三江平原残存湿地斑块特征及其对物种多样性的影响

景观破碎化是当前一个突出的生态学问题,破碎斑块的大小和形状特征对物种多样性具有重要影响。选取三江平原别拉洪河流域为研究区,通过调查残存湿地斑块的面积、形状和植物物种丰富度,利用相关分析和回归分析等方法研究了残存湿地斑块特征及其对物种多样性的影响。研究结果表明:在强烈的人为活动干扰下,三江平原湿地破碎化严重,残存湿地斑块面积较小,斑块形状规则、边界简单。斑块形状指数、分维数、形状特征点数和斑块面积、物种丰富度均没有显著相关关系,而斑块面积、周长和周长面积比对物种丰富度具有显著影响。但是斑块周长和周长面积比均受面积的直接影响,所以斑块面积是决定物种丰富度的主要因素,这点需在湿地生物多样性保护中予以重视。虽然斑块形状特征点数是农业景观物种丰富度的一个很好预测指标,但是该指标不适用于形状规则的残存湿地斑块物种丰富度预测。另外,对于残存湿地斑块种-面积关系的机理还有待进一步研究。     

马尾松和苦槠林根际土壤矿化和根系分解CO2释放的温度敏感性

以中亚热带马尾松林和苦槠林为对象,原位收集根际和非根际土壤、树木不同生态功能的根系,开展15 ℃、25 ℃、35 ℃和45 ℃恒温培养模拟试验,采用密闭气室碱液吸收法测定53 d内CO₂释放的动态变化.结果表明: 两种森林类型不同温度下土壤矿化CO₂释放速率的根际效应介于1.12～3.09,且培养前期高于培养后期;15 ℃下马尾松林和苦槠林差异不显著,25 ℃和35 ℃下前者低于后者,45 ℃下则相反.不同培养温度下两树种吸收根分解的CO₂释放速率均高于过渡根和贮存根,且马尾松均低于苦槠.两种森林类型CO₂释放的Q₁₀值均为土壤(1.21～1.83)显著高于根系(0.96～1.36).两种森林类型土壤矿化CO₂释放的Q₁₀值差异不显著,而马尾松根系分解CO₂释放的Q₁₀值高于苦槠.推断全球变暖导致的土壤矿化CO2释放的增量将远远高于根系分解,且马尾松林高于苦槠林;地带性顶极群落应对气候变化的抵抗力强于先锋树种群落.     

南昌城乡梯度绿地土壤水溶性有机碳变异及其对温度的响应特征

以南昌城区-郊区-乡村梯度森林、灌丛和草地3种绿地为对象,选取典型样地,采集表层土壤,测定初始状态和5、15、25、35、45 ℃恒温培养30 d后土壤水溶性有机碳（WSOC）含量.结果表明： 3种绿地的WSOC均值表现为城区高于乡村,WSOC占土壤总有机碳（TOC）的百分比（WSOC/TOC）表现为乡村高于城区（P<0.05）,但WSOC及WSOC/TOC在3种绿地间无显著差异.城乡梯度WSOC对培养温度的响应格局总体表现为5 ℃培养条件下乡村高于城区,45 ℃为城区高于乡村,郊区介于中间.WSOC的温度响应变异系数为森林和灌丛低于草地,且3种绿地均表现为沿城乡梯度呈增加趋势.WSOC与TOC、全氮和有效磷呈显著正相关,WSOC的温度响应变异系数与有效磷呈显著负相关.外源物输入可导致城区绿地WSOC含量增加,但城市环境有利于WSOC的稳定,估计与城区有效磷含量较高有关.     

