羊草草原土壤动物群落多样性的研究

对东北羊草草原不同生境土壤动物群落多样性研究表明 ,生境条件愈优越 ,土壤动物的多样性指数愈高 ,种类则愈丰富 .土壤动物群落的多样性与土壤有机质和全N含量呈正相关 ,与 pH呈负相关 ,与土壤自然含水量和全P含量关系不明显 .土壤动物群落多样性随土层深度的增加而减少 ,且表聚性明显 .     

模拟氮沉降和降雨变化对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响

研究氮沉降和降雨变化对土壤细菌群落结构的影响,对未来预测多个气候变化因子对草地生态系统影响的交互作用具有重要意义。以施氮和灌溉分别模拟氮沉降和降雨增加,采用高通量测序技术,研究8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300kg N hm-2a-1)和2个水分添加水平(不灌溉、模拟夏季增雨100 mm灌溉)对土壤细菌群落结构的影响。结果表明,氮素和水分输入增加后,土壤细菌群落组成、丰度均显著变化(P0.05)。在群落中占主导的细菌门类有疣微菌门Verrucomicrobia(30.61%—48.51%)、变形菌门Proteobacteria(21.37%—29.97%)、酸杆菌门Acidobacteria(9.54%—20.67%)和拟杆菌门Bacteroidetes(4.96%—9.74%)。在常规降雨和水分添加两种条件下,随着氮添加水平的增加,占主导的细菌门类(相对丰度1%)表现出不同的变化趋势。疣微菌门相对丰度在常规降雨N100—N300条件下显著降低,但在氮素和水分同时添加条件下随氮添加水平升高而逐渐升高,在N200—N300时显著升高。变形菌门和拟杆菌门相对丰度在常规降雨高氮添加条件下呈升高趋势,但在水分添加时却无明显变化。酸杆菌门相对丰度在常规降雨高氮添加条件下升高,但在水分添加后呈明显下降趋势。放线菌门Actinobacteria相对丰度在常规降雨N100—N300条件下显著升高,但在水分添加后高氮添加时显著降低。厚壁菌门Firmicutes相对丰度在常规降雨条件下无显著变化,但在水分和高氮添加条件下降低。浮霉菌门Planctomycetes相对丰度在两种不同的水分添加条件下均呈先升高后降低的趋势。氮素和水分添加对土壤细菌群落结构的变化存在明显的互作效应(P0.0001)。在不同氮素和水分输入条件下共有19个土壤细菌门类相对丰度有显著差异。土壤细菌群落结构的变化主要来自于疣微菌门和酸杆菌门的相对丰度变化,两者可作为土壤细菌群落结构变化的指示种。综上,氮素和水分添加显著改变了土壤细菌群落结构,氮素和水分对土壤细菌不同门类相对丰度变化存在明显的互作效应。     

草原火烧严重度燃烧指数的适用性比较分析

基于遥感影像的燃烧指数被广泛应用于火烧严重度(fire severity)研究,选取适宜燃烧指数定量评估草原火烧严重度,对草原生态系统植被的恢复与管理具有重要意义。以呼伦贝尔草原火烧迹地为研究区域,基于landsat8 OLI影像分别构建4种燃烧指数(NBR、NSTV1、d NBR和Rd NBR)与综合燃烧指数(CBI)的回归模型并进行精度验证,对比分析不同燃烧指数识别草原火烧严重度等级的能力。结果表明:在燃烧指数与CBI构建的回归模型中,d NBR指数的相关性(n=70,R~2=0.856)最高;4种燃烧指数识别火烧严重度的精度存在差异,中度火烧区域(1CBI≤2)内,NSTV1指数识别精度最高,未过火(CBI=0)、轻度火烧(0CBI≤1)和重度火烧(2CBI≤3)区域内,d NBR指数识别精度均表现最好,分别为80%、62.5%和100%;基于不同燃烧指数的草原火烧严重度制图中,d NBR指数的总体精度同样高于其他燃烧指数,为82.1%,Kappa系数高达0.76。综上所述,d NBR指数是草原火烧严重度分析与评价的适宜遥感指数。     

Variations of root traits in three Xizang grassland communities along a precipitation gradient

