内蒙古典型草原区芨芨草群落适生生境

芨芨草群落是干旱与半干旱地区重要的植被资源,内蒙古典型草原区常在地形稍低的部位镶嵌有芨芨草群落,且芨芨草群落常与低洼湿草甸群落相连。为了探究芨芨草群落的适生生境,在锡林郭勒盟典型草原区选取了4个代表性调查区,从芨芨草群落及其相邻群落分布的地形特征、调查区的地下水埋深、1 m深土层的土壤电导率、土壤pH值和土壤质地等指标上对芨芨草适生生境进行探究,结果表明,芨芨草群落在内蒙古典型草原区常分布在河漫滩和丘间蝶形洼地地区,呈现出由高程梯度导致的与地带性针茅群落、湿草甸群落带状分布的特点,导致这种成带分布的原因与地下水埋深及地表径流有关,芨芨草群落生境的地下水埋深一般在1-3 m且有地表径流的补充;芨芨草群落耐盐碱性强,其生境也与反映土壤盐分含量的土壤电导率和土壤pH值有关;但芨芨草群落生境的形成不是由土壤机械组成所致。     

锡林河流域潜在不产氧光合细菌陆向分异特征及影响因素

【目的】为探明锡林河流域潜在不产氧光合细菌（anoxygenic photosynthetic bacteria,AnPB）的陆向分异特征及影响因素。【方法】本研究沿着陆向梯度依次采集水生湍流带、缓流带、滞流带、水偏湿生样带、湿偏旱生样带、旱生样带土壤样品。基于文献建立AnPB在科水平的数据库,运用16S rRNA基因高通量测序筛选科水平潜在AnPB类群及其组成丰度的陆向分异,运用皮尔逊相关性及冗余分析等研究土壤理化因子对潜在AnPB陆向分异的影响。【结果】紫色硫细菌（外硫红螺菌科）和紫色非硫细菌（红杆菌科、红环菌科、醋酸杆菌科、丛毛单胞菌科、全噬菌科）主要分布在水生及水偏湿生生境,其相对丰度与湿度呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关关系;紫色非硫细菌（红螺菌科、慢生根瘤菌科、生丝微菌科、红菌科）、芽单胞菌科、酸杆菌科、绿色非硫细菌（蔷薇菌科）等主要分布在湿偏旱生和旱生环境中,其相对丰度与盐度和全氮含量呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关关系;多元回归树分析显示,盐度、湿度、全氮对潜在AnPB陆向分异的总解释度分别为62.39%、...     

内蒙古高原湖滨湿地优势植物功能性状特征及其适应性

受人类活动和气候变化的影响,湖泊湖滨带退化速度显著加快。植物功能性状的方法可以量化植物特征,预测植物对外界环境干扰的反应,有助于理解退化湖滨带湿地植物应对环境变化所表现出的适应机制,对湖泊湖滨湿地生态系统植被的恢复与重建具有重要意义。在内蒙古高原典型湖泊湖滨湿地选取芦苇（Phragmites australis）、赖草（Leymus secalinus）、毛茛（Ranunculus japonicus）、鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）、碱蓬（Suaeda glauca）、盐角草（Salicornia europaea）和拂子茅（Calamagrostis epigeios）7种优势植物的叶片和根系作为研究对象,对不同湿地植物的11种功能性状变化规律及其与环境因子的关系进行研究。旨在探究环境变化影响下湖滨带湿地植物的物种分布和功能性状的差异,以及湿地植物在不同湖滨带湿地生境下的适应策略。在评估植物功能性状差异基础上,采用环境矩阵连接性状矩阵（RLQ）结合第四角分析（Fourth-Corner）的方法分析环境因子对植物功能性状的影响。结果表明,内蒙古湖滨带湿地中7种优势植物为了适应不同的环境的影响,植物的功能性状均产生不同程度的种间与种内变异,在湖滨带湿地中植物的植株高度、叶片碳含量、叶片氮含量、叶片碳氮比、比根长、根组织密度、根氮含量对环境变化的响应比较敏感,土壤pH与叶片干物质含量呈显著负相关;土壤盐分与植株高度、叶片碳含量和叶碳氮比显著负相关,与叶片氮含量、根组织密度显著正相关;土壤的总氮含量与植株高度显著正相关,与比根长显著负相关;土壤碳氮比与植株高度和叶片碳含量显著负相关,与植物比根长显著正相关;土壤容重与根氮含量显著负相关。研究表明内蒙古高原湖滨带湿地植物的功能性状受环境的作用强烈,植物采取了不同的性状策略来适应环境。     

纵向岭谷区不同景观类型的服务价值

基于2001年纵向岭谷区的遥感影像,将研究区划分为森林、草地、农田、湿地、水体、城镇、冰川7个一级景观类型,根据气候带、植被及地貌划分了26个二级景观类型,并利用中国陆地生态系统服务价值的研究成果,在GIS技术的支持下,对纵向岭谷区各景观类型的服务价值进行了研究.结果表明：纵向岭谷区总服务价值为5 302.35×10⁸ yuan·a^-1,占中国总服务价值的9.47%;在研究区提供的年服务价值中,土壤形成与保护的服务价值所占比例最高,占18.50%,其次是气体调节和生物多样性保护的服务价值;受景观类型分布广度和单位面积服务强度的综合影响,占研究区总面积66.11%的森林景观对区域总服务价值的贡献最大,贡献率达85.34%,其次为草地和农田景观.     

