亚高山草甸弃耕地植物群落演替的数量研究I.群落组成分析

本文采用由植被的空间序列推断时间上演替系列的方法对甘南亚高山草甸弃耕地上的植物群落组成进行了分析。结果表明：(1)弃耕初期,莎草,禾草类在群落中的地位从开始时的71%急剧地下降到弃耕十二年时的6%;以后随着密丛型的莎草,禾草的侵入,它们地位又开始上升而恢复到30%一40%：杂类草的地位在开始时上升较快,而到了后期又有所下降;毒害草在群落中的地位基本稳定,保持在10%左右。 (2)群落的种丰富度、均匀度、Simpson多样性指数随弃耕年限增加而增大,而群落优势度随弃耕年限而减小。 (3)优势度—多样性曲线在弃耕初期为几何分布型,中后期演变为对数正态分布型,而对放牧顶极群落又近似于MacArthur分布型。     

巫山高山移民迁出区不同弃耕年限对植物物种多样性的影响

以典型高山移民迁出区耕地(A1)、弃耕1a(A2)、弃耕5a(A3)、弃耕8a(A4)、弃耕5a生长大量白花银背藤(R1)为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,比较不同弃耕年限植物重要值(P)、Margalef丰富度指数(R)、Shannon多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J_w)、Simpson优势度指数(D)、Jaccard相似性指数(C_j)、Sorenson相似性指数(C_s)及多样性阈值(D_v),旨在探究不同退耕年限对植物物种多样性和群落结构的影响。结果显示,随弃耕年限增加,群落结构从草本+灌木转变为草本+灌木+乔木,群落优势物种由喜阳的一年生或多年生草本转变为耐阴的多年生草本;草本层和灌木层植物物种多样性随着演替年限的延长而增长,在演替的中后期达到最大值;A2与A3间群落的相似性指数最大;对不同弃耕年限样地植被群落多样性进行评定,都未达到"较好Ⅲ"级别,还需长期的恢复。恢复过程中注意对白花银背藤的监测,防止植物入侵。     

漓江流域不同弃耕年限下4种常见草本植物功能性状种内变化及其影响因素

为探究不同弃耕年限下植物功能性状的种内变化及其影响因素,加深对弃耕地植被恢复演替过程的认识,该研究聚焦于漓江流域桂林市临桂区几个村庄的农田边界、弃耕草地、灌草丛和林地4种一定程度上反映弃耕地植被恢复程度的生境,以分布较广的草本植物,即白茅(Imperatacylindrica)、双穗雀稗(Paspalumdistichum)、鬼针草(Bidenspilosa)和喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,研究不同弃耕年限下其比叶质量、叶干物质含量、叶片氮含量、叶片磷含量和植株高度5个功能性状的种内变化,并阐明土壤氮含量、磷含量、pH和木本植物盖度对其的影响。主要发现如下:随弃耕年限增加,样地土壤氮、磷含量显著下降,土壤氮磷比先增加后下降,木本植物盖度显著增加。白茅叶片氮含量随弃耕年限增加而增加,叶片磷含量随弃耕年限增加而下降,这是由于叶片氮含量与土壤磷含量呈负相关关系,叶片磷含量与土壤磷含量呈正相关关系。双穗雀稗比叶质量和叶干物质含量随弃耕年限增加而增加,植株高度随弃耕年限增加而降低。鬼针草植株高度随弃耕年限增加而降低,这是由于其植株高度随木本植物盖...     

