黄土高原柴松(Pinus tabulaeformis f.shekannesis)群落的植物物种多样性

物种多样性格局与所选择的尺度密切相关,用加性分配法分析柴松(Pinus tabulaeformis f.shekannesis)群落乔木、灌木和草本层在样方、坡位和坡面3种尺度的物种多样性分配关系,结果表明:1)以物种丰富度为指标时,坡面尺度对区域多样性贡献最大,说明在区域范围内坡面是物种组成和维持的关键尺度;而以Shannon和Simpson多样性为指标时,最大多样性分配在样方内,这是由于这2个指数不仅考虑了物种数,还考虑了样方内多度以及常见种和稀有种的影响和作用;2)以Shannon多样性为指标时,样方间、坡位间和坡面间尺度的β多样性对区域多样性贡献的百分比都大于以Simpson多样性为指标时的百分比,这主要是由稀有种在各尺度间的分布格局所决定的;3)样方间、坡位间和坡面间尺度的β多样性大小顺序各不相同,这与群落乔木层、灌木层和草本层的物种组成和分布情况以及不同尺度间环境异质性有密切关系。     

刈割与施肥对高寒草甸土壤和植物N、P化学计量学特征的影响

通过6年的控制实验,研究刈割(留茬1cm、3cm、不刈割)和施肥(12.75g·m~(-2)尿素+3.06g·m~(-2)磷酸二铵、不施肥)对高寒草甸土壤和植物中N、P化学计量学特征的影响,探讨植物养分限制类型,为天然草原的管理利用、保护和恢复研究提供资料。结果显示:(1)刈割、施肥后土壤全N、全P含量及其N∶P比值无显著变化,但速效P含量显著增加;因速效养分被植物吸收,施肥与不施肥群落的土壤速效N、P含量无显著差异。(2)刈割和施肥引起群落叶层N、P含量增加,施肥导致叶层N∶P比降低。(3)刈割、施肥对豆科植物N、P含量及其N∶P比无显著影响,单独刈割增加了禾草的P含量和莎草的N含量,并降低了禾草的N∶P比值;单独施肥处理增加了禾草的P含量和莎草的N、P含量;豆科植物的N含量最高,莎草的P含量最低,禾草的N∶P比最低。(4)群落叶层、禾草及莎草的N含量与P含量呈显著正相关关系,N∶P比与N含量无显著相关性,而与P含量呈显著负相关关系;豆科植物的N、P含量呈显著负相关关系,N∶P比与N含量呈正相关关系,而与P含量呈显著负相关关系;说明群落和植物功能群营养状况主要受P限制。(5)群落地上生物量的相对生长率与群落叶层的N、P含量呈显著正相关关系,而与N∶P比呈显著负相关关系,符合生长速率假说,说明生长速率假说不仅适用于物种水平,在群落水平也成立。     

秦岭山地太白红杉种群种实性状的生态可塑性研究

研究了太白红杉6个种群中13个种实性状的变异情况.结果表明,太白红杉种实性状在种群内和种群间均存在广泛的变异,除种子宽和种鳞宽的差异在种群间不显著外,其它11个性状在种群间差异均极显著;种群间种鳞长、种鳞宽、球果长宽比、种翅长和种翅宽的变异程度比种群内大,其它8个性状在种群内的变异程度比种群间大.海拔对太白红杉种实性状的影响比较明显,其中种子宽、种鳞长、种翅宽、种鳞宽、球果长、球果宽和种鳞数与海拔呈负相关,种子宽和球果宽相关性显著,种鳞长、种翅宽、种鳞宽、球果长和种鳞数相关性极显著;坡度与种鳞长宽比呈负相关;年降水与球果宽呈正相关.种子长宽比和种翅长宽比与海拔呈负相关.     

