科尔沁沙地植被恢复演替进程中群落土壤种子库研究

研究了科尔沁沙地植被恢复演替进程中各群落土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征。主要结论是:①科尔沁沙地植被退化后的恢复演替是一种次生的中途恢复演替。演替各阶段土壤种子库密度为流动沙丘<半流动沙丘<固定沙丘,从流动到半流动沙丘阶段,土壤种子库密度平均增加了709%;从半流动到固定沙丘阶段,土壤种子库密度平均增加了393%。从流动到半流动沙丘阶段是土壤种子库密度的快速增长期。②植被恢复演替过程中,土壤种子库组成均以1年生草本植物为主(优势度为60.40%~91.83%),到演替中后期阶段,多年生草本植物的种类有所增加,但其所占比例仍很小。③演替各阶段群落种子库物种多样性指数分别为0.6616、0.7736、0.7281、1.0939、1.0648和0.9682,可见种子库物种多样性最高的群落并非是演替历史最大的群落。④恢复演替系列各阶段土壤种子库间的相似性系数都较大,在0.368~1.000范围之内,任一群落总是与其下一阶段最邻近的群落具有最高的相似性系数。     

科尔沁沙地围封沙质草甸土壤种子库特征的研究

科尔沁沙地沙质草甸围封 5年后土壤种子库中植物种类有 38种 ,其中一、二年生草本植物 2 4种 ,多年生草本植物 9种 ,灌木 5种。土壤种子库密度为 (1385 5± 16 5 1)粒·m-2 ,其中 ,一、二年生草本植物所占的比例最大为 96 5 8% ,前 5种一、二年生草本植物黄蒿、灰绿藜、猪毛菜、狗尾草和画眉草占总数的 87 2 0 % ,而多年生草本植物和灌木类种子库密度分别占0 94 %和 2 4 8%。若以单子叶和双子叶植物统计 ,单子叶植物种子数占 13 13% ,双子叶植物的种子数占 86 87% ,其中豆科植物仅占 2 83%。土壤种子库中所有植物种的密度与其相对应的地面植物种的密度呈显著非完全相关性 ,其关系可用三次曲线来表示。从种子库组成分析 ,已围封 5年的沙质草甸植被仍处在黄蒿 -杂类草混合植被阶段。     

科尔沁沙质草地放牧和围封条件下的土壤种子库

该文研究了科尔沁沙质草地在放牧和围封条件下土壤种子库密度、组成及其与地上植被的关系。结果表明:1)放牧草地植物种数22种,围封草地植物种数30种,围封使土壤种子库植物种数增加了36%;2)放牧草地土壤种子库密度为16 149±1 900有效种子数·m^-2, 围封草地土壤种子库密度为20 657±3 342有效种子数·m^-2,比放牧草地增加了28%。放牧和围封草地种子库组成密度均以一年生植物为主(分别占99%和98%的比例),多年生植物所占的比例很小;3)放牧草地种子库的Shannon-Wiener指数和丰富度指数分别为0.836 3和4.954 9,明显小于围封草地的0.968 2和7.226 0,表明自由放牧导致物种多样性下降;4)放牧和围封草地土壤种子库密度与地上植被密度均存在显著的相关性(p<0.001)。表明了随着土壤种子库密度的增加, 地上植被密度随之增加,放牧草地地上植被密度78%的变异可归结为土壤种子库密度的变异, 而围封草地地上植被密度58%的变异可由土壤种子库密度的变异来解释。     

流动沙丘先锋灌木差巴嘎蒿的种子散布格局

通过对科尔沁沙地流动沙丘上先锋植物差巴嘎蒿的种子散布格局及机理的实验研究,主要得出以下结论:差巴嘎蒿母株向不同方向散布的种子,其数量与距离存在明显的差异.母株向西南方向散布的种子数量最多,种子累积数量高达4 590±1 260,比其它各方向多29%至12倍.向北方向散布的种子数量最少,距离最短,种子累积数量为344±44,距离仅在100 cm的范围内.不同方向差巴嘎蒿种子散布的密度均随着散布距离的增加而呈对数关系减小,表现出显著的相关性.不同方向差巴嘎蒿远离母株的种子散布密度与累积面积之间存在显著的相关性,其间关系可用对数曲线来描述.结果显示,差巴嘎蒿向不同方向散布的种子密度均随着累积面积的增加而增加.     

草地沙化过程地上植被与土壤种子库变化特征

研究了草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库的变化特征。获如下结论：(1)草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库物种多样性的衰减模式不同,土壤种子库植物种数从潜在沙漠化阶段(固定沙地)到中度沙漠化阶段(半流动沙地)变化很小,而从中度沙漠化到严重沙漠化阶段(流动沙地)衰减速度明显加快;地上植被种数随着沙漠化程度增加而下降,其中从中度沙漠化到严重沙漠化发展阶段衰减幅度最大。(2)地上植被与土壤种子库密度随着沙漠化程度增加而下降,但下降速率因沙漠化发展阶段不同而异,从固定到半固定沙地是地上植被与土壤种子库密度下降最快的时期。(3)地上植被与土壤种子库共有种数随着沙漠化程度的增加而减少,从而导致了地上与土壤种子库群落组成的相异性增大。(4)4种退化沙地土壤种子库组成的相似性要高于地上植被,表明在沙漠化过程中土壤种子库群落组成的稳定性要高于地上植被。(5)地上植被密度与土壤种子库密度存在显著相关性,其关系可用二次曲线来描述。     