高寒地区多年生禾草混播草地的群落学特征研究

对青藏高原高寒地区天祝县金强河地区的 3年龄禾草混播草地进行了群落学特征研究。结果表明 ,栽培禾草比天然禾草约提前 15d返青 ,推后 10d成熟 ,整个生长期延长 2 5d左右 ;建植多年生禾草混播草地可以增加草地植被覆盖率 ,提高草地初级生产力 ,改善草地基况 ;多叶老芒麦和垂穗披碱草在群落中占优势地位 ,9类混播组合可以归为多叶老芒麦 (或垂穗披碱草 )单优群落和多叶老芒麦和垂穗披碱草共优群落两大类 ;全生长季内混播草群的生长速度呈倒“V”字型和倒“U”字型分布 ,草群的平均生长速度介于 0 5 5～ 0 .70cm·d-1;群落的物种多样性和丰富度随组分草种数目的增加而增加 ,均匀度则随草种数目增加而下降 ;人工禾草群落间优势种群的重叠程度越大 ,群落的相似程度越高。     

植物功能群去除对高寒草甸群落结构、多样性及生产力的影响

群落中物种的丧失在干扰下普遍存在,但对生态系统过程和功能的影响仍存在较大不确定性。选取青藏高原东缘典型高寒草甸为对象,开展优势植物功能群的梯度去除试验,以模拟长期过牧干扰下物种的损失。经过连续两个生长季的功能群去除,我们对群落的物种组成、结构、多样性和生物量等特征进行了分析,探讨了上述指标的响应过程和机制。研究结果表明：（1）功能群的去除降低了群落高度,增加了物种均匀度,并显著影响了禾草、杂草优势比以及功能群多样性和优势度;（2）同时,去除操作显著减小了凋落物量与禾草生物量,并显著影响了群落地上生物量;（3）进一步分析还发现,禾草、莎草和杂草功能群之间存在显著的竞争关系,群落生产力主要取决于禾草功能群并随物种均匀度的增大而显著减小。上述结果表明,禾草在高寒草甸群落中占据竞争优势地位,植物功能群的损失主要通过改变种间竞争关系、引起有机物质丢失影响群落过程和功能。     

不同放牧率对内蒙古冷蒿草原植物多样性的影响

以８年（１９８９－１９９７年定位的放牧试验数据为基础,较全面分析了不同放牧率对冷蒿（Ａrtemisia frigida）草原植物多样性和草场异质性的影响,并从内蒙古细毛羊选择性采食和植物适应策略的角度探讨其影响机制。研究发现,在进行冷蒿小禾草草原的物种丰富度调查是,１００m的样线法是可行的;在探讨放牧对群落多样性的影响时,Ｓimpson多样性指数和均匀度指数对放牧率大小的变化更敏感。经过连续８年的放牧,不同放牧率对物种丰富度的影响不大。但植物多样性和均匀度随放牧率的增大而下降,群落优势度却随放牧率增大而增大,;内蒙古细毛羊的选择性采食和较高放牧率和互作是导致植物多样性和均匀度下降及群落优势度上升的主要原因。冷蒿、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa)、星毛委陵菜（Potentilla acaulis)、冰草（Ａgropyron cristatum)和寸草苔（Carex duriusula)在不同放牧率下的种群消长决定了冷蒿草原的放牧演退规律和植物多样性大小;尽管内蒙古细毛羊较喜食糙隐子草,但其种群在所有放牧率下均是多度最大的３个种群之一。     

划破草皮对高寒草甸植物多样性和生产力的影响

本研究探讨了高寒草甸在不同划破强度下植被组成、多样性、功能群和生产力的变化.结果表明:垂穗披碱草等对土壤通透性和资源空间要求较高的物种,竞争力随划破强度的增加而上升,而对土壤通透性和资源空间要求相对较低的物种则相反;轻度划破干扰对提高物种丰富度具有一定的促进作用,但多样性指数则总体上表现为随划破强度的增加而呈下降的趋势;划破干扰对植被功能群的影响表现为以垂穗披碱草为代表的禾草类组分随干扰强度的增加而显著上升,莎草类和杂类草组分随干扰强度的增加而显著下降;划破干扰对草地初级生产力的提升具有显著的促进作用,且可显著增加植物总量中优质牧草的比重;划破干扰可独立作为高寒草甸类草地恢复与改良的有效措施,在定向培育垂穗披碱草型割草场的技术组合中具有核心和基础性的地位.     