秦岭太白红杉种群空间分布格局动态及分形特征研究

采用相邻格子样方法采集数据,应用计盒维数和信息维数研究了太白红杉种群空间格局的分形特征,结果表明,太白红杉种群有较高的计盒维数(1.8087)和信息维数(1.7931),表明其对空间占据程度较高.用分布系数法和Morisita格局指数法检验格局类型,发现不同年龄组太白红杉种群均呈聚集分布.运用Greig-Smith的方法研究格局规模,发现太白红杉种群在128m²和512m²处聚集,不同年龄组在不同规模尺度聚集.以区组分布格局强度(PI)检测聚集强度,发现太白红杉种群格局强度随尺度变化程度较高,个体分布不均匀,随着年龄的增大,其聚集强度呈下降趋势.太白红杉种群的空间分布格局特征是其对严酷生境长期适应的结果.     

太白红杉种实数量特征

太白红杉 (Larixchinensis) 是仅分布于我国陕西秦岭境内的国家二级保护植物, 研究其生殖规律将有助于加深对其濒危原因的认识。该文用单因素方差分析的方法研究了太白红杉种实数量特征, 并用Pearson相关系数检验了不同环境条件下的变化及其与环境因子和植株生长状况的关系, 结果表明种实数量特征在不同环境条件下差异明显, 太白山国家森林公园单株种子产量最高 ;长安光头山平均每株产生的种子总重、球果总重和球果平均重量最重, 平均每株球果数目和每球果种子数也是最多。多重比较表明牛背梁种群太白红杉种子千粒重最重。其中球果的种子数在小种群中较多 ;每株的种子总重量、球果平均重和球果总重在小种群中较重。太白红杉种实数量特征与海拔、坡度和坡向呈负相关, 与植株年龄呈正相关, 球果的种子数目与年均温呈正相关 (p <0.0 5 ), 而与一月均温呈负相关 (p <0.0 5 ) 。种子大小与种子总数呈弱正相关, 种子大小和数目间不存在权衡 (Trade-ff) 。     

黄土高原油松和辽东栎林下植物β多样性差异及影响因素

β多样性是生态学研究的热点论题,相同的β多样性格局可能由不同的生态过程所决定。该文通过构建零假说模型和典范变异分解的方法,比较了黄土高原油松人工林(Form.Pinus tabulaeformis)和辽东栎天然林(Form.Quercus wutaishanica)林下植物群落β多样性,确定了环境过滤和扩散限制在β多样性形成过程中的相对重要性。结果表明:(1)油松人工林和辽东栎天然林的林下群落均具有相似的β多样性大小,均呈现明显的种内聚集过程。(2)环境和空间共同解释了两种林型林下物种组成的较大变化(草本层[E+S]为33%~45%;灌木层[E+S]为21%~35%),且主要以环境解释量为主(包括纯环境变量[E|S]和空间化的环境变量[E∩S])。(3)油松人工林和辽东栎天然林林下群落β多样性形成的不同过程主要体现在生境异质性差异以及特定的环境因子间,例如,海拔梯度、枯落物厚度以及土壤养分(速效氮和速效钾)是引起两种林型林下物种差异的显著环境因子。综上结果认为,黄土高原的油松人工林和辽东栎天然林的群落构建均由确定性的环境过滤为主导,但两种林型的环境过滤过程并不一样,主要表现为生境异质性的差异和不同的环境限制因子。对于黄土高原区域生态环境建设,首先应该保证不同群落的生境异质性,同时不能忽视扩散限制及其与生境异质性二者交互作用对β多样性的影响。     

