黄土高原4种植被带草本群落特征及其对降水变化的响应

以黄土高原草本群落为研究对象,选取陕西省榆林市榆阳区至延安市富县的4种植被带,测定草本群落物种多样性和生物量,结合研究区近20年的气象数据资料,分析4种植被带草本群落物种多样性和生物量的分布特征以及它们对降水变化的响应规律,以期为黄土高原植被恢复和水土保持生态建设提供参考。结果表明:(1)4种植被带草本群落Margalef指数、Pielou指数以及Shannon-Wiener指数均为草原-荒漠带数值最小,森林带数值最大,且都随着年均降水量的增加呈先增大后减小的变化趋势,最大值都出现在森林-草原带。(2)地上、地下和总生物量的大小顺序均为草原-荒漠带森林带草原带森林-草原带,它们随着年均降水量的增加呈"单峰曲线"的变化趋势,曲线的拐点都出现在森林-草原带;地下/地上生物量与年均降水量之间存在显著正相关关系。     

宁南山区华北落叶松林下草本层群落特征及其影响因素

林下草本植物是森林生态系统的基本组成要素,对森林的更新、生态系统结构、功能的维持和提升具有重要作用,理解林下草本层群落特征及其影响因素,有助于构建理想的林-草结合模式。本研究以宁南山区泾源县无人为干扰的华北落叶松林人工林、间伐处理的华北落叶松林人工林和华北落叶松与白桦自然混交林为研究对象,探究林下草本层群落特征(物种多样性和地上生物量)及其与土壤理化特性(土壤容重、含水量、全碳含量、全氮含量及全磷含量)和林分结构(密度和郁闭度)的关系。结果表明：(1)与人工林相比,自然混交林林下草本植物组成最丰富(34种),且物种多样性和地上生物量也最高;(2)自然混交林林下土壤特性均优于人工林,但间伐处理的人工林林下土壤特性较无人为干扰的人工林土壤特性有显著提高;(3)冗余分析表明,林下草本层物种多样性主要与土壤含水量、土壤全碳、全氮和全磷含量呈正相关,与土壤容重、林分密度和郁闭度呈负相关,且林分密度、0～20 cm土层含水量对林下草本物种多样性有显著影响(P<0.05);(4)回归分析结果表明,0～20 cm土层的土壤特性、物种丰富度和优势度、林分密度及郁闭度显著影响林下草本地上生物量的积累...     

紫金山含明党参早春草本层的群落学分析

在１￣７月对紫金山紫薇－山胡椒群落（Ｆｏｒｍ．Ｌａｇｅｒｓｔｒｏｅｍｉｓ ｉｎｄｉｃａ－Ｌｉｎｄｅｒａ ｇｌａｕｃａ）的早春草本层进行了定位连续的群落学调查统计。结果表明,生于落叶林下的含明党参（Ｃｈａｎｇｉｕｍ ｓｍｙｒｎｉｏｉｄｅｓ ｓｍｙｒｎｉｏｉｄｓ Ｗｏｌｆｆ．）早春草本层植物通常２月萌芽,在早春落叶乔木尚未展叶林内透光好的条件下旺盛生长,在６月初落叶乔木展叶郁闭度增高后完成生活史。早春     

古尔班通古特沙漠南缘3种生活型草本植物生物量分配及相关生长关系

为了解古尔班通古特沙漠不同生活型草本植物的生物量分配特征,通过取样调查当地34种草本植物的生物量研究表明：（1）采集到的每个物种样本的总生物量大多小于4 g,其中多数个体（大于80%）的地上与地下生物量分别在2和0.5 g以内,根冠比主要集中在0.25以内;（2）类短命植物向地下部分分配较多生物量,根冠比较大,集中分布在1.67左右;短命和一年生长营养期草本向地下部分配的生物量远小于类短命植物,两者的根冠比较小,主要集中在0.15左右;（3）短命植物地下与地上部生物量间为等速生长关系,而类短命植物和一年生长营养期草本植物地下与地上生物量间为异速生长关系,其中类短命植物随个体增大向地下部分配生物量的比例增多,而一年生长营养期草本则相反。综上所述,短命、类短命和一年生长营养期草本植物地下与地上生物量间具有不同的分配特征,与各自独特的生活史特征相一致。     

