蒙古沙冬青群落区系组成及分类研究

蒙古沙冬青是西北地区珍稀濒危树种,探究区系组成和群落特征对于维持西北干旱荒漠区脆弱生态系统具有重要意义。该研究调查了26个蒙古沙冬青群落样地,采用TWINSPAN进行群落分类,同时利用典范对应分析(CCA)分析沙冬青群落物种组成与生态因子的关系,为珍稀濒危植物蒙古沙冬青的保护提供基础数据。结果表明:(1)蒙古沙冬青群落物种组成以豆科、禾本科、菊科和藜科植物为主,隶属于28科63属90种,区系组成以地中海、北温带分布及世界分布为主。(2)TWINSPAN等级分类可将26个蒙古沙冬青样地划分为9个群落类型,即蒙古沙冬青+蓍状亚菊群落、蒙古沙冬青+红砂群落、蒙古沙冬青+新巴黄耆群落、蒙古沙冬青+无芒隐子草群落、蒙古沙冬青+霸王群落、蒙古沙冬青+驼绒藜群落、蒙古沙冬青+白刺群落、蒙古沙冬青+沙鞭群落和蒙古沙冬青+毛刺锦鸡儿群落。(3)CCA排序分析显示,年均降雨量(F=2.8,P=0.002)、生长季降雨量(F=2.6,P=0.002)、速效氮(F=2.1,P=0.006)、太阳辐射量(F=2.1,P=0.008)、蒸汽压(F=1.9,P=0.006)、土壤有机质(F=1.7,P=0.04)、纬度(F=1.7,P=0.006)是影响蒙古沙冬青群落组成的主要生态因子。     

宁夏贺兰山青海云杉林藓类植物C∶N∶P化学计量特征

为探究山地森林生态系统藓类C、N、P化学计量学特征及适应机制,本研究沿海拔梯度在宁夏贺兰山青海云杉林设置15个样地,分析藓类地上组织C∶N∶P化学计量特征及其与环境因子的关系。结果表明：藓类植物地上组织C、N、P含量与海拔无关,且均值分别为336.67、20.31和0.66 mg·g^-1;地上组织N∶P均值为33.4,说明藓类植物生长受P限制。藓类植物地上组织中C含量与土壤全氮含量呈显著正相关,与土壤全磷含量呈显著负相关;藓类植物地上组织中N含量与土壤有机碳和土壤全氮含量均呈显著负相关。冗余分析表明,环境因子对藓类地上组织化学计量特征的解释率为48.5%,主要环境影响因子为郁闭度、土壤全氮、土壤全磷;高郁闭度对藓类植物的生长具有促进作用。     

宁夏蒙古扁桃群落特征与分类

蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)是中国珍稀濒危保护植物, 对植物区系进化、维持荒漠生态系统多样性与稳定性具有较高的学术价值和诊断意义。在宁夏境内设置14个样地, 利用样地调查法对蒙古扁桃群落组成进行了研究。结果表明: 蒙古扁桃群落记录到物种有74种, 隶属于28科53属; 生长型统计显示乔木2种, 灌木21种, 半灌木11种, 多年生草本36种, 一年生草本4种。依据TWINSPAN等级分类将14个蒙古扁桃样地划分为蒙古扁桃-草本荒漠、蒙古扁桃-半灌木荒漠2个群丛组和蒙古扁桃-戈壁针茅(Amygdalus mongolica - Stipa tianschanica var. gobica)、蒙古扁桃-猫头刺(Amygdalus mongolica - Oxytropis aciphylla)、蒙古扁桃-短花针茅(Amygdalus mongolica - Stipa breviflora)、蒙古扁桃-蓍状亚菊(Amygdalus mongolica - Ajania achilleoides)、蒙古扁桃-阿拉善披碱草(Amygdalus mongolica - Elymus alashanicus)、蒙古扁桃-蓍状亚菊+短花针茅(Amygdalus mongolica - Ajania achilleoides + Stipa breviflora) 6个群丛。该研究结果将为蒙古扁桃的保护和利用以及该群系植被志的编纂提供基础数据。     

