青藏高原高寒草地植物物种丰富度及其与环境因子和生物量的关系

在青藏高原进行了大范围的群落调查 ,研究高原的两种主要草地群落类型———高寒草甸和高寒草原的植物物种丰富度及其变化。结果表明 :(1)在 5 0个样地 2 5 0个 1m× 1m的样方中 ,共出现 2 6 7种植物 ,其中高寒草甸179种 ,高寒草原 135种。在高寒草甸 ,1m2 样方内物种数最多为 32种 ,最少的仅为 3种 ;在高寒草原 ,物种数最多为 18种 /m2 ,最少的仅为 2种 /m2 。 (2 )物种丰富度随经度和纬度的增加呈增加趋势 ;随海拔的上升呈减少趋势。对物种丰富度与环境因子之间进行逐步回归 ,发现物种丰富度与生长季降水和温暖指数呈显著正相关。 (3)物种丰富度与地上生物量呈显著正相关。     

内蒙古灌丛化草原毛刺锦鸡儿种群结构和空间分布格局北大核心CSCD

灌丛化草原的形成机制和群落结构与功能是植被生态学研究的一个重要科学问题。植物种群空间格局分析是研究植物种群相互作用及种群与环境关系的重要手段。灌丛化草原是内蒙古草原的主要类型。该文选择分布在鄂尔多斯市的毛刺锦鸡儿(Caragana tibetica)灌丛化草原为研究对象,布设一个64 m×64 m的样方,采用"三线定位法"确定样方中灌木的空间位置,用点格局的方法分析灌木空间分布格局与种内关联。结果显示:(1)毛刺锦鸡儿种群为增长型种群,成熟毛刺锦鸡儿个体在半径<3.7 m的范围内为均匀分布,范围增大则呈随机分布;毛刺锦鸡儿幼年个体在0.3–20.4 m之间为聚集分布,其他范围表现为随机分布;死亡个体在0.7–1.4 m范围为聚集分布,其他范围则随机分布。(2)毛刺锦鸡儿存活个体对死亡个体在0–9.9 m范围内为不明显的正相互作用,其他范围无相关关系;成熟个体对幼年个体在<2.2 m范围表现为负相互作用,在>2.2 m范围表现为不相关。研究显示,毛刺锦鸡儿灌丛化草原不同发育阶段的毛刺锦鸡儿种群空间分布格局是不同的,并随空间尺度的变化而变化,如果在干旱区采用毛刺锦鸡儿对退化草原进行恢复重建,灌木间的株行距以4 m为宜。     

中国草地生态系统碳库及其变化

准确评估草地生态系统碳库及其年际变化, 对揭示草地在中国陆地生态系统碳循环中的作用以及合理利用有限的草地资源有着极为重要的意义. 虽然中国学者在研究草地碳库及其动态变化方面已开展了很多工作, 但目前仍缺乏对中国草地生态系统碳库及其动态变化特征的全面认识. 通过综述当前中国草地碳循环研究的最新进展, 结合本研究组的工作, 试图全面评价中国草地生态系统碳库(植被生物量碳库和土壤有机碳库)及其动态变化. 结果显示: (1) 不同研究得到的中国草地生物量碳密度(单位面积生物量)存在较大差异, 为215.8~348.1 g C/m², 平均值为 300.2 g C/m². 同样, 对中国草地土壤有机碳密度(单位面积土壤碳库)的估算也存在显著差异, 在8.5~15.1 kg C/m²之间变动, 但考虑到8.5 kg C/m²的估算值是基于近千个土壤剖面的实测数据计算得到, 全国平均水平的土壤碳密度一般不会超过此值. 因此, 若采用目前最广泛使用的草地面积(331×104 km²), 那么中国草地生态系统碳库约为29.1 Pg C(1 Pg=1×10¹⁵ g), 其中96.6%的碳储存于土壤有机质中. (2) 文献报道的近20年中国草地生物量和土壤有机碳库的变化方向和变化量均存在差异. 按照最新的估算, 中国草地生物量和土壤有机碳库在过去20年里没有发生显著变化, 即中国草地生态系统处于中性碳汇状态. (3) 中国草地生物量的时空变异与降水量的变化关系密切. 土壤有机碳库的空间变异主要受与降水量密切相关的土壤水分的影响, 但土壤质地等因素也起一定作用. 此外, 放牧与围封等人类活动将对草地生物量和土壤碳库及其动态变化产生强烈影响.     

