神农架南坡珍稀植物独花兰的物候、繁殖及分布的群落特征

神农架南坡独花兰分布的群落一般位于坡度 1 5～ 45°的阴坡 ,海拔范围为 1 30 0～ 1 70 0 m。土壤类型主要为山地黄棕壤 ,p H值 5 .0～ 5 .6。9月中下旬独花兰地下假鳞茎萌芽出土并开始展叶 ,1 1月中下旬抽生花葶 ,次年 3月下旬开花 ,4月下旬至 5月上旬叶片逐渐枯死 ,地下部假鳞茎开始发育 ,9月中下旬假鳞茎发育成熟 ,1 0月下旬至 1 1月上旬果实成熟。独花兰的结实率两年的调查结果差异较大 ,分别为 2 .3%、9.5 %。每株独花兰每年能长出 1～ 3个假鳞茎 ,抽生 1～ 3个叶片和花葶。神农架南坡独花兰主要分布在以化香 ( Platycarya strobilacea)、四照花 ( Dendrobenthamia japonica)、华千金榆 ( Carpinuscordata var.chinen-sis)等为主的落叶阔叶林下以及以箬竹 ( Indocalamustessellatus)灌丛下 ,群落物种组成中北温带成分占绝对优势。群落遭到不同程度的人为干扰 ,随着干扰强度的递增 ,独花兰在不同群落中的个体数量有递减的趋势 ,在郁闭的森林下个体数量最大而箬竹灌丛下最小。人为干扰、结实率低、种子萌发困难是导致独花兰濒危的主要原因 ;建立保护区 ,恢复独花兰分布区的森林植被是保护独花兰的有效途径。     

生态学中的新领域——沃岛效应与草原灌丛化

在半干旱的草原和稀树干草原生态系统中,木本植物(包括乔木和灌木)通过改变土壤结构、微生物的生物量、土壤湿度和小气候,并将有机物质集中于其树冠层之下,从而对养分的空间分布和循环产生影响,这就是所谓的沃岛效应(fertile islandeffects)。木本植物通过对树冠层下物理环境的修饰作用,不仅引起养分的富集,也形成了比周围环境更加温和的小气候,使得沃岛成为植物更新的适宜地点,也常常吸引动物来此栖息、取食和寻求庇护,同时有利于土壤微生物和土壤动物的活动。因此,沃岛不仅是生态系统生物地化循环的中心,也是一切生物活动集中的场所;同时…     

平衡与非平衡生态学在锡林河流域典型草原放牧系统中的应用

为认识放牧系统的复杂性和稳定性 ,产生了放牧系统的平衡生态学和非平衡生态学原理。放牧系统的平衡生态学原理假定 :一旦干扰在系统中发生 ,系统将偏离平衡态 ;而当干扰解除后 ,系统将自动返回原来的状态或在新的领域实现平衡。在对内蒙古锡林河流域典型草原放牧系统动态的研究中 ,来自平衡生态学的 Clem ents- Duksterhuis演替理论提供了一个基本的研究框架。尽管已经证实对退化不太严重的典型草原放牧系统 ,平衡生态学原理是适用的 ,但是对于这一地区严重退化的放牧系统的动态 ,它显然并不能给予合理的解释。事实上许多放牧系统动态遵循非平衡生态学原理。在非平衡放牧系统中 ,稳定的状态是不会实现的 ,因为在这样的系统中 ,非生物变量对于植被的动态似乎起着决定性的影响 ,从而也决定着草食动物的种群动态。状态与过渡模型基于非平衡生态学原理 ,它能够解释过度放牧下典型草原生态系统的崩溃或灌丛化 ,因此它适于该地区严重退化的典型草原放牧系统的动态。鉴于内蒙古锡林河流域典型草原放牧系统普遍严重退化的现实 ,未来该地退化放牧系统的研究应更多地应用非平衡生态学原理 ,并且严重退化的草原生态系统的恢复试验 ,特别是灌丛化草原的重建也应置于它的指导之下     

