放牧对草地昆虫多样性的影响研究进展

在草地生态系统中,大型草食动物放牧是重要的管理方式之一,对草地生物多样性起着关键的驱动作用。昆虫是草地生态系统中生物多样性的重要组成成分,对生态系统的食物网结构以及其功能与稳定性起着关键作用。已有研究结果表明,大型草食动物与昆虫存在密切联系,放牧对草地昆虫多样性或有正向、或负向、或无明显作用,这依赖于放牧管理方式、昆虫类群以及草地类型。放牧必然通过直接(采食、践踏或粪尿)或间接(植物群落组成或植被结构)作用对昆虫多样性产生显著的影响。当前,关于大型草食动物放牧对草地昆虫多样性影响研究较多,但是,从研究系统性、深入性和延续性来说还存在一定问题。本文在综述国内外对放牧对草地昆虫多样性的影响研究基础上,提出了今后的研究方向,对于理解放牧管理的草地昆虫多样性变化规律,以及为积极探索维持草地昆虫多样性的长期有效的科学管理措施提供理论指导。     

长白山地区溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系

长白山森林源头溪流每年11月至次年4月有约70%的河面被冰覆盖,季节性冻融过程特征明显.为了揭示溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系,在长白山地区1条源头溪流中,利用2种孔径(5和0.3 mm)的尼龙分解袋对色木槭、紫椴、蒙古栎的单一及混合凋落叶进行了为期35 d的分解研究.结果表明: 凋落叶质量损失率在单一树种间差异显著,表现为:色木槭＞紫椴＞蒙古栎,而在4种混合凋落叶间差异不显著;除紫椴和3树种混合凋落叶外,粗、细分解袋间凋落叶质量损失率差异不显著;凋落叶混合效应仅出现在紫椴-蒙古栎混合的粗分解袋内;定殖在不同凋落叶分解袋内的底栖动物群落结构差异较大,但撕食者密度在3种凋落叶间差异不显著,撕食者对凋落叶混合效应的响应也不显著.由结果可知,溪流冻结初期微生物是凋落叶的主要分解者,底栖动物的贡献率较低.虽然撕食者密度较低,但撕食者的活动是凋落叶混合效应出现的必要条件.底栖动物对食物和栖息地有一定的选择性,但由于定殖时间较短,凋落叶对撕食者定殖的影响不显著.本研究对源头溪流生态系统的冬季生态过程研究及生态系统管理具有一定的理论意义.     

松嫩平原贝加尔针茅无性系构件的结构及生长规律

采用整个分蘖丛挖掘的取样方法,对松嫩平原栽培条件下贝加尔针茅无性系构件的结构,以及生长与生产规律进行了定量分析.结果表明,在9月末停止生长期,经过2个生长季的营养繁殖,贝加尔针茅无性系的丛径为9.4±3.24 cm.无性系的全体构件数为161.±8.2个.其中,生殖分蘖株为14.6±11.48个,占9.2%;营养分蘖株为146.9±78.70个,占90.7%.全体构件总生物量为3.8±34.22 g,其中生殖分蘖株生物量为2.0±20.34 g,占43.7%;营养分蘖株为28.8±19.43 g,占6.2%.随着丛径的增加,不同构件的数量均具有线性同速生长规律,而不同构件的生物量均具有幂函数异速增长规律.不同构件生物量与无性系全体构件的数量和生物量之间均呈显著(P<0.0)或极显著(P<0.01)的幂函数正相关关系.平均单个生殖分蘖株的生产力约为营养分蘖株的10倍.生殖分蘖株的数量和生物量的表型可塑性普遍大于营养分蘖株.     

