草原沙化与恢复中昆虫群落组成、营养结构及多样性变化研究

为了探讨草原沙化和人工固沙区植被恢复演替过程中昆虫群落组成、营养结构、多样性及稳定性的变化,在宁夏沙坡头自然保护区,利用随机和定点抽样法对上述二过程中不同地段的昆虫进行了调查。结果表明,随着沙化程度的增加和人工固沙区植被演替时间的延长,昆虫群落组成的复杂化和多样性呈现为负向和正向增加的变化趋势,但表现在群落组成结构、演替时间与方向上并不完全一致。随着沙化程度的加重,群落中天敌昆虫比率明显下降,在两个演替过程中,昆虫群落稳定性表现出下降趋势,但群落优势种的组成和不稳定机制明显不同。     

桂西北喀斯特地区不同退化程度植被群落物种组成及多样性特征

世界范围内,很多自然生态系统均在不同程度上受到了损害,喀斯特脆弱生态系统的退化是一个复合过程,喀斯特地区不同退化程度植被群落特征有何差异有待研究。该文采用样方法进行全面的调查,研究了桂西北喀斯特地区5个退化程度植被群落的物种组成、群落结构特征和物种多样性。结果表明:(1)不同退化程度群落物种组成和生活型组成有较大差异,潜在退化群落科属种丰富度最高,沿着退化程度递增的梯度,群落乔木树种逐渐减少至消失,灌木比例呈先增后减的趋势,草本比例逐渐增加。(2)调查到维管束植物218种,隶属于86科168属;以大戟科、楝科、蔷薇科、马鞭草科、禾本科和肾蕨科植物为主;退化过程中,优势种的重要值逐渐降低,其在群落内的支配地位逐渐减弱,伴生种重要值逐渐升高。(3)退化过程中,群落结构趋于简单化,群落木本植物密度、高度和盖度逐渐减少。(4)不同退化程度植被群落乔灌草层物种多样性存在显著性差异,随着退化程度的增加,群落总植被物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数整体呈下降趋势。     

高寒半湿润沙地植物与土壤微生物多样性对植被恢复的响应

为探究植被恢复对高寒半湿润沙化脆弱生态系统的恢复效应,明确植物群落与土壤微生物多样性对恢复的响应,为高寒沙化植被恢复提供科学支撑。以青藏高原东南缘沙化地为对象,通过连续种植老芒麦(Elymus sibiricus)进行植被恢复,分析连续3年恢复后,植物群落物种组成与多样性的变化,土壤微生物群落不同季节数量与多样性的变化,探讨植物与土壤微生物多样性对植被恢复的响应特征。结果表明:老芒麦作为建群种促进植被恢复过程,3年后植物群落物种数量相较对照增加了13种,而物种种类相较对照新增14种,川甘亚菊(Ajania potaninii)从群落中消失,总体表现为短命植物和对水分需求较高的植物种类增加,植物群落物种多样性增加;土壤中微生物群落和微生物数量季节性变化剧烈,在非生长季节后期(4月),土壤细菌含量相较对照组增加了1.2倍(0-15 cm)与1.8倍(15-30 cm),真菌含量相较对照组增加了0.5倍(0-15 cm)和5.1倍(15-30 cm),放线菌相较对照组增加了1.5(0-15 cm)倍和4倍(15-30 cm);土壤微生物多样性显著增加。种植老芒麦恢复高寒半湿润沙化脆弱生态系统,促进了植物群落物种多样性与土壤微生物群落多样性恢复,这将有助于高寒沙化生态系统恢复过程。     

