典型草原退化群落不同恢复演替阶段羊草种群空间格局的比较

羊草(Leymus chinensis)为典型草原群落的主要建群种之一, 在群落中扮演着重要角色。应用摄影定位法测定处于不同恢复演替阶段的羊草种群空间格局, 通过点格局、种群空斑、种群领地及种群领地密度等方法分析发现, 羊草种群在恢复演替过程中经历了种群增长和种群衰退的过程。在此过程中, 羊草种群数量出现最高点, 此点之前, 种群拓殖大于自疏, 种群整体增长; 此点之后, 种间竞争及种内竞争致使种群衰退, 而种间竞争占主导地位, 种内竞争相对较弱。羊草种群的增衰导致种群空斑发生变化, 从而引起种群格局类型发生相应的变化, 表现为在恢复21 a的群落中, 羊草种群在10 m×10 m的取样范围内表现出两种格局分布类型: 在0~4.85 m之间呈现聚集分布, 当尺度大于4.85 m时, 则表现为随机分布; 在恢复8 a的群落中, 羊草种群在10 m×10 m的取样范围内出现3种格局分布类型: 在0~3.01 m之间呈聚集分布, 在3.01~3.37 m之间为随机分布, 当尺度大于3.37 m时则表现为均匀分布; 在严重退化群落中, 羊草种群在整个10 m×10 m测定尺度上呈现聚集分布。由此可见, 羊草种群格局在恢复演替过程中是变化的, 这种变化主要由群落剩余资源驱动下的种群拓殖及种内种间竞争所致。     

松嫩平原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的年龄结构

对松嫩平原羊草草甸水淹恢复演替过程中不同大小羊草无性系斑块的种群构件年龄结构进行了研究。结果表明 ,羊草种群分蘖株在斑块中心由 4个龄级组成 ;最外圈层由 3个龄级组成。根茎在斑块中心和中间圈层均由 2～ 4个龄级组成 ,最外层由1～ 2个龄级组成。潜在种群冬性苗和分蘖节芽总量各圈层均由 4个龄级组成。斑块中心的分蘖株种群为稳定型年龄结构 ,向外发展至增长型年龄结构。根茎长度和潜在种群在各圈层均呈增长型年龄结构。在水淹羊草草甸的恢复过程中 ,不同大小羊草无性系斑块均呈不断扩展的趋势。在生存空间充足时 ,羊草的分蘖节在一个生长季里可以繁殖多个世代。通过羊草根茎的年龄结构可预测演替的进程     

松嫩草原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的物质生产与贮藏

在松嫩平原羊草草甸,对水淹恢复演替过程中半径为0.5、1、3、和10 m的羊草无性系种群斑块分蘖株的物质生产和根茎的物质贮藏进行了研究.结果表明,0.5、1、3、 m斑块各圈和10 m中间及边缘根茎的物质贮藏以1龄级、不同斑块各圈分蘖株的物质生产以1、2龄级对种群的贡献最大,其物质贮藏和生产所占比例均逐圈增加.整体上,年轻龄级分蘖株和根茎具有旺盛的物质生产力和贮藏力.无性系斑块由中心至外围的物质生产和贮藏规律与斑块扩展趋势具有一致性.0.5～10 m斑块分蘖株物质生产力和根茎贮藏力的变异以最外圈最大.在水淹羊草草甸的恢复过程中,不同大小羊草无性系斑块种群构件的物质生产和贮藏策略为种群不断扩展和群落进展演替奠定了物质基础.     

松嫩平原不同生境条件下羊草无性系的生长规律

通过对栽培条件下实验无性系的跟踪调查和对羊草草甸水淹后恢复演替过程中天然无性系种群的随机取样调查,分析了不同生境条件下羊草无性系的生长规律.结果表明,在松嫩平原具有充分生长空间而没有种间竞争的风沙土上,两个实验羊草无性系的移植时间相差1个月,翌年生长季末期无性系的大小相差近1倍,整个生长季营养繁殖数量的增长规律均为指数函数.在羊草草甸水淹后恢复演替6年中,在羊草+杂类草群落、羊草+寸草苔群落,羊草无性系种群营养繁殖数量的增长规律均为幂函数.在具有种间竞争的碱化草甸土上,羊草无性系在水淹后恢复演替过程中仍可以通过指数形式迅速地增加无性系的子代数量,同时也迅速地扩展着无性系的生态位空间.     