改进的植物生态场模型与实例分析

生态场理论是受物理学“场”思想的启示,在经典生态学的理论基础上,以一种演绎的思维方式和较为严格的定量、直观、综合的模型,探求生物间以及生物与环境间相互作用的机制与规律。生态场理论的主要问题是建立合理的生态场模型。对植物生态场强度、生态势的概念作了进一步的说明,并利用IRM(In tegrated rate m ethodo logy)方法改进植物生态场强度、生态势的模型,改进了场源植物的生态场作用范围模型,明确了植物生态场的物质性。将生态场理论的各个模型应用于半湿润半干旱地区榆树疏林中家榆个体产生的生态场行为研究中,结果表明在家榆个体产生的生态场作用范围内,随着与家榆距离的增加,场源家榆对其它植物生长的影响是先有利而后不利;对土壤分层分析结果表明在土壤浅层(0~0.2m),家榆与其它植物间的竞争较弱,而在地下0.2~0.4m处生态场强度有最小值,说明植物间资源竞争强烈;场源家榆产生的生态场在土壤上层(0~0.1m)的作用范围最大,随土壤深度增加,作用范围逐渐减小,至地下0.3~0.4m最小,而后生态场作用范围又有所增大。在模型的应用过程与结果分析中,体现出改进后的生态场模型的实际可操作性强、对生态学问题能够定量化、直观化研究的优点。     

黑龙江扎龙湿地芦苇种群构件数量特征及其相关性

采用刈割和挖土取样,对扎龙湿地旱生、湿生、水生和盐碱生境芦苇种群分株、根茎和根茎芽进行调查。结果表明:6—10月,4个生境芦苇种群分株密度、根茎长度和根茎芽库存量、输入量、休眠量均以湿生生境最大,盐碱生境最小;根茎芽输出量均以水生生境最大,盐碱生境最小,构件间的差异及其差异序位均相对稳定,构件种群均存在明显的环境效应,构件水平上存在较大的可塑性;构件间又均表现出一定的协同进化性,其中分株密度与根茎长度、根茎芽库存量和输入量之间呈显著或极显著正相关,与根茎芽休眠量之间呈显著负相关;根茎芽库存量、输入量和输出量与根茎长度之间呈显著或极显著正相关;芦苇分株均由根茎芽萌发形成,根茎芽对分株的贡献率为100%,80%以上的根茎芽萌发形成新根茎,根茎的生长又可形成更多的根茎芽,不同构件形态结构的更替改变维持着种群的稳定和持续更新。     

松嫩平原碱化草甸两个群落土壤种子库动态

对松嫩平原碱化草甸中星星草 羊草群落和星星草群落土壤种子库组成的季节动态进行了研究.结果表明:在4-9月,2个群落的土壤种子库均以多年生草本植物为主,星星草 羊草群落共出现12种,而星星草群落为10种,并均以星星草占最大比例,分别为66.8%～92.9%和75.3%～97.7%.种子库相似性系数在6月最大.星星草 羊草群落种子库密度在7月份最大,为(26 560.0±7 256.9)粒·m-2,星星草群落在8月最大,为(25590.0±6 443.7)粒·m-2;而2个群落的物种多样性指数和均匀度指数则分别在7月和8月最小.     

植物呼吸释放CO2碳同位素变化研究进展

稳定性碳同位素是研究碳循环的有效手段。植物呼吸释放CO_2的碳同位素(δ~(13)C_R)变化是研究植物或生态系统与大气碳交换的重要方法,并可以揭示植物的生理过程、碳分配方式及其对环境变化的响应。介绍了目前国内外关于植物δ~(13)C_R变化的研究概况,植物不同器官δ~(13)C_R值及其日变化幅度趋势一致:叶片根系树干/茎,不同功能群植物其呼吸释放CO_2碳同位素组成存在差异。但植物δ~(13)C_R值日变化与呼吸底物的相关性在不同的研究中结果并不一致。导致植物呼吸δ~(13)C_R发生变化的主要原因为光合同位素效应、呼吸底物的供给及呼吸代谢中间产物利用、碳代谢相关酶的活性、LEDR(light enhanced dark respiration)、植物的遗传特性及外部环境改变。目前国际上已有较多关于导致植物呼吸δ~(13)C_R发生变化原因的研究,但内在机制的研究尚未完善。该领域研究在国内鲜有报道,因此,亟需加强我国关于植物δ~(13)C_R短期变化及其潜在呼吸代谢机制的研究。     