毛乌素沙地植被不同恢复阶段植物群落物种多样性、功能多样性和系统发育多样性

进入21世纪以来, 中国荒漠化恢复取得显著成效, 荒漠化、沙化土地面积持续减少, 植被覆盖度大幅提升, 但关于植被恢复过程中生物多样性如何变化的研究不足, 这制约着对荒漠化恢复成效的全面评估。本文基于群落调查和叶功能性状(叶片厚度、叶片干物质含量、比叶面积和叶片密度)的测定, 分析了毛乌素沙地不同恢复阶段(半固定沙地、固定沙地、结皮覆盖沙地和草本植物覆盖沙地)的植物群落物种多样性、功能多样性和系统发育多样性特征。结果表明: (1)多数叶功能性状的系统发育信号不显著, 表明环境因子对研究区植物功能性状的塑造作用很强。(2)对于α多样性, 结皮覆盖沙地的物种多样性(Shannon-Wiener多样性, H)、物种丰富度(S)、功能丰富度(FRic)及系统发育多样性(PD)指数均显著低于其他恢复阶段, 而其他3个阶段间无显著差异; 这些指数间均显著正相关, 表明物种多样性、功能多样性和系统发育多样性在植被恢复过程中协同变化。(3) β多样性指数随恢复阶段间隔增加而逐渐增大, 表明物种组成、功能属性及系统发育关系随植被恢复持续变化, 且半固定沙地到固定沙地的群落物种组成、功能属性及系统发育关系更替最快, 导致群落间差异最大。(4)固定沙地、结皮覆盖沙地和草本植物覆盖沙地群落系统发育结构均趋向于发散, 表明竞争排斥是群落构建的主要驱动力; 而半固定沙地群落系统发育结构无一致规律, 表明群落构建可能受到生境过滤和竞争排斥的综合作用。研究结果可为植被建设与管理提供参考, 为毛乌素沙地生态保育和生物多样性的保护提供科学依据。     

香港大屿山林木群落结构的比较研究

对不同程度人为干扰条件下(地区建设)香港大屿山林木群落结构(胸围大于0.3m)进行比较研究。结果显示,随干扰强度梯度的增加林木群落的物种多样性减少,即自然生长植被中的林木群落(山坡)多样性 > 轻度人为干扰的林木群落(昂坪)多样性 > 重度人为干扰的林木群落(东涌)多样性。物种组成和优势度等群落结构因子也因人为干扰程度的不同而有所不同。人类活动有意识地给林木群落引进了外来物种成分,并由这些物种组成新的群落,这些外来树种所带来的影响应该从多方面进行考虑研究。     

氮素添加对科尔沁沙质草地物种多样性和生产力的影响

物种多样性和生产力是生态系统结构和功能的重要指标.以科尔沁沙质草地为对象,通过对其进行不同梯度的氮素添加处理,研究氮素添加对沙质草地生态系统物种组成、物种多样性和生产力的影响.结果表明：氮素添加改变了群落物种组成和群落中的优势种,使植被的高度和盖度增加,植被的透光率减小;随着氮素水平的增加,群落中物种丰富度减小,物种多样性降低;不同水平的氮素添加均显著增加了(P<0.01)群落地上生物量;物种丰富度与植被透光率呈线性正相关(P<0.01),与植被盖度呈线性负相关关系(P<0.01),说明长期的氮沉降与人为氮素输入将影响沙地生态系统的物种组成、物种多样性以及生产力.     

若尔盖高原沙化沼泽区植物群落物种组成及其驱动因素

若尔盖高原沼泽区土壤沙化过程中植物群落的变化及其成因机制是亟待解决的区域关键科学问题之一。在若尔盖高原红原县沙化沼泽区,研究了土壤沙化梯度上植物群落种类组成、物种多样性、地上生物量的变化及其与土壤湿度、容重和孔隙度的关系。随着土壤沙化程度增加,群落特征种组替代顺序为华扁穗草(Blysmus sinocompressus)种组→高山嵩草(Kobresia pygmaea)种组→四川嵩草(K.setchwanensi)种组→黑褐穗苔草(Carex atrofusca subsp.minor)种组→粗壮嵩草(Kobresia robusta)种组;植物种数(单位样方物种丰富度和总种数)和地上生物量均表现为单峰变化格局,但植物种数峰值出现在极轻度沙化的高山嵩草群落,地上生物量峰值出现在中度沙化的四川嵩草-黑褐穗苔草群落;β多样性表现为"U"型变化格局,最高值出现在未沙化的华扁穗草群落,最低值出现在极轻度沙化的高山嵩草群落;土壤湿度对植物种多度影响最大,可解释总方差的24.8%,其次为土壤容重,可解释总方差的1.4%;沙化过程中土壤湿度是影响植物群落生态分布和种类构成的关键因素之一,尤其影响群落特征种的多度和分布。粗壮嵩草可考虑作为沙化土地植被恢复的先锋物种。     

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2～5 a,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.     