蒙古沙冬青根际土壤细菌群落组成及多样性与生态因子相关性研究

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）是中国西北荒漠唯一的常绿阔叶灌木,耐干旱、抗逆性强,在水土和荒漠化防治方面发挥着重要作用。为了探究蒙古沙冬青根际微生物多样性与生态因子互作机制,采用高通量测序技术测定了26个自然种群根际土壤细菌多样性;利用冗余分析（Redundancy analysis,RDA）探讨了根际细菌群落组成和多样性与生态因子之间的关系。结果表明：蒙古沙冬青根际土壤细菌隶属于15门、43纲、68目、123科、185属;主要优势细菌群为蓝菌门（Cyanobacteria）65.74%、变形菌门（Proteobacteria）21.72%、放线菌门（Actinobacteria）6.28%（相对丰度>2%）;优势菌纲为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）17.48%、放线菌纲（Actinobacteria）4.76%、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）3.28%。RDA分析显示：生态因子能够解释蒙古沙冬青根际土壤细菌群落多样性52.69%的方差,其中年均降雨量（F=12.8,P=0.002）、纬度（F=5.1,P=0.016）、太阳辐射（F=5,P=0.02）是影响土壤细菌多样性的主要因素。研究结果可为深入认识荒漠生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因素提供理论依据。     

贺兰山东麓不同植被类型叶片化学计量特征研究

为了探究贺兰山东麓地区不同植被类型植物叶片碳氮磷含量及其计量比特征与环境因子的关系。该研究于研究区沿海拔梯度设置了高山草甸、云杉纯林、山杨纯林、浅山灌丛和荒漠草原5个典型植被样地,测定了63种植物叶片碳、氮、磷含量和样地土壤养分特征,分析了植物叶片碳氮磷含量及其计量比特征与环境因子的关系。结果表明:(1)贺兰山东麓地区63种植物叶片平均C含量为520.46±62.08 mg·g-1,平均N含量为24.03±3.37 mg·g-1,平均P含量为1.69±0.51 mg·g-1;植物叶片N、P、C/N、C/P、N/P服从正态分布,而叶片C不符合正态分布,且叶片C/P和N/P较之C/N变异更大。(2)不同生活型植被叶片化学计量差异显著;叶片C、P含量乔木最高,叶片N含量草本最高;乔木植物叶片C/N最高,而N/P最低;叶片的C/P灌木最高。(3)植物叶片N含量、N/P和C/P均随海拔上升而增高,在海拔2073 m(山杨纯林处)显著降低,之后又呈显著增高趋势;而植物叶片P含量和C/N在山杨纯林处达到最高值随后呈显著下降趋势。(4)荒漠草原和浅山灌丛受到P限制,云杉纯林受到N限制,高山草甸可能受N、P的共同限制。虽然山杨纯林植物N/P<14,但因其具有较高的N、P吸收能力,且N转换率显著高于P,故不认为山杨纯林植物受到N限制。     

子午岭油松林灌木层主要树种的空间分布格局和种间关联性研究

对子午岭油松林的主要物种进行实地调查,并根据林下灌木层各物种的重要值确定主要树种,然后用聚集强度指数、x2值和关联度指数对林下灌木层主要树种的空间分布格局和种间关联性进行分析.结果显示:(1)13个主要树种中除辽东栎的K值和CA值小于0外,其余种群皆表现为K>0,C>1,CA>0,I>0,m*/m>0;(2)x2检验显示,大多数树种种间关联性不显著;(3)种间关联度分析显示,树种呈正联结的共计36对,呈负联结的也有36对,有6对是关联强度低的种对.结果表明,在子午岭油松林中辽东栎与其它树种相比,具有广泛均匀分布的倾向,与其它树种之间存在强烈的竞争关系,辽东栎树种具有一定的种间竞争扩张优势.     

