岷江干旱河谷植物群落物种周转速率与环境因子的关系

通过对岷江干旱河谷植被及其环境因子的系统取样调查 ,采用β多样性指数 - Cody指数 ,从海拔、样带、群系、地形以及土壤养分、水分梯度上研究了该地区植物群落的物种周转速率。结果表明 :随海拔的升高 ,物种周转速率表现出“高 -低 -高”的变化规律。在海拔 130 0～ 16 0 0 m和 190 0～ 2 2 0 0 m这两个海拔段 ,物种平均替代速率均较高 ;而在 16 0 0～ 190 0 m海拔段 ,物种平均替代速率较低。β多样性在样带梯度上的变化表现为干旱河谷核心区的样带较南部和北部过渡区的样带有较高的物种周转速率 ,这与样带所处的环境条件有关。群系之间的β多样性表现为 :华帚菊 -小黄素馨灌丛、金花小檗 -忍冬灌丛、黄花亚菊灌丛、子栎灌丛、小花滇紫草灌丛、莸灌丛、绣线菊灌丛与其它灌丛之间有着较高的物种周转速率。坡面不同地形上的物种周转速率 :不同坡向 ,阴坡 >半阴半阳坡 >阳坡 ;不同坡形 ,凹坡 >平坡 >凸坡 ;不同坡位 ,下坡位 >上坡位 >中坡位。β多样性在土壤水分和养分梯度上的变化表现为与土壤水解 N、速效 K、全 N含量、全 P含量以及土壤含水量成显著的二次曲线关系 ,与土壤有机质和全 K含量也呈现出二次曲线关系 ,但关系不显著 ,与 p H值和速效 P之间没有明显的规律     

岷江干旱河谷灌丛α多样性分析

通过对岷江干旱河谷植被及其环境因子的系统取样调查 ,研究了该地区植物群落的α多样性及其与环境因子的关系。土壤、植被、地形三者之间的典范相关分析结果表明 ,三者两两之间均存在着较高的相关性。土壤因子与地形因子之间 ,海拔和坡向起较大的作用 ,主要影响土壤中的全氮、有机质和土壤含水量 ;地形因子和植被之间 ,海拔和坡向影响灌木层的多样性和盖度 ;植被和土壤因子之间 ,土壤中的全氮量、有机质和土壤含水量影响灌木层的盖度和多样性。随着海拔的增加 ,草本和灌木群落的多样性都呈现出先增加后减小而后又增加的趋势 ,草本层的α多样性明显高于灌木层的α多样性 ,草本层和灌木层均在14 0 0～ 16 0 0 m和 2 0 0 0～ 2 2 0 0 m两个海拔段有较高的α多样性 ;华帚菊 -小黄素馨灌丛、金花小檗 -忍冬灌丛、绣线菊灌丛有着较高的多样性 ,西南野丁香灌丛、莸灌丛、小马鞍羊蹄甲 -白刺花灌丛的群落多样性较低 ;样带的多样性 ,灌木层 :样带 3>样带 1>样带 2 ,草本层 :样带 1>样带 3>样带 2 ;不同坡向的多样性 ,灌木层 :阴坡 >半阴半阳坡 >阳坡 ,草本层 :半阴半阳坡 >阴坡 >阳坡 ;不同坡形上的多样性 ,无论是灌木层还是草本层 ,多样性大小为凹坡 >平坡 >凸坡 ;灌木层和草本层在不同坡位上的多样性大小均为上     

岷江干旱河谷主要灌丛类型地上生物量研究

灌丛是岷江干旱河谷主要的植被类型,也是该区相对稳定的生态系统类型。基于岷江干旱河谷主要灌丛大量的样地调查和实验,研究了其地上生物量及分布规律。结果表明:(1)该地区的9个灌丛的地上生物量存在较大差异,对节刺灌丛的地上生物量最大,达11554.2kg·hm-2,其次是子栎灌丛和绣线菊灌丛,分别为7144.7kg·hm-2和7213.1kg·hm-2,而滇紫草灌丛的平均地上生物量最小,仅为1407.2kg·hm-2,其余类型介于它们之间,导致这一结果的原因很多,如群落的优势种、物种组成、海拔、坡向、土壤水分等等;(2)灌丛地上生物量都随海拔升高而增加,并呈现出良好的相关性。(3)干旱河谷中土壤水分也随着海拔升高而增加。在干旱河谷过渡区,灌丛地上生物量与土壤水分间呈现很好的相关性;但是,在其核心区,灌丛地上生物量与土壤水分之间的相关性反而不显著。这主要是由于在干旱河谷的低海拔地区,"焚风"作用相对较强,其土壤水分条件较差,灌丛的生长受到抑制,随着海拔的升高,"焚风"作用不断降低,土壤水分条件逐步得到改善,灌丛的生长状况较好。而在干旱河谷核心区内"焚风"作用较强,其影响的海拔范围更大,因而,导致土壤水分非常低。由此可见,土壤水分是干旱河谷灌丛植被生长的主要限制因素。此外,低海拔地区灌丛植被受人类干扰活动的频     