玛曲高寒草甸沙化过程中群落结构与植物多样性

针对玛曲高寒草甸沙质荒漠化和水土流失日趋严重的问题,采用群落样方调查的方法,研究了潜在、轻度、中度和重度4种典型高寒沙化草甸的植被结构特征和α多样性与β多样性变化规律。结果表明:随着沙化程度的加剧,1)群落植被盖度持续下降(分别为99.216%,80.078%,49.895%,36.398%)、物种数逐渐减少(分别为53,32,14,13)、群落结构趋向简单(重要值大于1的物种分别有28,16,10,8种),典型高寒草甸优势种和伴生种逐渐退出群落,而适应沙质荒漠的物种逐渐占据群落中的优势地位,玛曲高寒草甸生态系统有向高寒沙质荒漠生态系统转化的趋势,群落以青藏苔草+高山早熟禾群落→青藏苔草+防风+高山嵩草群落→高山嵩草+防风+青藏苔草群落→毛穗赖草+藏虫实+青藏苔草+防风群落的方向演替;2)群落丰富度和植物多样性指数均呈下降趋势,差异显著;均匀度指数先增加后减小,在轻度沙化草甸达到最大,但差异不显著;而群落优势度逐渐增加,在中度沙化草甸增加极显著;3)潜在沙化草甸与沙化草甸之间的Whittaker指数差异极显著,中度沙化草甸与重度沙化草甸之间差异显著,而轻度沙化草甸与中度沙化草甸之间差异不显著。4)潜在沙化草甸与3种沙化草甸和轻度沙化草甸与重度沙化草甸之间群落相异性系数较高(0.705—0.937),群落共有度指数较低(0.034—0.173),而重度沙化草甸与中度沙化草甸、轻度沙化草甸与中度沙化草甸之间群落相异性系数相对较低(0.545—0.553),群落共有度指数相对较高(0.293—0.303)。以上分析表明,玛曲高寒草甸在沙化过程中存在轻度沙化和重度沙化两个关键过程,因此对潜在沙化草甸应采取封育、禁牧、轮牧、抚育等科学管护措施,而对沙化草甸应采取草皮移植、补播、施肥等植被快速恢复措施和流沙治理措施进行生态修复,防止草甸沙化的加剧和蔓延。     

锦屏水电站岩土渣场植被恢复的动态特征

植被恢复过程物种多样性的动态特征变化反映了植被的恢复程度。本研究以膨润土-纤维复合的岩土渣场植被恢复技术(CSR工程技术)作为岩土渣场植被恢复的应用背景,以锦屏二级水电站岩土渣场为对象,通过对植被恢复群落的调查和物种多样性分析,研究了岩土渣场人工恢复群落物种多样性动态特征。结果表明:初期选取的植物普遍表现出对环境的适应性,且豆科植物在群落中占据着主要的优势;随时间加长,禾本科、菊科等多年生草本植物逐渐增多,在群落功能维持中占据重要地位;群落动态与多样性关系紧密,随演替进展群落物种组成与物种多样性增加,群落生态优势度下降,而均匀度增加,群落渐趋稳定。     

科尔沁沙地封育恢复过程中植物群落特征变化及影响因素

封育是退化沙地植被恢复与生态重建的重要措施, 理解长期处于封育状态下不同类型沙地植物群落特征变化及其影响因素有利于沙地植被恢复和生态重建。该文基于对科尔沁沙地长期封育的流动沙丘(2005年封育)、固定沙丘(1985年封育)和沙质草地(1997年封育)连续多年(2005-2017年)的植物群落调查, 结合土壤种子库、土壤养分以及气象数据, 分析了植物群落特征变化及其对环境变化的响应。研究结果表明流动沙丘植被盖度显著增加, 群落生物量和物种多样性年际间波动变化, 但无明显趋势; 固定沙丘植物群落存在逆行演替趋势, 具体表现为群落生物量、灌木和半灌木以及豆科优势度显著下降, 而一年生和多年生杂类草优势度显著增加; 沙质草地群落物种丰富度和多年生禾草优势度存在降低趋势, 并且一年生杂类草优势度明显高于其他功能群, 群落存在退化现象。3类沙地土壤种子密度变化不显著, 而种子丰富度在流动沙丘显著增加, 在固定沙丘和沙质草地有下降趋势, 土壤养分仅有有效氮和有效磷含量增加。回归分析结果表明气温和降水是影响年内生物量积累的主要因素, 但对年际间群落生物量和物种丰富度变化影响不大。除趋势对应分析结果显示土壤种子库与植物群落之间存在很高的相似性, 典型相关分析结果表明沙质草地植物群落与土壤养分紧密相关, 而固定沙丘群落主要与土壤水分紧密相关。综合以上结果可知, 封育33年的固定沙丘群落和封育21年的沙质草地群落都存在退化现象, 而封育11年的流动沙丘群落正在缓慢恢复, 因此封育年限的设定对退化沙地植被恢复至关重要, 封育时间过长不仅不利于植物群落恢复, 反而会使群落发生逆行演替, 建议封育年限的设定应综合考虑植被退化程度、土壤养分状况、土壤种子库基础以及气候条件等因素的影响。     