青藏高原高寒灌丛生态系统草本层生物量分配格局

青藏高原高寒灌丛生态系统生物量分配的研究相对较少,尤其是其草本层。为了探究高寒灌丛生态系统草本层生物量分配特征及其影响因素,分析了青藏高原东北部灌丛生态系统的49个高寒灌丛样地的草本层地上与地下生物量特征及其气候因子之间的关系。结果表明1)草本层地上生物量与地下生物量分别为121.1,342.8 g/m2均大于高寒草地的地上生物量与地下生物量。2)草本层的根冠比为3.6低于高寒草地的根冠比。3)地上生物量与地下生物量之间呈现幂函数的关系y=8.0x0.83(R2=0.48,P0.001)。4)根冠比与年均温度、年均降雨量之间没有显著的相关关系。     

古尔班通古特沙漠不同生活型植物对小雨量降雨的响应

对古尔班通古特沙漠南缘降雨模式和不同生活型植物对小雨量降水的生理响应进行了研究。通过分析1998—2007年的降雨数据,发现本区的降水模式为小雨量,高频率,0～5 mm的小雨量降雨占总降雨频次的898%,平均降雨间隔在6 d左右。选择了本区具有代表性的16种植物,利用叶片相对含水量作为指标,研究了不同生活型植物对小雨量降雨（1、2、3、4和5 mm）的响应。结果表明,所有草本植物（11种）对2～5 mm的降雨都有不同程度的响应,只有1种灌木（驼绒藜Ceratoides latens）,对4 mm降雨有响应。这12种植物在降雨后的第1天,叶片相对含水量显著增加,水分状况得到显著改善,表明这些植物对小雨量(≤5 mm)降雨有显著响应,而半灌木（沙漠绢蒿Seriphidium santolinum）、灌木（梭梭Haloxylon ammodendron、柽柳Tamarix ramosissima）、小乔木（白梭梭Haloxylon persicum）对5 mm以下的降雨均无显著响应,小雨量降雨可能主要是被1年生草本植物所利用。通过统计各降雨梯度上响应的植物种数发现,在降雨量达到3 mm时开始响应的植物种类最多。综合考虑降雨模式与不同生活型植物对小雨量降雨的响应特点,高频率的小雨量降雨,可能是维持本区较高植被覆盖度的重要原因。     

陕北“三北”防护林下草本群落特征及其与林分结构和土壤养分的关系

林下草本层是人工林生态系统的基础功能层,对维护人工林生态系统的健康、稳定和功能具有重要意义。了解陕北“三北”防护林建设对林下草本群落特征的影响,并解析林下草本群落发育与林分结构和土壤养分变化的响应关系,对合理评估防护林建设工作和指导未来生态建设具有重要价值。为此,调查了陕北典型风沙区和黄土区不同造林阶段防护林下草本地上生物量和物种多样性的变化,并分析其与林分结构和土壤养分的关系。结果表明：（1）风沙区不同造林阶段人工林下草本平均地上生物量（23.64 g/m2）显著低于黄土区（44.53 g/m2）。随造林年限增加,风沙区林下草本地上生物量和物种多样性逐渐升高,而黄土区林下草本地上生物量和物种多样性则逐渐降低。（2）风沙区人工林土壤有效氮和有机碳随造林年限的增加逐渐升高,而黄土区人工林下土壤有效氮和有机碳则无明显变化趋势。（3）风沙区早期林下草本地上生物量和物种多样性升高主要得益于土壤养分的提升。而黄土区早期林下草本生物量和物种多样性降低主要是人工林郁闭度增加所致。风沙区防护林的建设促进了林下草本的发育,而黄土区早期人工林下草本出现退化现象。建议对风沙区进行防护林建设,而黄土区以自然恢复为主。     

基于结构方程模型分析林分空间结构对草本物种多样性的影响

林分空间结构的改变直接影响林下草本物种的多样性。以针叶纯林、针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,采用结构方程模型研究了林分空间结构对林下草本物种多样性的影响,并探讨了林分水平空间结构,垂直空间结构以及林木竞争态势对林下草本物种多样性的影响的相对重要性。结果表明,林分水平空间结构对林下草本的物种多样性指数和物种均匀性指数均存在极显著的影响(P<0.001),影响系数高达0.96和0.89,对林下草本物种丰富度存在显著影响(P<0.01),影响系数为0.22;林分垂直空间结对林下草本丰富度和物种均匀性指数均存在极显著的影响(P<0.001),影响系数分别为0.86和0.43,对林下草本物种多样性指数存在显著影响(P<0.01),影响系数为0.16;林木竞争指数与林下草本丰富度和物种多样性指数也均存在极显著的影响(P<0.001),但影响系数较小,分别为-0.47和-0.30,而对林下草本物种均匀性指数未达到显著影响作用(P>0.05),影响系数仅为-0.04。整体上看,林分水平空间结构、垂直空间结构和林木竞争态势均对林下草本物种多样性有较强的影响作用,但从...     

