. A small sample of the blood meal in each leech gut was taken before the leeches were returned to the tarn, and was used to estimate the proportion of mammalian and non‐mammalian blood in the meals. 3. Both methods of estimation produced similar values, increasing confidence in the population estimates. Values for the total population in June and July varied among years from 248 to 288, the maximum value being only 16% higher than the minimum. Values for the number of mature leeches varied from 48 to 58 (19–20% of the total population), and this was an estimate of the effective population size. 4. There were four size groups. The largest mature leeches (live weight >5 g) in group IV formed only 1% of the population, and the smallest (0.02–0.5 g) in group I 14–17%. Most leeches were in two overlapping groups of immature (64–67% of population) and mature (18%) leeches with size ranges of 0.4–3.4 g and 2.5–5 g respectively. The percentage of leeches in each size group was very consistent among years. Blood meals were found in 38–44% of the leeches in group I, 45–50% in group II, 70–75% in group III, and 100% in group IV, but mammalian blood was present only in larger mature leeches (>3.5 g). 5. Medicinal leeches were first detected in the tarn in 1980 and are still present in 2007, so the population has persisted for at least 27 years. Compared with minimum viable population sizes for other species, including many endangered species, values for this medicinal leech population are extremely low, but may be typical of some rare freshwater invertebrates in isolated habitats.     

海南石梅湾青皮林最小取样面积与物种多样性研究

石梅湾海岸青皮(Vatica hainanensis)林是海南独特的雨林群落之一。本文选用8种“种-面积渐近线”对该群落的最小取样面积进行了拟合研究。结果表明,其中5条曲线的R^2大于0．97,拟合状况很好,但所得出的最小取样面积各不相同。进一步经过“重要值-面积曲线”的群落特征分析,确认群落的最小取样面积只有800m^2。石梅湾青皮林最小取样面积比海南其他类型雨林、滇南热带雨林、东南亚热带雨林以及非洲雨林都要小。通过对1000m^2样地的物种多样性分析,结果表明：在垂直结构上,石梅湾青皮林B层乔木的Gleason指数大于A层乔木,和海南山地雨林的情况不同。海岸青皮林为物种多样性不高的单优林,群落的物种多样性、均匀度远小于海南其他类型的山地雨林与混合青皮林;在海岸青皮林群落内,青皮的相对密度、相对优势度、重要值大大高于其他物种。此研究表明：海南热带雨林同样存在物种多样性不高、单优特征显著的顶极群落;海南海岸青皮林是迄今为止热带雨林取样面积最小的森林类型。