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.     

科尔沁沙地植被恢复系列上群落演替与物种多样性的恢复动态

通过对科尔沁沙地植被恢复系列上不同阶段的群落取样,研究了植被恢复过程中群落物种组成、物种多样性的变化过程.在演替时间分别为1年、3年、5年、12年、20年和30年的群落中,物种丰富度分别为7、11、17、14、28和30种,而物种多样性指数分别为1.458 8、2.610 0、3.108 4、1.696 8、3.738 6、3.639 6.在生活型结构上,一年生植物的种类数量占绝对优势,但随着演替进展,多年生植物的种类数量增加且单种植物的优势度超过了一年生植物,表明多年生植物在群落功能维持中占据重要地位.随演替进展,来自不同科属的植物增加.藜科植物在演替过程中种类数量较为稳定,特别是在演替早期藜科植物占有很高的优势度.禾本科种类随演替进展不断增加,且在群落中的优势度逐渐上升.总体上,随演替进展群落种类组成与物种多样性增加,群落生态优势度下降,而均匀度增加,群落趋向稳定.     

科尔沁沙地植物群落研究

科尔沁沙地是我国著名草原之一 ,地位于我国东北西部地区 ,主体部分位于内蒙古赤峰、哲里木盟境内。近几十年来 ,由于自然条件和人类活动的综合影响 ,该草原退化、沙化日趋严重 ,导致生态系统本身的破坏 ,生物资源锐减和环境的进一步恶化[6 ]。而且 ,草原退化程度显现出与某些环境因子有着一定的相关关系 ,针对这些问题本课题首先研究该沙地的植物群落 ,根据实地调查 ,对沙区的植被结构、物种多样性等特征作了科学地分析和论述 ,为深入研究生态环境恶化中的沙地植被演替 ,以及规划、整治、开发利用科尔沁沙地提供一些科学依据。1　研究区自…     

大青沟残遗森林植物群落特点及种间联结性研究

大青沟残遗森林植物群落分布于科尔沁沙地,是一个非常特殊的森林群落类型。在野外调查的基础上,分析了其群落学特点,并分析了对群落整体功能有重要影响的31个乔、灌木种类的种间联结性。结果表明,大青沟落叶阔叶林主要由具复叶、小叶和中叶的落叶大高位芽植物和中高位芽植物所组成。植物种类丰富,计有维管植物106科,359属,709种,约占整个内蒙古植物种数的三分之一。主要木本植物之间发生联结的情况较多,既有正联结,也有负联结。     

基于功能性状的毛乌素沙地不同演替阶段适生植物筛选

沙地生态系统修复是恢复生态学研究的热点问题,适生植物筛选是修复的关键。植物功能性状反映了植物在不同环境中的生存策略,探究沙地植物功能性状及其与环境之间的关系,有助于筛选用于植被恢复的物种,为保护沙地生态系统提供理论依据。以毛乌素沙地为研究区,分析了1983-2015年间沙地典型飞播样地群落演替特征及其对环境因子的响应,建立基于10个植物功能性状的毛乌素沙地潜在种库,进一步筛选飞播恢复下沙地不同演替阶段的适生植物。研究表明:(1)飞播恢复下的毛乌素沙地植物群落分为三个演替阶段:固沙先锋物种群落、沙生植物为主的杂类草群落、中生植物为主的杂类草群落。(2)土壤因子是群落演替的主要驱动力,其中土壤全氮、土壤总有机碳、土壤硝态氮是影响群落演替的关键因素。(3)基于功能性状筛选出29种适生物种用于植被恢复,演替第一阶段可用雾冰藜、猪毛菜等,演替第二阶段可用拂子茅、无芒隐子草等,演替第三阶段可用草地风毛菊、猪毛蒿等。通过物种功能性状特征可以快速选择适合沙地退化生态系统修复的候选物种,为植被恢复提供了一定的理论支持。     