Response of tree growth to nitrogen addition in a Larix gmelinii primitive forest

 氮沉降对树木生长的影响是全球变化研究的一个核心问题。该文通过设置4种氮添加水平(对照(0)、低氮(20 kg N·hm^-2·a^-1)、中氮(50 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(100 kg N·hm^-2·a^-1)), 研究了模拟氮沉降对落叶松(Larix gmelinii)原始林树木胸径生长的影响。结果表明: 中氮和高氮添加对落叶松胸径相对生长率有显著影响, 而且这种影响随施氮年限的增加而增强。不同高度的树木对氮添加的响应有很大差异, 较低树木(树高<16.5 m)的生长对氮添加无显著响应, 而较高(树高>16.5 m)的树木在中氮和高氮处理下胸径生长有显著加速(胸径相对生长率增幅>79.5%), 但随着树木高度的进一步增加, 这种加速作用明显下降。研究结果显示氮添加会促进落叶松胸径生长, 这种促进作用主要发生在较高的落叶松个体中。     

种植密度对苜蓿生长及生物量的影响

种植密度作为影响作物产量和品质的重要因素, 会造成植物对于光照、水分和养分的竞争。为研究种植密度对苜蓿生长与产量的影响, 在日光温室环境下, 以紫花苜蓿(Medicago sativa)为材料, 设置25、100、400、800、1 500、2 000株·m ^-2, 共6个种植密度, 对紫花苜蓿的种群密度和生长状况进行了观测。结果表明, 各处理播种后15天的平均种植密度分别为25、100、373、745、1 255、1 938株·m ^-2; 随着紫花苜蓿的生长, 除了低密度(25、100株·m ^-2)处理没有发生植株数量的变化外, 其余4个密度处理植株数量均有所减少, 即发生不同程度的自疏, 至第二茬收获时(播种后第187天)种群数量分别减少为297、571、759、839株·m ^-2。植株个体的株高、基径和分枝数量随着现存密度的增加呈指数下降; 个体生物量与现存密度的关系满足竞争密度效应的幂函数关系, 即随着密度的增加而减小。紫花苜蓿单位面积地上生物量符合最终产量恒定法则, 然而, 随着密度的增加, 地下生物量有先增加后减小的趋势。     

长白山北坡植物群落组成、结构及物种多样性的垂直分布

通过沿海拔梯度的系统调查,运用TWINSPAN分类方法,划分出长白山北坡的主要植物群落类型,对这些群落的组成和结构进行了分析。利用物种丰富度、α多样性和β多样性等指标,研究了群落多样性随海拔梯度的变化趋势。结果表明,乔木层植物可分为4个群落类型：从低海拔到高海拔依次为红松(Pinus koraiensis)针阔混交林、红松针阔叶树种与云冷杉组成的过渡群落、云冷杉暗针叶林以及岳桦林(Betula ermanii)。乔木层优势种重要值的分析清楚地反映出长白山北坡植被垂直带谱的优势成分。径级频度分布的分析表明该区域主要群落的自我更新状况良好。植物物种多样性随海拔梯度的变化趋势为：随海拔升高,乔木层和灌木层的物种丰富度呈下降趋势,但草本层的变化趋势不明显;乔木层和灌木层的α多样性(Shannon-Wiener指数)呈下降趋势,草本层则变化不明显;无论是木本层还是草本层的Pielou均匀度指数均没有明显的变化;乔木层、灌木层和草本层植物的β多样性(Cody指数)均随着海拔的升高而下降。     

落叶松原始林树木生长对氮添加的响应

氮沉降对树木生长的影响是全球变化研究的一个核心问题。该文通过设置4种氮添加水平(对照(0)、低氮(20 kg N·hm^-2·a^-1)、中氮(50 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(100 kg N·hm^-2·a^-1)), 研究了模拟氮沉降对落叶松(Larix gmelinii)原始林树木胸径生长的影响。结果表明: 中氮和高氮添加对落叶松胸径相对生长率有显著影响, 而且这种影响随施氮年限的增加而增强。不同高度的树木对氮添加的响应有很大差异, 较低树木(树高<16.5 m)的生长对氮添加无显著响应, 而较高(树高>16.5 m)的树木在中氮和高氮处理下胸径生长有显著加速(胸径相对生长率增幅>79.5%), 但随着树木高度的进一步增加, 这种加速作用明显下降。研究结果显示氮添加会促进落叶松胸径生长, 这种促进作用主要发生在较高的落叶松个体中。