典型温带草原群落土壤呼吸温度敏感性与土壤水分的关系

工业革命以来,人类活动所导致的CO2等温室气体的浓度在大气中持续上升,全球表面温度因此不断升高。在全球温暖化的背景下,土壤呼吸与温室效应之间正反馈关系势必影响到未来陆地生态系统功能与全球变化的趋势,所以,关于土壤呼吸对温度变化响应的研究备受瞩目。土壤呼吸对温度依赖性的研究已经有许多报道,其关系可以用简单的指数方程表示。但是,土壤水分条件对于土壤呼吸温度敏感性(用Q10表示)的影响却研究得较少。采用碱液吸收法对内蒙古典型温带草原11个不同水分状况群落的土壤呼吸进行了测定,并分析了土壤呼吸的温度敏感性。结果显示土壤呼吸的温度敏感性存在一定程度的空间变异,各群落Q10值平均为1．65,变异系数为6．94％。其中,春小麦群落的Q10值最高(1．84),其次是湿生杂类草群落(Q10=1．78),而Q10最低的是冷蒿(aRMESIA FRIGIDA)-星毛萎陵菜(pOTENTILLA ACAULIS)群落(1．47)。用Spearman秩相关分析法对表层土壤(O～20cm)水分与Q10值之间的关系进行了分析,结果表明各群落Q10值与生长季土壤平均水分含量呈显著的正相关关系(R=0．64545,p=0．032),说明水分状况对土壤呼吸的温度敏感性有一定程度的影响。由此推断,在中国温带草原地区,温度升高对较湿润区域土壤呼吸的影响大于较干旱区域。全球变化导致的水分时空格局的变化可能对温带草原土壤呼吸有较大的影响。所以,模拟大尺度土壤CO2排放量时,水分因素必须作为一个重要的变量加以考虑。     

神农架地区常绿落叶阔叶混交林树种更新研究

神农架山区山体的中部,选取代表性的常绿落叶阎叶混交林样地,总面积为２．４ｈｍ＾２。在样地中对出现的林窗斑块以及相邻的对照的非林窗宙样方进行群落学调查。记录乔木树种的种类、胸径和高度以及它的幼苗和幼树的高度、数量。按照树种在林宙内外重要值的位序差值将群落出现的乔木层树种划分为４类生态种组,其中,对林窗强烈正更新反应的树种有６种,强烈负更新反应的树种９种,中等更新反应的９种,不明显更新反应的１０种。林窗内外乔木树种生态种组的组成明显不同。不同生态种组树种的幼苗在林宙与非林窗斑块中的更新表现出显著的差别。对神农架地区常绿落叶阎叶混交林树种更新的反应和过程的研究结果支持了林窗—分享假说的观点。     

木本植物多度在草原和稀树干草原中增加的研究进展

木本植物多度在草原和稀树干草原中增加已经成为全球范围普遍发生的现象。为揭示这一现象发生的原因,从放牧和气候变化与木本植物多度增加的关系、木本植物多度增加过程中的正反馈作用以及木本植物侵入的关键阶段——幼苗的补充和定居,这三个方面综述了目前的研究结果。强调放牧和气候变化之间的相互共同作用,可能引发了木本植物向草原和稀树干草原中的入侵;而生物引起的正反馈作用则进一步促进了木本植物的扩展。从生态系统干扰的角度,讨论了木本植物多度增加机制的复杂性,并指出木本植物幼苗补充和定居的连续性和间断性两种方式,对于草原和稀树干草原木本植物多度增加的贡献。     