大青沟残遗森林植物群落特点及种间联结性研究

大青沟残遗森林植物群落分布于科尔沁沙地,是一个非常特殊的森林群落类型。在野外调查的基础上,分析了其群落学特点,并分析了对群落整体功能有重要影响的３１个乔、灌木种类的种间联结性。结果表明,大青沟落叶阔叶林主要由具复叶、小叶和中叶的落叶大高位芽植物和中高位芽植物所组成。植物种类丰富,计有维管植物１０６科,３５９属,７０９种,约占整个内蒙古植物种数的三分之一。主要木本植物之间发生联结的情况较多,既有正联结,也有负联结。     

科尔沁沙地植物群落恢复演替系列种群生态位动态特征

以科尔沁沙地草地植被恢复过程不同阶段和不同演替时间的6个群落类型的取样为对象。研究了植被恢复过程群落演替序列主要种群的生态位动态特征。结果表明：演替过程每一群落类型优势种的作用明显,具有最大的生态位宽度。生态位宽度在演替序列的动态变化较好地对应着种群动态,生态位宽度是种群动态的一个间接测度。是种群在群落中的地位和作用的数量表达。能够较好地解释群落演替过程种群的环境适应性和资源利用能力。沙米、雾冰藜、狗尾草、差巴嘎蒿、猪毛菜、隐子草分别是演替时间为1a、3a、5a、12a、20a和30a群落的优势种群。在群落演替序列较高的生态位重叠是适宜生境斑块化和空间异质性的结果,同时也反映了演替序列群落的过渡性质以及群落结构的不稳定性。     

毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤养分的空间异质性

毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域是沙地-草地景观界面的关键部位,研究该区域土壤养分的空间格局和生态学过程,对于土地沙漠化的机理研究具有重要的意义。采用经典统计与地统计学相结合的方法,通过半变异函数及其模型、克里格局部插值估计、空间分布图等研究了毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤养分的空间异质性特征。结果表明:研究区土壤速效钾含量符合球状模型,全氮和速效磷含量符合指数模型;速效钾含量具有强空间自相关性,其结构方差比为0.882,而全氮和速效磷含量表现为中等程度的空间自相关性,其结构方差比分别为0.501和0.514;3种土壤养分空间自相关距离存在差异,其中全氮和速效钾的变程均为511m,而速效磷的变程为143m;3种土壤养分的分布格局呈现明显的空间规律性,从牛枝子群落到黑沙蒿群落,速效钾和速效磷含量先降低后升高,与研究区的界面变化过程一致,而全氮含量逐渐降低,与研究区的植被覆盖度变化一致;3种土壤养分的标准差都较小,Kriging插值结果比较可靠。     

红花尔基地区沙地樟子松群落及其与环境关系研究

通过野外调查,采用双向指示种分类（TWINSPAN）和除趋势典范对应分析（DCCA）方法。对内蒙古红花尔基地区沙地樟子松群落进行了分类和排序,并根据DCCA排序结果对樟子松群落和物种空间分布格局及其与环境因子之间关系进行定量分析。结果表明,应用TWINSPAN方法将该区沙地樟子松植被划分为6个类型。DCCA分析表明,海拔高度、地貌类型、群落盖度、土壤总碳含量、土壤总氮含量、乔木胸面积等因子对植物群落和物种分布格局影响明显。在DCCA排序图上,樟子松群落及物种的空间分布呈明显的聚集格局,可划分出不同的类群,并反映与环境因子之间具有密切的关系。对各类环境因子解释植被分布格局的作用进行了定量分解,指出地形因素是解释作用最强的变量,对未能解释部分的原因进行了分析。