围封沙质草甸土壤种子库与幼苗库的特征

采用野外定点取样和萌发实验相结合的方法,研究了科尔沁沙地围封沙质草甸土壤种子库和幼苗库的特征.结果表明:土壤种子库总密度为13854±1651有效种子数/m2,而幼苗库的总密度为808±164株/m2,仅为土壤种子库总密度的6%,土壤种子库与幼苗库总密度之间存在显著的差异 F=36.0,n=219,P<0.001 .土壤种子库与幼苗库的植物种数分别为37和44,其中一、二年生草本植物分别占种子库与幼苗库植物种数的62%和50%,而多年生草本植物所占的比例分别为24%和41%,灌木所占的比例很小,分别为14%和9%.土壤种子库与幼苗库种类组成上的相似性系数为0.667,表现出较小的异质性.土壤种子库密度与幼苗库密度之间存在显著的相关性,其间关系可用三次曲线来描述.     

科尔沁沙地恢复演替进程中群落物种多样性与地上生物量的关系

生物多样性与生产力的关系是当前生态学中研究的重点之一,以科尔沁沙地为研究对象,研究了沙地植被恢复演替进程中物种多样性与地上生物量的关系。结果表明:(1)科尔沁沙地植被恢复演替过程中,物种数量逐渐增加,从流动沙丘的6种到固定沙丘的30种,增加了4倍。一年生草本植物在各群落中占绝对优势,但随着演替的进行,生活型呈现多样化,多年生植物种类明显增加。藜科植物在流动沙丘阶段优势度明显,之后逐渐下降;禾本科植物的种数和优势度逐渐增加,在群落中的地位逐渐增强。多重比较表明,群落的地上生物量存在显著差异(F=18.926,n=360,P0.001),从流动沙丘到固定沙丘(3个恢复阶段的均值计算)地上生物量增加了580%。(2)随着演替的进行,群落Simpson指数、Shannon-winner指数和均匀度指数均呈现增加的趋势。(3)回归分析显示,群落物种多样性和生物量之间存在显著的负二次函数关系即单峰型函数关系,表明中等生产力水平物种多样性较高。     

围封和放牧对科尔沁沙地植物群落种间关联的影响

为明确围封和放牧对科尔沁沙地植物群落种间关联的影响,在对植物群落进行样方调查的基础上,采用方差比率法（VR）、χ²检验、Ochiai指数、Spearman秩相关分析对种间关联性及相关性进行研究,得出如下结论：（1）围封和放牧改变了群落物种组成,围封群落出现30个物种,主要物种16个;放牧群落出现物种21个,主要物种13个。（2）VR值显示围封和放牧群落总体均呈正关联性,χ²检验表明围封群落正联结显著率大于负联结显著率,主要物种间显著联结率为27.5%,放牧群落仅有显著正联结种对4个,占6.06%,OI值与χ²检验结果基本一致。（3） Spearman秩相关分析表明,围封群落显著正相关对数略高于显著负相关对数,放牧群落则相反,且围封群落显著相关水平种对占比（44.17%）高于放牧群落（12.82%）,故围封群落处于稳定发展阶段,而放牧群落处于退化阶段。     

科尔沁沙地人工杨树林生态服务效能评价

采用定位观测法,系统评价了杨树(Populus simonii)林的防风、抗蚀和滞尘等生态服务效能及其间接价值,同时定量探讨了风速减弱系数与实测林地叶面积指数的关系。结果表明,在研究区主害风(西北风)天气下,林地迎风区6H(H为平均树高)、3H、林地中央、林地背风区林缘、6和8H处2m高度的日平均风速与对照点(流动沙丘)相比均有不同程度减弱,风速减弱系数在18．3％～66．2％之间。林地背风区6H处0．25、0．5、1和2 m 4个高度的月平均风速减弱系数与林地叶面积指数呈显著非线性相关,其间存在良好的三次曲线关系(P<0．0001,R²=0．43～0．94,n=80)。在主害风天气下,林地各观测点的地表日风蚀量与对照点相比大幅度降低,平均降幅85．2％～99．9％。在观测期内,林地中央的日平均降尘量为13.2 kg·hm^-2,而林地迎风区6H处的日平均降尘量为9．9 kg·hm^-2,林地的日滞尘能力约为3．3kg·hm^-2。       

基于土地利用的神农架生态资产价值研究

生态资产就是生态系统服务价值, 通过生态系统的结构、过程和功能, 直接或间接为人类提供产品和服务。对生态资产价值, 以及与绿色发展之间的关系进行研究, 具有重要的现实意义。利用神农架林区2009—2018 年的土地利用数据, 并结合陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表, 对2009—2018年神农架林区的生态资产价值总量进行分析研究。研究结果表明: (1)2009—2018 年, 神农架林区的生态资产价值呈下降趋势, 生态资产价值从2009 年的3480987.96 万元下降到2018 年的3465079.69 万元, 十年的时间神农架生态资产价值降低了15908.27 万元, 变化率为-0.46%。其中, 林地的生态资产价值占比最大, 贡献了97.66%的价值。(2)2009—2018 年, 神农架单项生态资产价值量均有所下降, 其中, 水文调节服务价值减少量最大, 减少了21.61%; 食物生产服务价值减少量最小, 为1.69%。生态资产的非使用价值是使用价值的2.7倍, 占比为73.10%。(3)运用BP神经网络模型, 预测出2023年神农架林区的绿色经济将占比达到75.17%, 生态资产价值与绿色发展显著相关, 相关系数为0.9287(P<0.05), 表明生态资产是绿色发展的根本和基础。保护神农架的生态资产, 从而实现生态资产的增值。