古尔班通古特沙漠土壤酶活性和微生物量氮对模拟氮沉降的响应

本文以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,原位设定0 (N0)、0.5 (N0.5)、1.0 (N1)、3.0 (N3)、6.0 (N6)和24.0 (N24) g N m?2 a-1 6个模拟施氮浓度,研究氮沉降对土壤酶活性和微生物量N的影响。结果表明：不同浓度的氮增加未改变土壤酶活性和微生物量N原有的垂直分布格局,0 ~ 5 cm土层土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性分别比5 ~ 10 cm土层低11.5 ~ 29.1%和1.4 ~ 14.2%,而该土层的蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量N则分别比5 ~ 10 cm土层高4.3 ~ 98.1%、45.3 ~ 119.0%、76.1 ~ 138.1%和77.5 ~ 162.3%。氮增加后,0 ~ 5 cm土层的土壤酶活性和微生物量N比5 ~ 10 cm土层受影响更大。低氮和中氮(N0.5～N3)增加对0 ~ 5 cm土层氧化酶活性影响较小,各处理间差异不显著;高氮(N6,N24)对该层氧化酶活性有明显抑制作用。与对照相比,N24处理下土壤多酚氧化物活性和过氧化物酶活性分别降低了22.4%和12.1%;5 ~ 10 cm土层氧化酶活性对氮增加响应不敏感,各施氮量之间差异不显著;两层土壤的蔗糖酶和碱性磷酸酶活性随氮的增加具有先增加再减少的趋势,而两层土壤的脲酶活性和土壤微生物量N随着施氮量增加分别降低和增加;随着土壤酶活性变化,土壤有效氮和微生物量N增加,有效磷先增加后减少。这些响应表明,氮增加可以改变该荒漠土壤系统的土壤酶活性和微生物量并影响土壤相关营养元素循环。     

黄土高原典型草原植物群落组成对降水变化的响应

探讨典型草原植物群落组成对降水变化的响应动态,可为草地管理应对全球变化提供理论和实践依据。本研究以黄土高原腹地宁夏固原云雾山封育20年的典型草原为研究对象(模拟降水实验进行4年),利用遮雨棚模拟3个不同的降水梯度,分别是自然降水量的50%(PR)、100%(CK)和150%(PI),每个降水梯度设置3个生物学重复。通过记录样地内植物的高度、频度、多度、密度和生物量,定量分析了降水量的变化对典型草原植物群落物种多样性和生物量的影响。结果表明:(1)植物功能群对不同降水处理的响应差异显著,与CK相比,豆科植物总生物量在PR和PI处理下分别降低了42.72%和11.81%,杂类草总生物量分别降低了74.49%和30.42%,而禾本科植物总生物量分别增加了26.71%和97.06%。(2)降水变化对物种丰富度(P <0.05)、Shannon-Wiener指数(P <0.05)、Simpson指数(P <0.01)均有显著或极显著影响。降水变化在一定程度上改变了植物群落物种丰富度和优势度,导致植物群落结构发生变化,从而改变植物群落组成。(3)随降水量增加,优势种星毛委陵菜(P...     

古尔班通古特沙漠生物结皮藻类的组成和生态分布研究

通过对新疆古尔班通古特沙漠中9个样地73份生物结皮土样藻类的培养和鉴定,分析了古尔班通古特沙漠中生物结皮藻类的种类组成和生态分布特点。结果表明．该沙漠中有藻类植物49属121种．隶属于蓝藻门、绿藻门、硅藻门和裸藻门。其中监藻83种,绿藻20种,硅藻11种。裸藻7种。蓝藻占总种数的68．60％,其中又以丝状种类为优势．占66．27％;绿藻则以单细胞种类为主。在古尔班通古特沙漠不同地带中,其藻类物种多样性和群落组成均有所不同,中部藻类物种最为丰富,北部和南部次之。而东部和西部则明显减少。在沙垄不同部位的分布中,少数种类对地貌部位的选择性不明显,但有些种类在不同地貌部位分布有差异。藻类在结皮不同层次的分布不同,在结皮层中藻类的种类和数量都较丰富．且以丝状种类较多,而在结皮下层藻类的种类和数量明显减少。     