江西瑞昌石灰岩山地淡竹林植物元素分布与吸收特征

为探究石灰岩山地淡竹林植物养分分布与吸收特征,辨析其与群落功能地位的关系,该研究通过测定江西瑞昌石灰岩山地淡竹林建群种淡竹(Phyllostachys glauca),伴生种胡颓子(Elaeagnus pungens)、油茶(Camellia oleifera)和枸骨(Ilex cornuta)不同器官9种元素含量,对比分析了元素分布与吸收特征。结果表明:(1)淡竹各器官大量元素(N、P、K、Ca、Mg)分布规律为叶根茎,微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu)分布规律为根叶茎;其叶中N [(18.82±1.16) g·kg-1]、P [(1.17±0.19) g·kg-1]、Fe [(1.01±0.09) g·kg-1]元素含量高;各器官的元素生物吸收系数大小顺序与元素含量一致。(2)伴生种植物大量元素分布与生物吸收系数顺序均为叶茎根。微量元素在器官的分布顺序因物种而异,油茶叶的Mn含量最高,为(1.88±0.18) g·kg-1,而Ca、Mg、Zn元素在枸骨茎中富集最多。(3)群落上层植物淡竹和光照条件较好的胡颓子各元素含量及分配规律相近,而林下植物油茶和枸骨元素含量与之相比相差较大。研究认为,淡竹林建群种和伴生种在元素分布和吸收特征的差异与群落光照条件密切相关。     

中国竹类植物基本形态学功能性状的比较

竹类植物作为一种克隆植物, 无次生生长过程, 具有独特的生长和繁殖特性。但有关不同类群竹类植物功能性状的变异规律所知甚少。本文以在中国分布的34属534种竹类植物为研究对象, 从Flora of China中收集和整理其秆高、直径、节间长、竹壁厚、叶长、叶宽等基本形态学功能性状, 根据竹类植物生物学特性, 按地下茎划分为丛生、散生和混生3个类群, 按出笋季节划分为春、夏、秋、冬4个类群, 按分布范围划分为中国特有(371个中国特有种)和非特有2个类群, 再采用方差分析和多重比较探讨不同类群竹类植物在基本形态学性状上的分异格局, 采用主成分分析揭示各个功能性状之间的内在关联, 剖析不同类群竹类植物功能性状的变异。结果表明: 丛生竹、散生竹和混生竹之间功能性状差异显著, 丛生竹具有最大的秆高、直径、节间长、竹壁厚, 最小的叶长和叶宽, 散生竹次之, 而混生竹则具有最小的秆性状和最大的叶性状。中国特有种在秆高、直径、竹壁厚、叶长方面显著小于非特有种。竹类植物秆高、直径、节间长、竹壁厚之间均呈显著正相关, 叶长和叶宽之间存在显著正相关。竹类植物在垂直方向上的大小性状(主要包括直径、秆高和竹壁厚)在第一主轴具有较大的贡献率, 而在水平方向上的叶片功能性状(叶长和叶宽)在第二主轴上贡献率最大。由此可见, 竹类植物在水平方向和垂直方向上对光资源的捕获差异可能是驱动竹类植物系统演化、特有性分布和出笋季节差异的关键因素。     

亚热带退化红壤区森林恢复类型土壤有机碳矿化对温度的响应

土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,它不仅受植被类型的影响,对环境温度也十分敏感。以江西省泰和县石溪退化红壤区马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superb)和枫香(Liquidambar formosana)3种森林类型为研究对象,将其土壤分别置于4种不同温度(5、15、25℃和35℃)条件下培养,采用碱液吸收法进行为期35 d的土壤碳矿化研究。在同一温度条件下,不同林型土壤CO_2累计碳排放量大小顺序为:枫香马尾松木荷。在4种不同温度条件下枫香林地土壤CO_2累计排放量最大,其次是马尾松林、木荷林,且不同森林类型土壤CO_2累计排放量随温度升高而增加(P0.05)。在15℃、25℃和35℃条件下,不同林地土壤潜在碳排放量间无显著性差异。在15℃和25℃条件下,土壤碳排放量随土壤全碳含量呈现先增后减的变化趋势(P0.05),全碳的极值点分别约为1.83%和1.89%。不同植被类型和培养温度对土壤碳矿化量有显著影响,说明植被类型和温度能够对土壤呼吸产生重要影响,且不同温度对土壤呼吸作用更显著(P0.000),但两因素间并无显著交互效应。在25℃时,不同林型土壤碳排放量随土壤含水量先增后减,表明土壤含水量并不是影响土壤碳排放量的调控因子。采用单库模式方程C_m=C_o(1-exp~(-kt))对土壤潜在碳排放进行模拟,得出不同温度不同林型土壤最大碳排放量随温度升高而增加。不同林型不同温度条件下土壤Q_(10)值范围为1.797—1.971,变化幅度较小,且不同林型土壤Q_(10)值并未表现出显著性差异,这一结论为研究林型和温度对土壤碳矿化的影响提供参考。     