羊草草地放牧退化演替中种群消长模型的研究

羊草草地是东北西部及内蒙东部草原区主要的天然放牧场和割草场、具有较高的经济价值,但是由于长期过度放牧,草地已严重退化并盐碱化。本文采用数学手段,以植物种群在群落中的相对优势度为指标,用植被在放牧退化演替系列上的空间分布序列推断其在时间上演替系列的方法,研究羊草等5种植物种群的优势度随放牧退化演替消长的规律及其数学模型。羊草按D＝124.2e-0.35T衰退,寸草苔和糙隐子草分别按D＝2.13T3.3e-0.15T2和 D=1.77T3.7e-0.29T2消长,而角碱蓬和虎尾草分别按D=0.11e1.3T和D=0.38e0.94T增加。     

羊草(Leymus chinensis)种群无性系种群动态的初步研究

本文根据１９８５－１９９０年在天然羊草种群无性系的观测与统分析,在研究羊草种群性系生活周期的基础上,探讨了其种群动态,建立了用转移概率矩阵表示的种群动态模型。通过用两种营养繁殖系数Ｒｖ１和Ｒｖ２模拟种群密度变化,发现用转移概率矩陈种群动态模型和现存种群营养繁殖系数Ｒｖ２预测羊草种群密度。     

羊草种群年龄结构及无性繁殖对策的分析

天然割草场羊草 ( Aneurolepidium chinense( Trin.) Kitag.)种群的生殖枝中有 87%为冬性植株。羊草分蘖节最老为 4龄 ,其生活时间可达 5个年度。在分蘖节成株的年龄结构中 ,1、2龄株占绝对优势 ,其所占比重达 92 .5 %。 1龄株生产力最高 ,至 3龄株生活力已明显衰弱。割草场羊草种群为增长型与稳定型混合的年龄结构类型。综合分析了羊草以根茎顶端成株调节种群年龄结构的无性繁殖对策 ,以及羊草草地自然持续更新的生物生态学机制     

基于不同零模型的点格局分析

在种群空间格局研究中,定量分析格局及其形成过程已成为生态学家的主要目标。在量化分析的众多方法中,点格局分析是最常用的方法,而在选择零模型时,完全空间随机模型以外的复杂零模型很少使用,实际上,这些零模型可能有助于认识格局的内在特征。为此,我们在研究实例中,选择完全空间随机模型(complete spatial randomness)、泊松聚块模型(Poisson cluster process)和嵌套双聚块模型(nested double-cluster process)对典型草原处于不同恢复演替阶段的羊草(Leymus chinensis)种群空间格局进行了分析。结果发现:完全空间随机模型仅能检测种群在不同尺度下的格局类型;而通过泊松聚块模型和嵌套双聚块模型检验表明,在恢复演替的初期阶段,羊草种群在小尺度范围内偏离泊松聚块模型,而在整个取样范围内完全符合嵌套双聚块模型;随着恢复演替时间的推移,在恢复演替的后期,在整个取样尺度上,羊草种群与泊松聚块模型相吻合。这是很有意义的生态学现象。这一实例表明在应用点格局分析种群空间格局时,仅通过完全空间随机模型的检验来分析格局特征,或许很难论证复杂的生态过程,而选择一些完全空间随机模型以外的较复杂的零模型,可能发现一些有价值的生态学现象,对揭示格局掩盖下的内在机制有所裨益。     

人工和自然羊草种群的高生长及生物量季节动态的研究

本文所研究的人工羊草草地是在内蒙古锡林河中游南岸羊草草原的基础上建成的。此项研究试就人工种植的羊草(Aneurolepidium chinensis)和原生群落建群种羊草在高生长和生物量增长方面作一比较。 （1）从返青后四十天开始,人工羊草种群的高生长表现为曲线 种群平均高度最大值达52.98cm,并在垂直结构上控制着群落的中层和上层;原生群落中羊草的高生长曲线为：种群平均高度最大值为40.61cm。(2) 人工羊草种群的生物量按方程增长,植物地上部分的干物质含量依直线CA=27.4874+0.2245t变化。生物量峰值(172.00g／m2)和干物质含量极值 (58.24%)都超过了天然生长的羊草。目前人工草地适于作为割草场使用,可获得优质高产的牧草。     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物群落演替动态研究