与物种多样性有关的长白落叶松人工林生物量

对不同龄组长白落叶松(Larix olgensis)人工林群落的物种多样性和生物量及二者关系研究分析。结果表明:1)随林龄增大,群落物种组成结构和多样性特征发生了很大变化。物种更迭现象明显,春榆等阔叶树重要值上升,长白落叶松优势地位逐渐下降,植被类型向针阔混交林演替。群落Sorensen相似性指数降低,Shannon-Winner多样性指数呈"S"型曲线增长,Pielou均匀度指数呈反"S"型曲线下降,Margalef丰富度指数呈单峰曲线增长趋势;2)随林龄增大,群落生物量"S"型曲线增长趋势明显,分配序列为:乔木层木质物残体层灌木层草本层,占群落生物量比例分别为82.41%、15.10%、1.69%和0.81%。长白落叶松生物量占据主导地位,但所占比例持续下降,属于衰退型种群,而春榆等阔叶树比例上升。林下植被层中,草本的主导地位逐渐丧失,灌木取而代之,生物量所占比例明显升高。地表木质物残体生物量比例缓慢下降;3)群落中物种多样性测度指标与生物量之间单调线性增长的关系明显,Shannon多样性指数较之Pielou均匀度指数更适合作群落生物量度量指标,生物量与Margalef丰富度指数无明显相关性。     

南京灵谷寺森林动态变化的研究

利用1951、1981和1991年的定点样带资料,对南京灵谷寺森林植物区系、物种多样性、显著度和年龄结构的动态变化进行了研究。40年来,种数由75种骤减到50种,复又增加到56种,个体数由5097株骤增到20585株,复又下降到3344株。而其Simpson指数和Shannon-Wiener指数的变化很小。显著度的分布均为对数级数型,优势种的作用非常明显,前6个种的显著度分别占了群落总显著度的75.4％、96.2％和84.4%。先锋树种马尾松(Pinus massoniana Lamb.)因幼苗的成活率低,显现衰退迹象,而黄连木(Pistcia chinensis Bge.)的年龄结构则表示该种群有再次占据优势的可能。群落中增长型常绿树种种群的出现,既反映了群落环境的改善,又意味着群落向地带性植被发育的可能性。     

煤矿复垦地不同恢复阶段植物群落功能群结构与生物多样性变化

选取黄土高原区黑岱沟露天煤矿不同复垦阶段(1995～2010年)样地4块,以原地貌样地为对照,以时空替代的方法,对煤矿复垦地的植物群落的功能群结构及生物多样性进行研究.结果表明:(1)随着复垦时间的延长,植物群落功能群组成以多年生禾草和多年生杂类草为主,其累积优势度均呈现增加的趋势,而一、二年生草本的累积优势度减小;复垦初期,群落功能群单一、组成种类贫乏,多为一、二年生植物;复垦后期,羊草及冰草逐步出现,复垦地最终形成以克氏针茅、本氏针茅、赖草及糙隐子草为主的植物群落.(2)复垦过程中,中生植物及中旱生植物所占比例逐步增加,而旱生植物比例逐步减少;多年生禾草及多年生杂类草生物量随着复垦时间的增加而递增,而一、二年生草本植物生物量递减;群落总生物量呈先急剧增加、又急剧减少、后缓慢增加的规律.(3)群落的Shan-non-Wiener多样性指数(H)、Patrick丰富度指数(Pa)及Pielou均匀度指数(JP)随着复垦时间延长而增加.     

