不同利用方式下内蒙古典型草原群落物种相互关系的年际变化

放牧和刈割作为内蒙古草原主要利用方式,对大针茅群落演替以及建群种更替有着重要影响。以内蒙古典型草原大针茅群落为研究对象,2013—2015年连续3年对放牧和刈割两种利用方式下大针茅群落小尺度格局进行定点观测,其中,2014年气候极端干旱且温度较高;运用Ecosim7.72软件计算C-score和V-ratio来反映群落物种间相互作用关系,并分析相互作用关系的年际变化以及影响因素。结果表明:(1)2013年和2015年温度和降水与该区域年均值比较接近,放牧和刈割两种利用方式下群落植物间相互作用关系均为竞争;(2)2014年为极端干旱和高温的年份,放牧和刈割两种利用方式下群落植物间相互作用的值或方向发生了很大变化,其中,放牧利用加剧植物间的竞争,而刈割利用方式下植物间相互作用为促进。(3)所得结果表明气候波动是影响群落物种间相互作用的主要因素,而在极端年份,利用方式会影响群落物种间相互作用的方向和大小,这不仅为胁迫梯度假说的完善提供了实验数据,而且可为该区域草原的合理利用和保护措施的制定提供理论指导。     

CCM 在研究园林植物NOX 吸收能力中的应用

以湛江市6 种园林植物常绿乔木小叶榕(Ficus concinna)和人面子(Dracontomelon duperreanum), 常绿灌木龙船花(Ixora chinensis)和朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)以及落叶乔木大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)和黄葛榕(Ficus virens)为研究对象, 探讨叶绿素仪(CCM)在研究植物NOx 吸收能力中的应用。研究结果表明: 1)6 种植物的叶片CCI值与全氮含量均呈显著的正相关, 朱槿和人面子表现出最好的线性相关(R2 = 0.70, P < 0.001; R2 = 0.74, P < 0.001),CCI 值可以用于叶片氮含量的预测。2) 植物可以响应不同浓度的NOX 而表现出叶片氮含量的差异, 各树种的叶片CCI值均为污染区显著高于清洁区, 与叶片实测氮含量呈相同的变化趋势。3)CCI 值在植物生活型间并不存在显著差异, 宜在物种水平上进行研究; CCI 值同时受叶面积、叶片含水率和叶比重(Leaf mass per area, LMA)等因素的影响。利用CCI值可以快速、无损地测定叶片在污染区和清洁区不同NOX 浓度下叶片全氮的相对含量, 从而判断不同植物的NOX 相对吸收能力, 但这一方法的准确实施, 不仅需要更大的样本建立精准的模型, 也需要更加科学、合理的取样, 更为关键的是污染区和清洁区的CCI 差值应建立一个统一的转换尺度。     

内蒙古典型草原建群种羊草基因型多样性抑制群落物种多样性的生态功能

植物群落的物种多样性以及群落建群种的基因型多样性对群落生态功能是否存在交互影响已成为群落生态学研究的热点内容。以内蒙古典型草原群落内常见物种为研究对象,研究了群落物种多样性与建群种羊草(Leymus chinensis)基因型多样性及其交互作用对群落生物量生态功能特性的影响。结果表明:(1)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对群落地上、地下和总生物量无显著影响(P0.05);(2)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对多样性效应(净多样性效应、互补效应和选择效应)有显著影响(P0.05)。羊草基因型多样性抑制多样性净效应的发挥,且主要抑制互补效应;而物种多样性则促进多样性净效应的发挥,主要表现为选择效应对地上生物量的正效应;(3)互补效应对群落生物量多样性净效应起主要贡献。实验所得结果不仅为探讨多样性效应在物种水平以及群落水平上对群落生物量的影响因素提供了重要启示,而且为内蒙古草原种质资源的保护及合理利用,乃至生态系统的恢复和重建提供理论指导。     

平茬处理对小叶锦鸡儿灌丛邻居植物群落空间格局的影响

近几十年来,内蒙古典型草原小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化现象普遍发生,严重影响了草地生产力。平茬作为灌丛化草地主要管理方式之一,已受到广泛关注;然而平茬如何影响灌丛邻居植物群落的格局动态及其下土壤理化性质变化,仍缺少相应研究。以内蒙古草原小叶锦鸡儿灌丛化草地为研究对象,进行平茬处理,并依据距离小叶锦鸡儿灌丛的远近位置(远—2.5 m,近—0.5 m)设置样方进行植物群落调查和土壤样品的采集,经分析发现:(1)平茬处理显著提高了灌丛邻居植物群落均匀度及邻居植物群落下土壤全碳、全氮含量。(2)借助零模型(Null-model)分析,得出未平茬处理条件下,距离灌丛远近两种位置群落均表现为竞争性格局;而平茬处理条件下,群落竞争性格局作用弱化,且距离灌丛2.5 m位置处群落表现为促进性格局。(3)调查群落中物种间的关系多为中性作用;仅有少数物种对表现为显著正(或负)相互作用关系,且多由群落中优势物种组成;平茬处理条件下群落中显著负相互作用关系物种对比例下降,支持群落整体竞争性格局弱化这一结论。所得结果不仅为小叶锦鸡儿灌丛平茬处理条件下邻居植物群落及土壤环境的动态变化的探讨提供了实验依据,而且对灌丛化草地的恢复具有一定的实践指导意义。     

内蒙古典型草原区四种主要物种的植物-土壤反馈作用

植物-土壤反馈对解释群落组成变化和预测群落动态具有重要意义,是群落生态学与恢复生态学研究的热点领域。本研究以内蒙古典型草原区4种主要物种羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、克氏针茅(Stipa krylovii)和冰草(Agropyron cristatum)为研究对象,采用植物-土壤反馈研究的两阶段法进行盆栽实验,研究了单种种植植物对土壤的影响(所得土壤用S-植物种拉丁名首字母表示,分别为S-Lc、S-Sg、S-Sk、S-Ac),以及这些受影响土壤对后续种植植物个体水平和群落水平的植物-土壤反馈作用。结果表明:(1)4种植物单种后对土壤C∶N、速效磷含量以及p H值3个指标具有显著影响(P0.05);(2)个体水平的植物-土壤反馈具有物种特异性,羊草和冰草的分蘖数、株高、地上部生物量、地下部生物量以及总生物量5个观测指标的最高值均出现在S-Sk;克氏针茅5个观测指标的最高值出现在S-Lc;大针茅分蘖数和株高的最高值出现在S-Ac,而生物量的最高值出现在SLc;(3)大针茅和克氏针茅的反馈效应值(FV)显著小于0,表现为负反馈;冰草表现为中性反馈;羊草表现为中性至弱正反馈;(4)4种物种两两间净配对反馈值(I)均为负值,且克氏针茅-羊草以及克氏针茅-冰草间反馈值显著小于0,表明这些物种两两间能稳定共存。这些结果为内蒙古草原区植物群落组成变化对地下部土壤、后续植物的生长状况以及主要物种种间关系的影响的预测提供了实验数据。