内蒙古退化草原中与小叶锦鸡儿相关的小尺度土壤碳、氮资源异质性动态

小叶锦鸡儿在内蒙古典型草原中有着广泛分布,从而对小空间尺度土壤资源异质性产生强烈影响。退化草原中小叶锦鸡儿能够通过克隆生长形成灌丛斑块,不同大小斑块对应于其发育的不同阶段。因此,通过对与不同大小灌丛斑块相关的土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）空间分布状况的分析,能够推断内蒙古退化草原中、与小叶锦鸡儿相关的小尺度SOC与STN异质性动态。结果表明：在内蒙古退化草原中,就0-5cm,5-10cm,10-20cm 3个土壤层次,小叶锦鸡儿均导致了与灌丛斑块相关小尺度上SOC与STN分布的空间异质性,且随着灌丛斑块的发育,这种异质性均不断增强,其中土壤表层0-5cm碳氮资源异质性的增强最为强烈,表现在灌丛斑块内部相对于外部（或边缘）对SOC与STN富集程度均显著增加。这表明内蒙古退化草原中,随着灌丛斑块自身的扩展,与小叶锦鸡儿相关小尺度上土壤碳氮资源空间异质性趋于增强。     

内蒙古半干旱草原灌丛化过程中小叶锦鸡儿引起的土壤碳、氮资源空间异质性分布

过度放牧下内蒙古半干旱草原,由于小叶锦鸡儿多度增加导致植被灌丛化,这已经成为该地草原退化时的普遍现象。草原灌丛化过程中,灌丛内凋落物的累积使得养分循环区域化,草原土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(STN)空间异质性增强,导致灌丛沃岛形成。半干旱草原灌丛化过程机制的假说认为:灌丛斑块扩展与其引起的土壤空间异质性的增强之间存在着正反馈作用,正是这种反馈作用促使草地向灌丛地的转变。小叶锦鸡儿通过克隆生长形成不同大小的斑块,它们对应于其发育的不同阶段。因此,将不同大小的灌丛沃岛划分为小灌丛组与大灌丛组,它们代表着灌丛沃岛发育的早期与晚期两个阶段。结果表明:内蒙古半干旱草原灌丛化过程中,小叶锦鸡儿灌丛斑块引起了土壤有机碳(SOC)与土壤全氮(STN)的空间异质性,表现在水平方向上,对于0～5cm,5～10cm,10～20cm3个土壤层次,由灌丛斑块内部向外部SOC与STN均趋于降低;而在垂直方向上,对于灌丛斑块内部、边缘和外部3个位置,由0～10cm到10～20cm再到20～30cm,随着土壤深度增加SOC与STN均趋于降低。随着小叶锦鸡儿灌丛斑块扩展,SOC与STN空间异质性的分布不断增强,表现在灌丛斑块内部相对于外部(或边缘)对SOC与STN富集程度均显著增加。草原灌丛化过程SOC与STN空间异质性变化在0～5cm,5～10cm,10～20cm3个土壤层次中,以表层0～5cm的表现最为强烈。表层0～5cm土壤空间异质性的形成与灌丛自身凋落物的生产以及对灌丛外凋落物的截留有关。由此推断:退化草原灌丛化的过程中,小叶锦鸡儿灌丛斑块引起SOC与STN空间异质性的变化是一个自我增强过程,灌丛斑块扩展与其导致的SOC与STN空间异质性增强之间存在着正反馈作用。因此,以上关于半干旱草原灌丛化机制的假说对我国内蒙古半干旱草原灌丛化也是适用的。     

土壤呼吸对温度升高的适应

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一 ,其对温度升高的敏感程度在相当大的程度上决定着全球气候变化与碳循环之间的反馈关系。土壤呼吸对温度升高的适应是个比较普遍的现象 ,其表现形式主要为随着温度的持续升高和升温时间的延长 ,土壤呼吸对温度升高反应的敏感程度下降。产生这一现象的机制包括影响因子主导地位的转移和温度以外其他因子的协同变化。土壤呼吸对温度升高的适应可以视为碳循环对全球变暖的负反馈效应 ,它可能会在一定程度上缓和陆地生态系统对全球气候系统之间的耦合作用 ,并且导致土壤呼吸对全球温度升高响应的时空差异。由于目前生态系统模型多数没有考虑土壤呼吸的对温度升高的适应性 ,而采用统一的 Q1 0 值 ,其对未来土壤呼吸和未来气候变化幅度的预测可能存在偏差