施肥对高寒草甸植物多样性和经济类群的影响

以地处青藏高原东部边缘的甘南高寒草甸为研究对象 ,研究了施肥对植物群落物种多样性和经济类群的影响 .2年的研究结果表明在沿着施肥水平增加的梯度上 ,高寒草甸物种丰富度、Sim pson指数、Shannon- Wiener指数和 Pielou均匀度指数均显著降低 .当施肥水平达到 12 0 g· m- 2 时 ,以不施肥为对照 ,在施肥的第 2年和第 3年 ,0 .2 5 m2面积种丰富度分别下降 15 .16 %和 73.93% ;Simpson指数降低 4 .6 8%和 34.75 % ;Shannon- Wiener指数下降 13.14 %和 5 5 .39% ;Pielou均匀度指数降低 8.6 2 %和 2 4 .6 1% .不同经济类群对施肥的响应不同 .禾草类地上生物量随施肥量的提高而增加 ,莎草类、豆科、杂类草和毒草地上生物量则随施肥量的提高总体上呈下降趋势 .以不施肥为对照 ,在 12 0 g· m- 2施肥水平下 ,地上生物量禾草类增加 5 74 .81% ,莎草类、豆科、杂类草和毒草分别减少 95 .4 1%、93.99%、6 2 .83%和 84 .0 6 % 施肥后 2年平均值 .当施肥水平达到 6 0 g· m- 2时 ,豆科在群落地上生物量的比例比不施肥下降 80 .94 % 14 .98% :2 .92 % ,从维持草地营养品质考虑 ,高寒草甸施肥量不应超过 6 0 g·m- 2水平 .以上结果为高寒草地的管理提供了定量依据     

不同放牧强度下高寒灌丛群落特征和演替规律的数量研究

本文应用多样性指数、聚类分析等数学方法,研究了不同放牧强度下高寒灌丛群落特征的变化,用主分量分析方法,研究了不同放牧强度下高寒灌丛的演替规律。多样性分析结果表明,植物多样性指数在放牧强度为C组的草场达到最大。聚类分析结果,当相关系数R≥0.90 时,以重要值为特征的植物聚合为10类,它们分别属于植物群落不同演替阶段的建群种、优势种和伴生种。主分量分析表明,5个不同放牧强度的高寒灌丛群落聚合为3类,A和B组草场属于以灌木和杂类草为优势植物的2层结构的植物群落,C组草场属于以灌木为建群植物、杂类草和耐牧的莎草为共优势植物的2层结构的植物群落,D和E组草场属于以灌木为建群植物、禾草和莎草为共优势植物的3层结构的植物群落。     

贵州娘娘山湿地藓类沼泽植物群落特征及优势种种间关系

湿地植物群落的监测可为湿地公园的科学管理提供理论指导。本研究以贵州娘娘山湿地藓类沼泽为对象,比较了金发藓沼泽与泥炭藓沼泽植物群落特征,探索了群落优势种种间关系及群落多样性构成机制。结果表明,金发藓沼泽植物群落特征显示了自然恢复的良好成效,群落组成和结构逐步恢复。金发藓与蕨的优势度具有二次曲线关系,即较低优势度的蕨(40%)促进金发藓的生长,较高优势度的蕨(40%)抑制金发藓的生长。蕨类植物具有光竞争优势,抑制禾草状和非禾草状植物生长,显著影响植物群落多样性;非禾草状植物在植物多样性维持中具有重要地位。在湿地公园的管理中,合理控制蕨的生长有利于湿地水涵养功能和植物多样性保护。     