三峡库区重庆段土地生态状况时空格局演变特征

以三峡库区重庆段为研究对象,基于“基础-结构-效益-胁迫”框架构建了土地生态状况评估指标体系,利用变异函数理论模型对研究区2000年、2009年、2014年土地生态状况综合指数进行了拟合分析,通过空间自相关、冷热点分析及转移矩阵分析方法,分析了2000—2014年研究区域土地生态状况的时空演化规律。结果表明:(1)研究区土地生态质量呈现出库区腹地、库区中部、库区尾部依次降低的分布特征,且2000—2014年呈现出快速恶化-缓慢逆转的变化过程。(2)研究区2000—2014年C0/(C0+C)先减后增,呈中等空间自相关,表明结构性因素引起的空间异质性起主要作用;但随机性因素对土地生态状况的空间分异影响亦不可忽视,这与研究区14年来经济高速发展、人类对土地资源利用强度加剧以及区域自然灾害频发的实际情况相符。(3)从Moran′sI值判断,2000—2014三峡库区重庆段的土地生态状况在区域上一直处于较高的集聚状态,2000—2009年集聚增强,2009—2014年集聚减弱。(4)从冷热点分析结果来看,2000—2014年,热点区域、冷点区域范围总体上均呈现出逐渐增加的趋势,但在空间上表现出了一定的分异特征:库区尾部的热点区域不断拓展,而库区腹地的热点区域则表现出逐年减小的趋势;且研究区热点区域主要集中分布在库区尾部的主城区和库区腹地万州区的中心城区,冷点区域主要分布在库区腹地的巫山县、巫溪县、奉节县、开州区和库区中部的石柱县、丰都县、武隆区等土地利用程度相对较弱、植被覆盖相对较好地区。     

樟树叶绿体基因组密码子偏好性分析

为分析樟树(Cinnamomum camphora)叶绿体基因组密码子偏好性使用模式,该研究利用CodonW、EMBOSS、R语言等软件和程序,对53条樟树叶绿体基因组密码子使用模式及偏好性进行了系统分析。结果表明:樟树叶绿体基因的有效密码子数(ENC)在36.82～59.30之间,表明密码子的偏好性较弱。相对同义密码子使用度(RSCU)分析发现RSCU>1的密码子有32个,其中28个以A、U结尾,表明第3位密码子偏好使用A和U碱基。中性绘图分析发现GC₃与GC₁₂的相关性不显著,回归曲线斜率为0.049,说明密码子偏好性主要受到自然选择的影响。ENC-plot分析发现大部分基因落在曲线的下方,同样表明选择是影响密码子偏好性的主要因素。该研究发现共有9个密码子(UUU、CUU、UCA、ACA、UAU、AAU、GAU、UGA、GGA)被鉴定为樟树叶绿体基因组的最优密码子。     

南昌市植被覆盖度时空演变及其对非气候因素的响应

植被是陆地生态系统的重要组成部分,植被覆盖在空间上的差异是气候和人类活动交互作用的结果。随着城市扩张,人类活动的加剧及不合理的土地利用方式导致了很多生态问题,对植被覆盖有重大影响。基于地形调节植被指数的像元二分模型,利用3期landsat-5 TM影像图分析南昌市植被覆盖度时空演变特征,并结合DEM数据分析植被覆盖度及变化的地形梯度分异规律,利用3期土地利用图量化植被覆盖度变化对土地利用方式转变的响应。结果显示:1)研究区2001—2010年植被覆盖度从0.54下降为0.42,总体上呈退化趋势,2005年之后植被退化有所减缓;2)植被覆盖度的地形梯度变化显著。植被覆盖度与高程呈高度的正相关性,在坡度0—22°梯度带呈现较高的正相关,在坡度22—40°梯度带呈现较高的负相关。80%以上植被覆盖变化集中在海拔30 m以下、坡度4°以下的区域;3)植被覆盖度变化是地形与土地利用综合作用的结果。在平原低丘区,土地利用行为是植被覆盖变化的主导因素。城市的建设和扩张导致占用耕地、林地和草地,以及大面积的撂荒、伐林等土地活动对植被覆盖退化的贡献率为50%以上,是植被覆盖退化的主要原因,而退耕还林还草、废弃地复垦、后备资源开发为植被覆盖增加的主要原因。可为平原低丘区生态环境监测和构建环境友好型土地利用模式提供科学依据。