根系功能属性及其变异性能够介导物种共存及环境适应策略, 但强烈的环境约束作用能够引起不同物种间根系属性的趋同性。为了研究西藏高寒草原群落中植物根系属性变异规律, 并阐明不同物种资源获取和适应策略的多样性, 该文对西藏高寒草原不同的环境梯度进行了研究。作者自东向西沿着降水梯度在那曲、班戈和尼玛3个自然草原群落进行群落调查, 并采集了共计22种植物。测定了每种植物的一级根直径、一级侧根长度和根系分支强度3个关键根系属性。结果表明: 在西藏高寒草原群落中, 不同物种根系直径普遍较小, 且种间变异非常小(22.76%), 其中86%的物种一级根直径集中在0.073 mm到0.094 mm之间; 相较于直径较粗的物种, 直径越细的物种分支强度越高, 侧根越短。在群落尺度上, 植物主要通过增加根系直径、侧根长度, 降低分支强度的方式来适应水分的减少; 而在物种尺度上, 植物适应水分变化的策略则呈现多样性。     

栖息地荒漠化对草原沙蜥食性的影响

栖息地退化会使环境中蜥蜴的可利用食物资源发生改变。采用剖胃法对内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗和达拉特旗地区采集的草原沙蜥样本进行了食性分析。对固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘三类样地中77个实胃样本的652只(套)食物进行鉴定和分析的结果表明,这些食物主要为节肢动物,分为35类,隶属3纲11目32科;也在少部分个体(4.69%)的胃容物中发现少量(1.95%)植物碎片。上述三类栖息地中,草原沙蜥对蚁科、蚜科、瓢虫科、叶蝉科和茧蜂科昆虫均有较大的捕食比例;但相比固定沙区栖息地,草原沙蜥在半固定及流动沙丘中增减的食物种类均比较多,导致草原沙蜥在流动沙区与其他两类样地之间有较大的食物相异性。从固定沙丘、半固定沙丘到流动沙丘,随栖息地荒漠化程度的增加,草原沙蜥捕食食物类群的丰富度逐步减少,辛普森优势度指数相应地下降,但营养生态位宽度、香农威纳多样性指数和皮洛均匀性指数却在流动沙丘栖息地上明显增大。这表明鄂尔多斯地区的草原沙蜥是以捕食昆虫等节肢动物为主、兼食极少量植物的杂食性动物。栖息地荒漠化所致的环境变化显著地影响草原沙蜥的食物组成,使其觅食的食物种类逐步减少。     

氮添加对贝加尔针茅草原土壤线虫群落特征的影响

以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,通过氮素添加(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N hm~(-2)a~(-1))模拟氮沉降的控制实验,研究氮沉降对内蒙古贝加尔针茅草原土壤线虫的群落结构和多样性的影响。结果表明,在本实验所有样品中共鉴定出52个属,优势类群为螺旋属(Helicotylenchus)、丽突属(Acrobeles)和真滑刃属(Aphelenchus)。土壤线虫具有明显的表聚现象,相对密度变化不显著。从功能类群上看,随着氮素添加水平的增加,食细菌类群(Bacterivores)线虫和捕食类群/杂食类群(Predators/Omnivores)线虫氮素添加水平均成负相关。从生态指标来看,在N50施氮范围内对土壤线虫的丰富度(SR)、多样性(H')、均匀度(J')等生态指标有促进作用;通路指数在试验的所有处理中都小于0.75,表明土壤中的有机质分解途径是以真菌为主;瓦斯乐思卡指数表明,少量施氮可以改善土壤的环境状况,减少植物寄生类群(Plant parasites)线虫对植物群落及生产力的影响。当施氮量N100时,土壤pH值显著降低,硝态氮和铵态氮显著增加,土壤中生活史k对策者的线虫显著减少,r对策者显著增加,世代交替加快,土壤线虫群落结构显著变化。     