高寒草甸植物物种丧失对草原毛虫的影响

植物多样性是调控食物网结构和生态系统功能最重要的生物因素, 植物多样性丧失深刻影响食草动物, 但由于小型食草动物种群数量波动明显、统计随机性较大等困难, 我们对植物多样性丧失如何影响小型食草动物依然知之甚少。基于在青藏高原高寒草甸设置的长期植物物种剔除试验, 本研究于2016-2020年7-8月连续调查了植物物种剔除各处理中草原毛虫(Gynaephora alpherakiif)的数量, 分析了植物物种及功能群丧失对草原毛虫的影响。结果表明, 虽然时空差异及统计随机性是影响草原毛虫数量变化的主要因素, 但植物物种剔除介导的群落差异对草原毛虫数量的影响依然显著: (1)在各观测时段, 优势种线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的丧失导致群落中草原毛虫数量显著减少; 禾草类物种丧失也会减少草原毛虫数量, 但其影响仅在8月显著; (2)杂类草物种丧失通过增加群落中禾草物种多度, 可增加草原毛虫数量; 豆科物种丧失使莎草增多, 也会增加草原毛虫数量; (3)各植物功能群部分物种剔除并未显著影响草原毛虫数量。本研究证实了高寒草甸中草原毛虫数量会因优势植物嵩草和禾草的多度减少或禾草物种丧失而显著减少, 但群落总生物量、个体数和物种丰富度、豆科多度以及各功能群植物同比减少, 都对草原毛虫数量没有明显影响。这些结果说明在随机作用主导下, 植物群落中的特定功能群相对多度(而非物种多样性)变化深刻影响草原毛虫适合度, 进而影响生态系功能及服务; 未来生物多样性研究及草地虫害生物防控中应更多考虑统计随机性及植物功能多样性对小型食草动物的影响。     

祁连山金露梅灌丛草甸群落结构及主要种群的点格局分析

金露梅灌丛草甸是青藏高原高寒草地生态系统的重要组分之一,采用Ripley的K(t)函数分析方法,对放牧和封育条件下主要种群的分布格局和种间关系及金露梅灌丛群落动态变化进行了研究.结果表明:(1)经过6年的围栏封育,金露梅灌丛草甸主要种群的空间分布格局表现出从均匀或随机分布向随机或聚集分布转变的趋势,聚集强度随围封尺度增大而增加,随放牧的干扰而降低,聚集分布有利于种群发挥功能群整体效应.(2)围栏内不同功能群之间主要呈显著正关联;围栏外的禾草与杂类草、莎草与杂类草之间均呈显著负关联,出现种间资源竞争,且随着尺度的增大负关联逐渐增强,不同物种的生态位差异明显.(3)围栏内外种群点格局分布都具有明显的尺度依赖性,植物间相互作用和外界放牧干扰是影响物种不同尺度下空间格局变化的主要原因,点格局的变化驱动了群落结构的变化.可见,长期夏季放牧抑制了高寒金露梅灌丛草甸禾草和莎草植物的分株和生长,促进了杂类草的生长,金露梅灌丛草甸呈现出退化的趋势,围栏封育有利于草地生态系统的恢复演替.     

锦屏水电站岩土渣场植被恢复的动态特征

植被恢复过程物种多样性的动态特征变化反映了植被的恢复程度。本研究以膨润土-纤维复合的岩土渣场植被恢复技术(CSR工程技术)作为岩土渣场植被恢复的应用背景,以锦屏二级水电站岩土渣场为对象,通过对植被恢复群落的调查和物种多样性分析,研究了岩土渣场人工恢复群落物种多样性动态特征。结果表明:初期选取的植物普遍表现出对环境的适应性,且豆科植物在群落中占据着主要的优势;随时间加长,禾本科、菊科等多年生草本植物逐渐增多,在群落功能维持中占据重要地位;群落动态与多样性关系紧密,随演替进展群落物种组成与物种多样性增加,群落生态优势度下降,而均匀度增加,群落渐趋稳定。     

不同干扰类型对高寒草甸群落结构和植物多样性的影响

对高寒草甸天然草地进行了施肥、围栏和放牧 中牧和重牧 处理,研究不同干扰类型对草地植物多样性的影响.结果表明,施肥使草地植物群落物种组成贫乏,群落结构趋于简单,物种多样性减少;中等程度放牧增加了群落结构的复杂性,丰富度指数和多样性指数均最高,支持 中度干扰理论 ;重度放牧,由于干扰过于剧烈而减少了物种优势度和多样性;而轻度干扰的围栏草地,群落由少数优势种所统治,多样性也不高.物种数 S 、丰富度指数 Ma 、Shannon-Wiener指数 H' 、Simpson指数 D 的排列顺序均为:施肥草地<围栏草地<重牧草地<中牧草地;均匀度指数 Jsw 的变化趋势与上述各指数相同;优势度指数的变化趋势则相反,为施肥草地>围栏草地>重牧草地>中牧草地.4种干扰类型草地群落的生活型功能群基本一致,均由多年生禾草、多年生杂类草和莎草类组成,但各功能群在群落中所占比重及各功能群内所含物种数则大不相同.说明不同干扰类型对草地植物群落的物种组成、多样性格局及系统功能等方面产生不同的影响.     