沙坡头地区草本植物层片对施加氮素的响应

以沙坡头人工固沙区草本层片植物为研究对象,分析不同氮肥处理下,物种丰富度、多度、盖度、高生长以及地上部生物量等群落学特征对不同氮肥水平的响应。人工施加氮肥1年的试验结果表明:除50g·m-2的施肥水平外,其他各施肥水平下群落物种丰富度均高于对照;多度随施肥梯度的增加整体上呈下降趋势,施肥梯度越高,下降越明显,其中在50g·m-2的施肥水平下,多度相比于对照下降了86.7%;盖度随施肥水平梯度的增大呈先上升后下降的趋势,在20g·m-2的施肥水平下盖度达到最大值,其与对照间的差异达到了显著性水平(P<0.05);植物高生长对氮肥水平的响应存在种间差异;地上部生物量则在低肥水平下高于对照,而高肥水平下低于对照。总体而言,氮肥水平对荒漠生态系统群落物种多样性和生产力的影响呈低肥促进、高肥抑制的效应。     

草原化荒漠草本植物对人工施加磷素的响应

荒漠地区因土壤水分和养分含量较低而限制了植被的生长,且磷素对于植物的生长具有重要的作用。利用人工施加磷素的控制实验研究了不同磷肥处理对荒漠区草本植物物种丰富度、多度、盖度、生物量、植物株高等群落学特征的影响。实验表明：物种丰富度和多度在施肥量分别为12.5,25和50 g?m-2的梯度下,施肥当年和第二年相较于对照均有所降低,且施肥梯度越高,降低越明显;植被盖度和地上部生物量则在两年的实验中表现出相似的规律,在不同的施肥梯度下均有所提高,高肥处理对其促进作用更大,且在降水充足的07年高于降水较少的08年,说明水肥耦合更有助于群落生产力的提高;优势种株高则对磷素的响应存在种间差异,年际间的差异也较大,这或许与荒漠植物本身特有的生物学特性有关。     

黄土高原多年生草本物种根部导水结构及空间分异特征

植物茎干导水系统起着植株水分长距离输导功能,深入了解植物导水解剖结构和功能对于认识植物水分、养分输导和分配策略具有重要意义,然而相关研究还是主要集中在木本乔、灌木物种上,而对于多年生草本物种的相关研究还未引起人们的重视。以黄土高原多年生草本物种为研究对象,在黄土高原沿降雨梯度(250—530 mm)布设12个采样点,采集了30种多年生草本物种的主根解剖材料,并分析了该地区草本物种根部导管解剖结构及空间分异特征。研究结果表明1)多年生草本物种根部导管特征参量具有较大的变异性,在固定测量范围内导管数量、导管直径、导管分数、总水分传导效率的变化范围分别为25—295个、24.46—54.58μm、2.42%—33.16%、0.034—25.357 kg m~(-1) MPa~(-1) s~(-1)。2)多年生草本根部导管直径、导管分数和导水效率均沿降雨量的增加呈不断下降趋势,其中以导水效率下降趋势最为明显(R=-0.3—-0.362,P0.05),这表明水分条件是限制黄土高原草本物种根部导水特征空间变异的主要因素。3)多年生草本根部导管直径和导水效率以半荒漠分布为主的蒺藜科草本物种中数值最高,其次是人工种植为主的豆科草本物种,而以自然分布为主的菊科草本物种的导管参量数值最低,这表明黄土高原不同类群草本物种的导水特征和输水策略存在较大差异性。     

Sclerotinia nivalis, sp. nov., the pathogen of snow mold of herbaceous dicots in Northern Japan

A newSclerotinia, previously reported asS. intermedia from Japan, is described asSclerotinia nivalis on the morphological basis of the sclerotial anamorph and teleomorph produced in culture. The characters assigning this species to the genusSclerotinia are the tuberoid sclerotia superficially produced on suscepts, the small sclerotia produced on aerial mycelium in culture, the interhyphal spaces in medullary tissue of sclerotia, and the globose cells constructing the ectal excipulum of apothecia. It is distinguishable fromS. sclerotiorum, S. minor, andS. trifoliorum by the intermediate sized sclerotia in culture, binucleate ascospores, the molecular mass of major proteins of sclerotia, and the patterns of esterase isozymes in sclerotial extracts. AlthoughS. nivalis causes snow mold of various dicots, it is a mesophile having an optimum temperature for mycelial growth of around 20°C. It attacks edible burdock(Arctium lappa), Chryhsanthemum morifolium, Ambrosia elatior, carrot(Daucus carota), Angelica acutiloba, Ajuga reptans, andPlantago lanceolata.     