浅水湖泊稳态转换预警识别方法局限与展望

浅水湖泊水体底泥交换强烈,极易受人类活动干扰,超过一定阈值即可能发生灾难性的稳态转换,对其有效识别有助于湖泊富营养化的及时防控与修复。浅水湖泊稳态转换可通过系统关键变量(叶绿素、溶解氧、浮游动物、鱼类等)的时间序列(判别不同稳态)、预警信号及阈值等进行识别,其中预警识别可为湖泊生态系统稳态转换提供预判信息,有利于早预警早行动。目前,浅水湖泊稳态转换预警识别因子(方差及自相关性等)主要用于"临界慢化"现象,但在强大外力作用、强烈随机扰动及极端事件下,这些"临界慢化"因子则可能出现误用或错用。基于浅水湖泊基本特征,针对稳态转换的不同驱动机制,探讨"临界慢化"因子的适用性与局限性,并展望其未来发展方向,旨在为湖泊生态系统稳态转换预警识别提供科学参考。     

生态脆弱区农村居民点布局优化对区域生态系统服务功能的影响——以四川省西昌市为例

我国是世界上生态脆弱区分布面积最大、类型最多、脆弱性表现最明显的国家之一。农村居民点作为生态脆弱区中主要人类活动区，成为导致生态脆弱区生态环境质量下降的重要干扰源。以四川省西昌市为例，分别利用InVEST模型中的生境质量评估模块、沉积物持留率分析模块、养分输出率分析模块评估了生态脆弱区农村居民点布局优化对区域生态系统服务功能的影响。研究结果表明：西昌市通过农村居民点布局优化，生境质量平均得分提高22.4%，土壤输出量下降4.6%，氮(N)、磷(P)输出量下降13.1%与8.2%，所以农村居民点布局优化有利于生态环境脆弱区生态系统服务功能的提升。农村居民点布局优化后，农村居民点数量与面积的减少，降低了森林火灾、土地开垦等植被破坏事件发生的频次，成为促使西昌市生境质量提升的主要原因；而农村居民点与农田面积下降，林地面积的增加是导致西昌市土壤输出量与N、P输出量下降的主要原因。农村居民点数量减少，可降低垃圾回收成本与污水处理成本，从而促使 N、P输出量进一步下降。     

草原植物根系起始吸水层深度测定方法及其在不同群落状态下的表现

通过比较实验导出用于研究草原群落中不同植物种群起始吸水层研究方法,暂称之为"土体挖空法"。该方法是将土壤剖面的下部挖空,保留上面0—5、0—10、0—15 cm的土层和上面的全部植物,当从地表浇的水在被挖空部分的向下表面开始渗出时测定哪些植物种群吸收了水分。实验中用于检验植物是否吸水的方法是用水势仪测定法。在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场中国科学院草原生态系统定位研究站的实验样地上,通过对处于不同退化恢复演替阶段的草原群落中主要植物种群的研究得出以下结论:1)同一群落中不同植物种间根系起始吸水层存在差异,在恢复群落中存在根系起始吸水位置的生态位分离和重叠现象,其中黄囊苔草(Carex korshinskyi)、冷蒿(Artemisia frigida)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的起始吸水层位置表明它们在对土壤中水资源利用空间维上存在空间生态位重叠现象;羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、米氏冰草(Agropyron michnoi)之间也存在类似的生态位重叠;两组植物种群间存在对土壤中水资源利用空间维上的空间生态位分离现象。2)无论是否退化的草原群落,其中黄囊苔草、冷蒿、糙隐子草的根系起始吸水层深度保持不变;在严重退化的群落中羊草、大针茅、米氏冰草同种个体的起始吸水层则变浅,即呈浅层化分布现象。退化群落中,植物体小型化和根系浅层化的同时植物根系对水分吸收的起始位置总体呈浅层化。3)典型草原群落中各植物种群间存在较大幅度的生态位重叠和一定的生态位分离,其中生态位分离的幅度较小,重叠的程度较大。     