封育对高寒草甸植物群落构成及生态位特征的影响

封育是天然草地管理的一种有效措施,利于草地生产力提高和退化草地恢复。该研究通过对青藏高原高寒草甸放牧和封育草地物种多样性、植被构成、植物种生态位特征、草地演替度等分析,解析高寒草甸植物种间关系及草地演替方向。结果表明:(1)封育显著降低了草地群落植物物种数以及α和β多样性指数,显著增加了草地1年生植物种数、地面芽植物种数和地上生物量。(2)放牧草地地上生物量以莎草科(59.7%)和禾本科(23.9%)为主,封育草地地上生物量以禾本科(85.0%)为主;放牧草地优势种为矮嵩草(Kobresia humilis)和线叶嵩草(K.capillifolia),封育草地优势种为垂穗披碱草(Elymus nutans)和早熟禾(Poasp.)。(3)放牧和封育草地的群落植物种重要值均与各自的生态位宽度变化规律一致。(4)草地植物种间竞争主要发生在不同科属植物种之间,封育增加了群落植物种整体生态位重叠值和植物种间竞争。(5)草地群落演替度为封育地放牧地,封育群落处于较稳定状态。研究认为,封育促进了高寒草甸由莎草+杂类草群落向禾草+杂类草群落演替。     

科尔沁沙地植被恢复系列上群落演替与物种多样性的恢复动态

通过对科尔沁沙地植被恢复系列上不同阶段的群落取样,研究了植被恢复过程中群落物种组成、物种多样性的变化过程.在演替时间分别为1年、3年、5年、12年、20年和30年的群落中,物种丰富度分别为7、11、17、14、28和30种,而物种多样性指数分别为1.458 8、2.610 0、3.108 4、1.696 8、3.738 6、3.639 6.在生活型结构上,一年生植物的种类数量占绝对优势,但随着演替进展,多年生植物的种类数量增加且单种植物的优势度超过了一年生植物,表明多年生植物在群落功能维持中占据重要地位.随演替进展,来自不同科属的植物增加.藜科植物在演替过程中种类数量较为稳定,特别是在演替早期藜科植物占有很高的优势度.禾本科种类随演替进展不断增加,且在群落中的优势度逐渐上升.总体上,随演替进展群落种类组成与物种多样性增加,群落生态优势度下降,而均匀度增加,群落趋向稳定.     

辽西大黑山北坡植物群落组成及多样性研究

在辽西大黑山自然保护区北坡,沿海拔400～1000m,选择典型地段设置3条垂直样带,样带间隔100m,每条样带垂直梯度上隔100m设置一个样地,共21个样地森林群落,进行了群落组成、群落多样性等随海拔上升变化情况的研究。结果表明,森林群落的郁闭度、平均胸径和胸高断面积等随海拔上升有较明显的增加,海拔800m以上主要是分布于核心区内的山地原生植被,700m以下主要为山地疏林和部分人工林;群落的优势种组成随海拔升高表现出由复杂多样逐渐向简单单一过渡的变化趋势;乔木种和灌木种的Shannon多样性指数随着海拔的增加而呈现近似于线性的降低趋势,二者的优势度随着海拔的增加有较明显的上升;草本植物和乔灌层相比优势度较高,多样性指数较低,而且随着海拔的变化幅度也较小,表明群落中草本植物随海拔并没有明显的变化;群落的水平β多样性随海拔增加呈明显的下降趋势,说明在本研究的空间范围内,森林组成在较低海拔更加斑块化。