山西吕梁山草本群落物种多样性的海拔梯度格局及与环境因子的关系

山地草本群落物种多样性的海拔梯度格局及其与环境因子的关系一直是生态学和地理学研究的热点问题。为探究吕梁山草本群落不同尺度物种多样性(α、β、γ多样性)的海拔梯度格局及其与环境因子的关系,该研究采用样方法在吕梁山从北向南选取管涔山、关帝山、五鹿山,并对每个山地划分出高、中、低3个海拔梯度,对草本群落物种多样性和环境因子进行调查分析。结果表明:(1)α多样性随海拔升高呈先升后减的单峰变化格局,峰值出现在中海拔;β多样性中Cody指数在1 900～2 000 m间出现峰值,而BrayCurtis指数出现最小值,表明1 900～2 000 m海拔带是草本群落物种更新速率和组成变化较快的过渡地带;γ多样性随海拔升高也呈先升后减的单峰变化格局(R²=0.406,P<0.01)。(2)海拔对温度、湿度变化的影响极其显著(P<0.01);海拔、温度、湿度等环境因子共同影响物种的α多样性,其中海拔是主要影响因素(P<0.05),温度、湿度影响不显著(P>0.05)。综上所述,吕梁山草本群落多样性在海拔梯度上多表现为"中间膨胀"变化格局,海拔变化是影响多样性变...     

Changes in species composition,diversity and biomass of herbaceous plant traits due to N amendment in a dry tropical environment of India

Aim European and North American studies have suggested that nitrogen (N) depositions reduce plant diversity and increase primary productivity due to changes in plant traits. To predict the vegetation response to future global change, experimental validations from other regions are widely needed. We assessed the effects of N treatment by urea fertilization on the diversity and biomass of the herbaceous plant traits (HPTs) in a dry tropical environment of India.Methods Diversity and biomass of different HPTs were determined on the basis of data collected in year 2010, from 135, 1 m × 1 m plots distributed over 15 locations. The plots were treated with urea fertilizer in different doses (Control, 60kgNha^-1 yr^-1 and 120kg N ha^-1 yr^-1) since 1st January 2007. The plots were ordinated and data were subjected to appropriate statistical analyses.Important findings Correspondence analysis (CA) suggested uniqueness of species composition due to N amendment. Species number and biomass of the trait categories varied due to N fertilization and traits. All studied trait categories (except N-fixers) yielded maximum mean species number at moderate level of N fertilization. Different levels of N fertilization exhibited different species diversity–primary productivity (D-P) relationships. Further, study showed reduction in plant diversity due to increase in biomass at high rates of N addition.Conclusions Tall, erect, non N-fixers, annuals, grasses HPTs were favoured by N enrichment. N dose above 60kg enhanced the biomass of fast growing, erect, annuals, non N-fixers, nitrophilic HPTs. The changes in traits with N addition, especially the increase in annuals and grasses and decrease in typically N-rich N-fixers, have implications for sustainable cattle production.     

基于Illumina MiSeq测序技术的塔克拉玛干沙漠东缘细菌多样性分析

【背景】塔克拉玛干沙漠凭借其独特的地理位置、恶劣的生存环境以及较少的人为干扰,造就了其独特的微生物资源。【目的】探究塔克拉玛干沙漠东缘沙土细菌群落结构多样性及其影响因素。【方法】采集塔克拉玛干沙漠东缘沙土样品并测定其理化性质,使用基于原核微生物16S rRNA基因的IlluminaMiSeq测序技术,对塔克拉玛干沙漠东缘沙土进行细菌群落结构多样性及其影响因素的分析。【结果】从塔克拉玛干沙漠东缘沙土中获得明确分类地位的细菌种类为21门42纲304属,其中优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes,31.26%)、变形菌门(Proteobacteria,29.47%)、放线菌门(Actinobacteria,15.71%)和厚壁菌门(Firmicutes,15.69%);在属水平上相对丰度最高的菌属为Salinimicrobium (10.06%),其次为盐单胞菌属(Halomonas,7.39%)、芽胞杆菌属(Bacillus,3.25%)、蓬托斯菌属(Pontibacter,3.14%)、Aliifodinibius(2.76%)和考克氏菌属(Kocuria,1.76%)。全磷(T...