 在中国科学院生态中心草原站利用统计方法研究了退化羊草（Leymus chinensis）草原浅耕翻后群落演替规律。通过对18年数据的分析,结果表明：由于过度放牧而退化的羊草草原在浅耕翻处理后群落密度恢复较快,尤其是羊草与处理前相比已有很大变化,从而使群落得到了恢复。群落植物种的多样性、均匀性指数在这18年中均呈抛物线状分布。羊草、冰草（Agropyron michnoi）、变蒿（Artemisia commutata）、黄蒿（A．scoparia）、星毛委陵菜（Ｐotentilla　acaulia）的生物量与多样性指数和均匀性指数有显著的相关性。羊草的相对密度在第五年达到最高水平,然后逐渐下降,自第十五年后羊草的相对密度基本趋于平衡,其重要值呈单峰型曲线。退化羊草草原18年恢复过程可划分为4个阶段：第一阶段（1～3年）为根茎禾草+一、二年生杂类草群落,第二阶段（4～9年）为纯羊草群落 ,第三阶段（10～13年）为羊草+冰草+多年生杂类草过度型群落,第四阶段（14～18年）为羊草+冰草+丛生禾草、多年生杂类草群落。经过处理后18年的恢复演替,退化群落仍未恢复到原生群落,演替将继续进行。     

羊草种群的热值及其能量贮藏特点

为了获得有关中国东北羊草草原生态系统能量学方面的基础数据,作者对该草原的建群植被——羊草种群进行了热值含量的测定,在此基础上,对单位面积上的羊草种群热值含量进行了计算,以便分析在自然条件下,羊草种群的能量贮藏特点。研究结果表明,羊草(Leymus Chinensis)种群的果穗与其各器官相比,具有最高的热值含量,为4898.28cal/gDW,其活枝条与羊草种群的各部分相比,具有最高的热值含量,为4711.86cal/gDW。羊草种群将其截获的绝大部分太阳辐射能贮藏在地下部分以便为种群的安全越冬和第二年生长季节开始对其地上部分的萌发提供充足的能量。     

内蒙古典型草原羊草种群遗传分化的RAPD分析

运用 RAPD技术对内蒙古典型草原不同生境 8个羊草种群进行分析。采用 2 4个随机引物 (10 nt)在 8个种群中共检测到2 2 4个扩增片断 ,其中多态性片断 173个 ,总的多态位点百分率达 77.2 % ,特异性片断 2 2个 ,占 9.82 % ,平均每个引物扩增的DNA带数为 9.3 3条。利用 Nei指数和 Shannon指数估算了 8个种群的遗传多样性 ,并计算种群相似系数和遗传距离 ,运用UPGMA法进行聚类分析。结果表明 :羊草大部分的遗传变异存在于种群内 ,只有少部分的遗传变异存在于种群间 ,Nei指数和Shannon指数计算结果分别为 85.4%和 66.8% ;羊草不同种群的遗传多样性存在差异 ;8个羊草种群平均遗传距离为 0 .2 3 16,变异范围为 0 .1587～ 0 .2 70 0 ,说明 8个羊草种群间的遗传变异不大 ,即 :在较小地理范围内羊草的遗传分化程度较小 ;8个种群可聚为 3个类群 ,聚类结果显示生境相似的种群能够聚在一起 ,而地理距离最近的种群不一定归为一类 ,说明小范围内羊草种群间的遗传分化与地理距离不存在相关性 ,而与其生境间的相似度相关。影响遗传相似性的不是单一因子而是各种因子的综合作用 ,较小地理范围内羊草种群间的遗传分化主要是由环境的异质性所引起的     