湿度盐度pH协同驱动锡林河景观疣微菌群空间异质性

[目的] 为了阐明锡林河不同景观要素间疣微菌群的空间分布异质性及环境驱动力。[方法] 本文基于生境及微地形差异选择水生的河床中心、河床边缘与牛轭湖床,湿生的低河漫滩与高河漫滩,旱生的低阶地与高阶地等景观要素,基于16S rRNA基因高通量测序技术研究不同景观要素土壤疣微菌群的景观异质性,结合土壤湿度等环境变量研究其驱动力。[结果] 景观要素内疣微菌群呈协同的分布特征,景观要素间呈趋异的分布特征。斯巴达杆菌纲的Chthoniobacter成员及疣微菌纲的突柄杆菌属等成员主要分布在水生河床中心,与砂粒含量存在显著正相关关系（P<0.05）;丰祐菌纲成员主要分布在湿生河漫滩,与pH存在正相关关系（P<0.05或P>0.05）;斯巴达杆菌纲的DA101_soil_group成员主要分布在旱生河流阶地,与盐度及养分含量等存在极显著正相关关系（P<0.01）。双组与三组环境变量的变异权重分析表明,湿度、盐度、pH对疣微菌群景观异质性的解释度分别高达24.7%与21.4%、24.3%与22.7%、23.1%与20.8%。[结论] 锡林河流域疣微菌群存在景观异质性。Chthoniobacter和突柄杆菌属等成员是河床中心景观要素的指示生物,DA101_soil_group是阶地景观要素的指示生物。湿度、盐度、pH协同驱动疣微菌群的景观异质性。     

适度放牧增加内蒙古典型草原甲烷氧化菌丰度和甲烷吸收

微生物氧化是大气甲烷唯一的生物汇.认识草原甲烷(CH₄)通量对不同利用方式的响应是制定低碳高效草原管理体系的基础.本研究通过测定内蒙古中部典型草原在放牧、割草和围封管理下生态系统的CH₄通量和土壤甲烷氧化菌丰度,旨在确定不同利用方式对内蒙古典型草原生态系统CH₄吸收的影响,验证甲烷氧化菌功能基因(pmoA)丰度调控CH₄通量.测定草原是连续5年实施4种不同利用处理的试验草原,4个处理为全植物生长季(5—9月)放牧(T₁)、春夏5月和7月放牧(T₂)、秋季割草(T₃)和围封禁牧(T₀).在测定植物生物量和土壤理化特征的基础上,采用静态箱置法测定草原植物生长季CH₄通量,采用分子技术测定草原表层土壤甲烷氧化菌pmoA功能基因的丰度.结果表明: 放牧显著促进CH₄吸收,增加甲烷氧化菌丰度(即每克干土pmoA功能基因拷贝数),其在生长季的变化范围是6.9×10⁴~3.9×10⁵.T₁处理下植物生长季的CH₄平均吸收量为(68.21±3.01) μg·m^-2·h^-1,显著高于T₂、T₃和T₀处理22.1%、37.5%和30.9%.草原CH₄吸收与甲烷氧化菌丰度呈极显著正相关,与土壤砂粒占比呈显著正相关,而与土壤粉粒占比、土壤水分含量、土壤铵态氮和硝态氮含量,以及植物地上生物量呈显著负相关.表明不同利用方式下内蒙古典型草原都是CH₄的汇,而适度放牧可增加草原土壤砂粒占比,降低土壤无机氮含量和植被生物量,提高土壤甲烷氧化菌丰度和CH₄吸收.本结果对制定低排放草原管理体系具有重要意义.     

华北地区主要灌丛群落物种组成及系统发育结构特征

灌丛在中国北方广泛分布, 研究其物种组成特征及构建机制对植被恢复有重要意义。群落系统发育结构能有效反映群落组成的生态过程, 对揭示群落构建机制具有重要作用。该研究利用华北地区自然植物群落资源综合考察数据库的灌丛数据, 分析了中国华北地区主要灌丛群落的分布情况、物种组成及其系统发育结构特征。同时, 结合WorldClim数据库中的气候因子利用逐步回归和一般线性模型分析了气温和降水对灌丛不同垂直结构层物种系统发育结构特征的影响。经统计, 共调查木本植物75科207属570种; 草本植物99科491属1 221种。按植被型和群系类型分类后, 共有5种植被型, 195个群系, 其中分布最多的群系类型为虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌丛、荆条(Vitex negundo var. heterophylla)灌丛、荆条+酸枣(Ziziphus jujuba)灌丛和沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛。整体上, 草本层的物种丰富度高于灌木层。草本层的系统发育结构表现为发散模式, 而灌木层的系统发育结构表现为聚集模式, 且不同植被型灌丛的系统发育结构不同。气候因子的变化对灌木层和草本层系统发育结构都表现出了明显的影响, 但对灌木层的影响要强于对草本层的影响, 且气候因子和植被型、群系类型都有明显的交互作用。分析结果表明, 区域尺度上气温和降水的变化会影响灌丛群落不同结构层的系统发育结构特征, 且对不同的植被型和群系类型的影响不同。