Responses of growth of four desert species to different N addition levels

Aims The increase in atmospheric N deposition has accelerated N cycling of ecosystems, thus altering the structure and function of ecosystems, especially in those limited by N availability. Studies on the response of plant growth to artificial N addition could provide basic data for a better understanding of how the structure of grasslands in northern China responds to increasing N deposition. Methods We investigated the seasonal dynamics of plant growth of four species after 2-year multi-level N addition in a field experiment conducted in a desert steppe of Ningxia in 2011. Plant biomass and the relative growth rate (RGR) of the studied species were measured and their relationships with C:N:P ratios of plants (community and leaf levels) and soils were analyzed. Important findings Results in 2012 showed that 2-year N addition promoted the growth of the four species and the effects were different among growth forms and were species-specific. In general, the plant biomass of the studied species was significantly correlated with leaf N concentration, leaf N:P ratio, community N pool, soil total N content and soil N:P ratio, while only weak relationships were observed between plant biomass and C:N and C:P ratios of plants and soils. In contrast, there was a significant linear relationship between RGR and N:P ratios both of plants and soils.Our results suggest that short-term N addition promoted the accumulation of plant biomass, and the species-specific responses to stimulated N addition can directly affect the structure of the desert steppe ecosystem. Plant N:P ratio and soil N:P ratio could indicate nutrient limitation of plant growth to a certain extent: N addition increased soil N content and N:P ratio, and thus relieved N limitation gradually. Once more N is available to plants, the growth of plants and the accumulation of community N was stimulated in turn.     

草原化荒漠草本植物对人工施加磷素的响应

荒漠地区因土壤水分和养分含量较低而限制了植被的生长,且磷素对于植物的生长具有重要的作用。利用人工施加磷素的控制实验研究了不同磷肥处理对荒漠区草本植物物种丰富度、多度、盖度、生物量、植物株高等群落学特征的影响。实验表明：物种丰富度和多度在施肥量分别为12.5,25和50 g?m-2的梯度下,施肥当年和第二年相较于对照均有所降低,且施肥梯度越高,降低越明显;植被盖度和地上部生物量则在两年的实验中表现出相似的规律,在不同的施肥梯度下均有所提高,高肥处理对其促进作用更大,且在降水充足的07年高于降水较少的08年,说明水肥耦合更有助于群落生产力的提高;优势种株高则对磷素的响应存在种间差异,年际间的差异也较大,这或许与荒漠植物本身特有的生物学特性有关。     

松嫩碱化草甸土壤种子库格局、动态研究进展

草地退化是全球干旱和半干旱草地生态系统的共同特征,由于土壤种子库在植被恢复和生物多样性维持等方面的重要作用,已成为研究热点。作为重要的脆弱生态系统,松嫩碱化草甸在人类活动和全球变化影响下发生了明显退化。松嫩碱化草甸土壤种子库研究始于20世纪90年代,主要集中在对虎尾草群落、星星草群落、碱蓬群落、羊草群落等不同演替阶段土壤种子库物种种类、密度、季节变化研究;该地区土壤种子库的物种数目随着恢复演替由初级向高级阶段而呈现逐渐增加的趋势,但物种数目均相对较少,且多以1年生为主。另外对种子雨和某些物种种子散布动态也有零星报道,主要是从群落水平进行的研究,种子雨的空间异质性表现在其组成和大小因群落而异。今后需要加强对松嫩碱化草甸土壤种子库格局与关键生境要素的耦合特征、种子库分布格局的形成机制等研究,研究方法上,引入稳定同位素标记和分子遗传学等研究方法和手段,开展持久种子库的长期定位监测研究,为盐碱地植被恢复提供理论依据。     

气候变化对内蒙古草原典型植物物候的影响

自然物候期是气候变化最直观的植物信号记录,自然物候变化是气候与自然环境变化的综合指标。基于1983—2009年内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原区典型植物马兰草、霸王、贝加尔针茅和羊草生长期物候观测资料和同时段的气象观测资料,利用数理统计等方法,分析了不同草原区典型植物物候期与气候要素间的相互关系,结果表明:(1)1983—2009年内蒙古草原区植物物候期总体呈提前趋势,但地域差异明显,典型草原区植物萌芽返青、开花及黄枯期等物候提早趋势最为明显,说明不同草原区植物物候对气候变暖的区域响应不同。(2)内蒙古草原区植物物候期与气候变化密切相关。春季3—5月累积气温与植物萌芽返青期和开花期呈显著负相关,与日照时数为正相关,降水量对其影响不同草原区差异较大。荒漠草原和典型草原区植物黄枯期早晚与黄枯前1—2个月平均气温呈显著负相关,草甸草原区植物黄枯期与前1—2个月的降水量和日照时数有关,与气温关系不显著。(3)随着气候变暖,马兰草生长期缩短,霸王、贝加尔针茅和羊草生长期延长,其中典型草原区主要植物针茅生长季延长趋势最为明显,荒漠草原次之,草甸草原延长最少。