尺度与密度:测定不同尺度下的种群密度

群落中的种群密度由于空间尺度的变化而存在着一定差异,那么,某一种群的密度随着空间尺度的变化会发生怎样的变化?抑或某一物种相对于另一物种而言,随着空间尺度的变化其密度会怎样变化?这是与尺度有关的种群密度问题,当属生态学的基本问题.该文提出这样的问题,并把不同尺度下的种群密度称之为尺度密度(scale density).O-Ring函数的实质是计算不同尺度下的种群密度.因此,在研究实例中,应用O-Ring函数计算了典型草原处于不同恢复阶段的羊草(Leymuschinensis)种群、米氏冰草(Agropyron michnoi)种群,以及米氏冰草种群相对于羊草种群在不同尺度下的种群密度,结果发现:羊草和米氏冰草2个种群的尺度密度,在小尺度范围内严重退化群落均高于恢复演替群落,这一结果验证了“胁迫梯度假说”,同时表明该结果是放牧胁迫下正相互作用所致;通过比较羊草种群与米氏冰草相对于羊草的尺度密度发现,在严重退化的群落中,羊草与米氏冰草的种间关联为负联结,这种负联结是由正相互作用引起的,而在恢复8年和恢复21年群落中,二者之间是正联结,当为竞争所致.该实例说明分析种群密度随尺度变化的规律对于深入认识生态学问题可能会有很大帮助.     

内蒙古中东部不同草原地带羊草种群遗传分化

运用 RAPD技术对内蒙古不同草原地带分布的 5个羊草种群 (共 10 0个个体 )的遗传多样性进行分析。 31个随机引物(10 nt)在 5个羊草种群中共检测到 4 96个扩增片断 ,其中多态性片断 4 89个 ,总的多态位点百分率达 98.6 %。利用 Nei指数和Shannon指数估算了 5个种群的遗传多样性 ,并计算种群相似系数和遗传距离运用 UPGMA法进行聚类分析。结果表明 :无论是种群内还是种群间 ,羊草均存在较高的遗传变异 ,大部分的遗传变异存在于种群内 (Nei指数和 Shannon指数估算结果分别为 85 .4 %和 72 .5 % ) ,只有少部分的遗传变异存在于种群间 ;不同种群的遗传多样性存在差异 ,各种群的遗传多样性与其所处的地理位置具有显著的相关性 ;5个种群的平均遗传距离为 0 .5 0 95 ,变异范围为 0 .4 6 84～ 0 .5 4 76 ;聚类分析结果显示地理距离较近的种群遗传距离较小 ,首先聚在一起 ,而地理距离较远的种群遗传距离较大 ,说明羊草种群间的遗传分化与地理距离存在一定相关性 ;但地理距离最近的两个种群并未最先聚集 ,说明羊草种群间的分化还与其生境的异质性有关     

羊草克隆种群的螺旋扩张规律

羊草是欧亚大陆草原东部区域的一个优势物种。其优势地位的取得是羊草种群年复一年不断克隆复制过程中进行螺旋扩张的结果,其中,每一个螺旋圆环代表一个生长季,进而每个生长季可再分为不同的种群成长阶段,执行不同的生存发展策略:5月下旬—7月下旬为成熟扩张期,羊草的成熟母株通过水平伸长根茎执行扩张策略;7月下旬—10月下旬为幼苗占领期,通过地下芽输出为地上子株执行占领策略;10月下旬—来年3月下旬为羊草的休眠期;3月下旬—4月下旬为它的生长准备期;4月下旬—5月下旬为生长巩固期,子株发育为成熟的母株,完成了领地的彻底控制,执行的是巩固策略。羊草的游击型分株和密集型分株源自于共同的母株,二者位置相互分开,不但可以避免内部竞争,而且通过根茎之间的连接进行资源共享,从而在对外竞争中始终处于优势地位,这是羊草的克隆区隔避险策略;羊草种群通过产生遗传异质性的种子来避免因外界环境条件巨变所造成的整体灭绝,执行的是一种有性繁殖避险策略。羊草在既定策略基础上也表现出明显的二八规律,即通过80%比例的密集型分株进行旧领地的巩固,以20%比例的游击型分株进行新领地的扩张。总之,羊草通过扩张,占领,巩固,再扩张,再占领,再巩固,这样的年复一年的螺旋扩张,成为了当地的优势物种。其研究结果能为提高羊草生产力和种子产量及恢复受损草原生态系统提供十分重要的科学支持。     

恢复措施对退化草地羊草种群有性生殖数量特征的影响

在封育和翻耙处理的退化羊草草地上,对羊草种群有性生殖的数量特征进行了比较研究．结果表明,翻耙样地羊草种群密度下降显著,生殖蘖密度变化不显著,生殖蘖穗长、节间长、生殖生长比率、穗节数、小穗数、小花数、饱满籽实数和结实率都有显著增长,籽实产量、净籽实重和千粒重分别是封育样地的2．68、3．49和1．3倍．在翻耙样地中,羊草种群发育有复小穗的生殖蘖比封育样地多16％,生殖蘖上复小穗的数量也显著增加,生殖蘖以相对少的小穗,生产了较多的小花和更多的籽实来提高种群的籽实产量．两个样地中羊草种群的生物量生殖分配在种群对生殖蘖RA1、生殖蘖对穗序RA4、穗序对籽实RA6 3个层次上无显著差异,而种群对穗序RA2、生殖蘖对籽实RA5的生殖分配差异显著,种群对籽实RA3的生殖分配差异极显著．     