宁夏南部生态移民迁出区不同恢复模式土壤微生物群落特征

为了揭示人工林对土壤微生物环境的作用机理,利用高通量测序技术,比较了宁南山区刺槐、河北杨、油松、青海云杉和自然恢复林地的土壤真菌、细菌群落组成及多样性,分析了土壤理化性质与优势菌群的关系。结果表明: 1)不同恢复模式土壤真菌优势菌门为子囊菌门、担子菌门、被孢霉门、未分类真菌,占总真菌群落的90%以上;细菌优势菌门为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和其他细菌门,占总细菌群落相对丰度的80%以上。2)油松林地土壤真菌多样性最高,Shannon指数和 Simpson 指数分别为3.72±0.37、0.07±0.04。自然恢复林地真菌物种数量最高,Ace和Chao1指数分别为708.19±137.25、706.26±125.34;油松林地细菌多样性和物种数量都最高,Shannon、Simpson、Ace和Chao1指数分别为6.57±0.04、0.004±0.00、3439.81±41.67和3463.14±32.16。3)不同恢复模式相对丰度差异显著的真菌属为产油菌属、枝孢菌属、链格孢属,细菌属为67-14科未定名属、红色杆菌科红色杆菌属、鞘脂单胞菌科鞘脂单胞菌属。4)微生物优势菌群与土壤理化性质的冗余分析(RDA)表明,土壤容重(BD)、碳氮比(C/N)、pH是影响真菌优势菌群的主要因子,BD、氮磷比(N/P)、全磷(TP)、全碳(TC)是影响细菌优势菌群的主要因子。总体而言,不同恢复模式间真菌丰度差异性高于细菌丰度,表明真菌群落组成及其多样性对于不同树种和土壤环境变化较细菌群落更为敏感。研究结果将为宁南山区植被恢复措施及生态系统功能稳定性的维持提供理论支持。     

沙棘属植物叶片碳稳定同位素含量与气候的关系

本试验以131个沙棘属植物种群为研究对象,通过测定其叶片碳稳定同位素(δ¹³C)值,分析了碳稳定同位素特征与环境因子之间的关系。结果表明: 沙棘属植物叶片的δ¹³C值介于-24.65‰～-29.11‰,平均值为-26.97‰,属于C3植物,叶片δ¹³C值变异系数为种内大于种间,表明环境因子是影响沙棘属植物叶片δ¹³C含量变化的主导因素。沙棘属植物叶片的δ¹³C值与经纬度的变化无显著相关,与海拔呈显著负相关。通过建立回归方程: δ¹³C(‰)=0.118VAP-0.007GST-0.000028RDA-20.721(R²=0.212,P<0.0001),说明影响沙棘属叶片δ¹³C值最主要的因素是水蒸气压(VAP)、生长季温度(GST)和太阳辐射(RDA)。研究结果可为沙棘属植物对全球气候变化的响应提供理论依据。     

长白山东坡不同海拔长白落叶松径向生长对气候变化的响应

为了解高山林线附近树木生长对气候变化的敏感性, 选取长白山东坡火山喷发后形成的过渡性植物群落长白落叶松(又称黄花落叶松) (Larix olgensis)林为研究对象, 并建立不同海拔高度长白落叶松的3个年轮宽度年表, 研究不同生境长白落叶松径向生长对气候变化的响应, 并利用冗余分析对不同海拔的年轮指数与气候因子的关系做进一步分析。主要结果如下: (1)高海拔年轮年表的统计特征更显著, 比低海拔径向生长对气候因子的响应更加敏感; (2)高海拔径向生长主要受上年生长季前期和生长季气温的限制, 尤其是上年6月和8月气温的限制作用, 低海拔径向生长主要与降水量有关, 受当年9月降水量和当年8月帕尔默干旱指数(PDSI)的共同影响; (3)林线内树木对气候响应的敏感性强于林线外, 林线外小生境的异质性及干扰事件频发可能掩盖了树木对气候因子的敏感性, 林线下方可能是检验林线处树木生长对气候响应平均状态的最佳位置; (4)不同海拔年轮年表与气候因子的冗余分析与响应函数分析的结果基本一致, 进一步证明了冗余分析可以有效地量化树轮指数与气候因子的关系。该研究为全球变暖背景下长白山东坡长白落叶松林的管理及该区域气候重建提供了基础数据。