子午岭三种生境下辽东栎幼苗定居限制

辽东栎(Quercus wutaishanica)是子午岭地区的乡土乔木树种,也是该地区气候顶极群落的建群种,其幼苗的补充更新影响着森林群落的结构及物种组成。在3种典型生境(辽东栎林、人工油松林、灌草丛)中,设置3因素(种子、干扰、遮荫)两水平的野外播种实验(随机区组设计),记录辽东栎幼苗出苗量,并监测幼苗同生群在3种生境中3a间的生长状况,以确定种子及微生境在辽东栎幼苗补充过程中的限制作用。播种实验样方大小30cm×30cm,共计216个样方。结果显示,在辽东栎林及油松林内,增加种子和干扰强度(去除枯落物),能引起出苗量和幼苗补充量的显著增加,且2种处理方式间存在交互作用,表明在郁闭林冠下,辽东栎幼苗的补充受到了种子和微生境的双重限制,枯落物是导致微生境限制的主要因素之一。在灌草丛生境,各种处理方式均不能增加幼苗的补充量,表明辽东栎无法在开阔生境(强光照、干旱)中完成实生幼苗的补充更新。3种生境中的幼苗同生群生存分析表明,辽东栎幼苗在森林群落中存活率显著高于灌草丛群落。根据幼苗生长指标判断,在3种生境中,人工油松林是辽东栎幼苗定居的最佳场所。与实验预期相反,灌木对辽东栎幼苗的补充无显著影响。     

子午岭辽东栎群落乔木种间联结与取样面积

以x2检验、种间联结系数(AC)、Person相关系数(r)、方差比率(馏)和某一取样面积尺度下的样方中未共同出现的物种对数目Na为参数,探讨黄土高原子午岭辽东栎群落主要乔木种间联结特性与取样面积的关系.x2检验和AC分析表明,显著的种问联结关系仅出现在25和50 m22个取样面积中;相关分析表明,显著的种间相关出现在取样面积25～200 m2,但r值的变化在25～100 m2较稳定;VR分析未能有效地区分不同取样面积中多物种关联的特性;Na值在面积为100～200 m2、样方数为40～80时较稳定.从合理的样方面积和适当的样方数量综合考虑,样方面积在100 m2、样方数为45个,能比较客观、稳定地反映辽东栎群落植物种间联结特性.     

黄土高原马栏林区主要植物种的生态位研究

应用L ev ins、Shannon-W iener生态位宽度公式和P ianka生态位重叠公式,定量研究了黄土高原马栏林区主要植物种的生态位宽度和生态位重叠特征,同时对主要种在演替系列上的生态位变化规律进行了分析.结果表明,在该地区森林群落演替系列中,乔木种生态位宽度的平均水平小于灌木种,建群种的生态位宽度小于主要伴生种;生态位宽度较大的种与其它各物种间生态位重叠的平均值较大,生态位宽度较小的种则相反,甚至没有重叠.由于物种生物生态学特性的不同和环境的异质性,具较宽生态位的物种间的生态位重叠也可能较小,生态位宽度较窄的物种间也可能有较大的生态位重叠,同属植物种对间也存在生态位重叠较大的情况.主要乔木和灌木种的生态位特征反映了森林群落演替的变化规律,该地区呈现出以自然恢复为主,同时又伴随着人为干扰的森林群落次生演替系列.     

黄土高原植物群落演替过程中的β多样性变化

采用空间代替时间的方法,以黄土高原子午岭林区6个处于不同演替阶段的植物群落为研究对象,通过β多样性的加性分解方法,揭示了群落演替过程中的β多样性及其成分(物种内嵌成分和物种更替成分)的变化规律.结果表明:在黄土高原群落演替过程中,β多样性在不同的层次呈现不同的变化规律,草本层物种呈现明显的单峰变化趋势,即随演替进展,β多样性逐渐增加,在灌丛演替到白桦群落阶段时达最大值,之后β多样性逐渐减小;灌木层β多样性随演替进展逐渐减小,而乔木层β多样性随演替进展逐渐增大;黄土高原群落演替过程中的β多样性变化由物种内嵌和物种更替2种过程共同完成,二者的相对贡献变异于不用的演替阶段和不同的物种层次,但以物种更替为主导过程;从物种多样性保护的角度考虑,应该尽可能多地保存不同的群落类型,而不是少数几个物种较丰富的群落类型.