东北草地异质生境芦苇芽种群动态

典型无性系植物在适宜的环境中可以依靠芽持续更新,而芽库和芽流在异质生境中的变化是深入认识其营养繁殖特性的基础.采用单位土体挖掘取样,用当年形成的1龄级根茎芽作为输入,用各龄级根茎芽萌发作为输出,计数休眠芽与死亡芽,比较分析东北草甸草原草甸土和盐碱土2个生境单优势种芦苇种群的芽种群动态.结果表明:芦苇芽种群库存量、输入量、输出量、休眠量、死亡量和输入率均以草甸土生境显著大于盐碱土生境,输出率在草甸土生境和盐碱土生境间差异不显著,盐碱土生境休眠率显著大于草甸土生境,2个生境的死亡率均保持在<2%的较低水平.随着生长季的进程,2个生境芽库的输入量、输入率呈不断增加的趋势,输出量相对稳定,输出率呈先上升后下降的趋势,休眠量和休眠率呈不断降低的趋势.芽库和芽流与土壤含水量、土壤有机质、土壤速效氮含量呈显著正相关,与土壤p H值、土壤速效磷含量呈显著负相关.芽库和芽流有相同的季节变化规律,2个生境的芦苇种群均以不断形成新根茎的芽补充芽库和稳定输出维持其营养繁殖更新.     

新疆西天山峡谷海拔梯度上野核桃种群统计与谱分析

为了掌握国家Ⅱ级渐危植物新疆野核桃种群的现存状态、预测未来种群的发展趋势,在野核桃自然保护区4条沟谷的不同海拔分别设置样地进行大样本调查.以胸径级结构代表年龄结构,采用匀滑技术编制野核桃种群静态生命表,应用谱分析方法分析野核桃种群的波动周期.结果表明:野核桃种群的胸径级随着海拔的升高逐渐减小,海拔1241~1380 m(H1)为19个龄级,最大胸径91.7 cm,海拔1381~1490 m(H2)为18个龄级,最大胸径82.8cm,海拔1491~1670 m(H3)为13个龄级,最大胸径58.9 cm.不同海拔梯度生境同一龄级及同一海拔梯度不同龄级野核桃的期望寿命均存在波动.在3个海拔梯度生境,野核桃种群的存活曲线均趋于Deevey-Ⅱ型,呈增长型年龄结构,有3个死亡高峰,最高死亡率H1和H3均为9龄级,分别为55.9%和89.8%,H2为12龄级,最高死亡率为79.4%.种群的数量动态变化明显受野核桃种群整个生命周期生物学特征的基波影响,并具有大周期内多谐波迭加的小周期波动特征.野核桃为长寿命树种,是野核桃自然保护区植被的主要优势种,现时种群自然更新良好,若无强烈人为干扰或严重自然灾害,将在群落中长期保持优势种地位.     

松嫩平原肥披碱草种群不同抽穗时间生殖分蘖株表型可塑性

每隔4 d对松嫩平原肥披碱草种群进入抽穗初期的生殖分蘖株进行大样本随机挂签,于籽实蜡熟期取样,分析5次采集样本生殖分蘖株数量性状的差异及其与缩短生殖生长时间的关系.结果表明:生殖分蘖株各数量性状指标均随生殖生长时间的缩短逐渐减小.生殖生长时间的缩短不利子生殖分蘖株的生殖生长、生殖分配和结实.抽穗时间越晚,对生殖分蘖株结实与生殖分配的影响越大.抽穗时间相差16 d,籽实生物量、结实率、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别下降99.4%、98.8%、54.3%和99.2%.随生殖生长时间的缩短,株高呈直线函数下降,花序生物量、生殖分配Ⅰ和结实率呈指数函数下降,分株生物量、花序长、小花数呈幂函数下降,籽实生物量、籽实数和生殖分配Ⅱ呈对数函数下降.