氮素对内蒙古典型草原羊草种群的影响

为了研究氮素对内蒙古典型草原植物种群的影响, 在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 实施了长期的氮素添加试验。就两年来不同梯度氮素处理对羊草 (Leymuschinensis) 种群的影响进行了分析。结果表明, 氮素对羊草种群具有显著的调节效应, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群密度、种群高度、地上生物量、地下生物量、总生物量均显著增加, 羊草种群地下生物量 /地上生物量比值逐渐降低。氮素对羊草种群构件的生物量分配有显著影响, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群生物量向根茎的分配比例显著降低, 向叶片和根系的分配比例显著提高。羊草种群的相对密度和相对生物量也随着氮素梯度的增加而显著提高。     

松嫩平原中部地区羊草种群的遗传结构研究

松嫩平原中间地区的羊草,依其生长的微环境不同可分成灰绿色和黄绿色两种叶色类型的种群。移栽实验表明,这两类种群实际上是灰色和灰绿色两种类型的混生群体。采用淀粉凝胶电泳技术及等位酶分析方法测定了不同生境、不同分类种群的遗传结构,发现羊草种群遗传变异度很高;但是无论如何归属,这一草原区域上的羊草种群遗传分化程度很低（ＦＳＴ≤０．０３４）。这可能与羊草与异花授粉、不同类型混生及种群间基因流强度大有关。     

沙漠化过程中四个共有种的生长和抗氧化系统酶类变化

探讨了自然条件下沙质草原沙漠化过程中4个共有植物种群的形态、生长和抗氧化系统酶类变化规律.结果表明,沙漠化过程中共有种种群株高、密度、密度百分比总体上呈降低趋势,其中扁蓿豆中度沙漠化阶段前生长渐趋旺盛,中度沙漠化阶段后生长受到限制,未达到显著水平(P＞0.05).羊草受损最重,中度沙漠化阶段株高下降至原生植被阶段的57.19%,密度和密度百分比仅为原生植被阶段的2.50%和6.22%.糙隐子草和冷蒿在潜在沙漠化、轻度沙漠化或中度沙漠化阶段株高的增加与种群所处的阶段性优势地位及其抗逆性增强有关.共有种群SOD、POD活性普遍在潜在沙漠化、中度沙漠化阶段增加,轻度沙漠化、重度沙漠化阶段降低.羊草过氧化氢酶(CAT)活性较高,对沙漠化的响应不显著(P＞0.05);扁蓿豆CAT活性在潜在沙漠化、重度沙漠化阶段明显升高(P≤0.01).在重度沙漠化阶段,共有种3种酶活性普遍下降,只有扁蓿豆CAT活性上升.共有种群丙二醛含量从原生植被到中度沙漠化阶段均呈"先升后降再升"的变化,不同阶段之间差异显著(P≤0.05).综合分析表明,4个共有种中,羊草对沙漠化较敏感,扁蓿豆则生命力最强.     

武夷山木荷种群结构和动态的研究

 本文采用“空间序列代替时间变化”的方法,对武夷山区常绿阔叶林演替过程中木荷种群动态规律进行了研究,结果表明,在木荷种群侵入黄山松幼林向木荷林以及成熟木荷、甜槠、青冈林的发展过程中,种群结构由增长型→稳定型→成熟型→衰退型,空间分布格局由随机型趋于集群分布,种群密度呈现负增长;在成熟木荷、甜槠、青冈林中,由于种间和种内竞争的影响以及林窗效应,木荷种群结构和密度有一个波动性的变化过程,在这一变化过程中,木荷种群仍趋于集群分布。此外,对成熟木荷、甜槠、青冈林中木荷种群不同大小级的分布格局动态进行了研究,表明其幼苗、幼树和中树等级的个体均呈集群分布,而大树等级的个体呈随机分布。根据上述研究结果,对木荷种群动态机制作了探讨。