西南干旱河谷植物群落组分生物量的纬度格局及其影响因素

研究植物群落不同组分生物量的纬度格局及其与生物、非生物因子的定量关系有助于揭示植物对环境的适应性, 能够解释生态系统结构和功能的空间差异性及其成因。该研究在西南干旱河谷跨越9个纬度(23.23°-32.26° N), 布置101个群落 样方(4 m × 6 m)。采用收割法测定群落及组分生物量, 分析生物量在纬度梯度上的变化规律及其影响因子。结果显示, 干旱河谷群落平均生物量为(17.05 ± 1.09) t·hm^-2, 其中, 灌木平均生物量为(11.51 ± 1.03) t·hm^-2, 占60.2%; 草本平均生物量为(2.11 ± 0.21) t·hm^-2, 占15.6%; 凋落物平均生物量为(3.41 ± 0.34) t·hm^-2, 占24.1%。群落生物量和灌木生物量随纬度升高而显著增加, 草本生物量随纬度升高无明显变化, 凋落物生物量随纬度的升高而显著降低。随着纬度增加, 灌木生物量的比例明显增大, 草本生物量的比例无明显变化, 凋落物生物量的比例明显降低。灌木优势度及丰富度的变化是驱动干旱河谷植被生物量在纬度梯度上变化的主要内在因子, 而外在因子中, 气候因子对群落及组分生物量的影响显著高于土壤因子｡     

岷江上游干旱河谷岷江柏的光合与水分生理特征干湿季对比研究

岷江柏（Cupressus chengiana）是干旱河谷地区的重要生态恢复物种,为探讨岷江柏对干旱河谷环境的适应策略,以生长于岷江上游干旱河谷自然生境中的岷江柏为研究对象,研究分析了其在湿季（7月）和干季（11月）的水分生理特征和光合生理特征。结果表明：（1）水分生理方面,相较于湿季,干季岷江柏的脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）、过氧化物酶（POD）显著增加（P<0.05）,比叶重（LMA）、黎明水势（Ψ_pl）、正午水势（Ψ_ml）则显著下降（P<0.05）;（2）光合生理方面,相较于湿季,岷江柏在干季的气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、饱和光下最大净光合速率（P_nmax）、初始羧化效率（CE）、光合能力（A_max）、CO₂补偿点（Γ）、光呼吸速率（R_p）、最大羧化速率（V_cmax）、最大电子传递速率（J_max）、磷酸丙糖利用率（TPU）、J_max/V_cmax、光能捕获效率（F_v''/F_m''）、PSII实际光化学效率（Ф_PSII）、光化学猝灭系数（qP）、电子传递效率（ETR）均显著下降（P<0.05）,而暗呼吸速率（R_d）、水分利用效率（WUE）、非光化学猝灭系数（NPQ）则显著上升（P<0.05）。干季,岷江柏采取增加水分获取能力并降低水分散失的水分利用策略、增加光合产物消耗策略、增加热耗散的光合器官保护策略等,以适应干季干旱、低温等环境胁迫,进而表现出较强的环境适应性。     

岷江上游干旱河谷植物群落分布的环境与空间因素分析

为了探讨土壤环境因子对植物群落物种数量、结构格局的影响 ,通过对岷江上游干旱河谷灌丛植被的大量群落学调查 ,采用了群落中 9个土壤特征指标 ,利用去势典范对应分析 (DCCA)排序方法 ,分析了不同群落类型中不同层次的物种数量结构的空间格局 ;定量分离了土壤、空间及其交互作用等因素对不同层次群落格局总体变异的影响。结果表明 :以水分为主导的多种环境因子耦合梯度决定着植物群落结构格局。环境因子对群落的影响程度在不同层次有差异 ,在灌木层中 ,单纯环境因子对植被格局的解释占 2 8.0 2 % ,环境 -空间耦合因子占 8.90 % ,空间因子独立占 10 .69% ,其他因子占 52 .3 9% ;而在草本层中 ,单纯环境因子对植被格局的解释占 2 0 .64% ,而环境 -空间耦合因子仅占 0 .83 % ,空间因子独立占 5.10 % ,其他因子占 73 .43 % ,草本的可解释性远远低于灌木。但无论是灌木层还是草本层 ,在诸多因子中 ,土壤水分始终在影响群落物种数量结构的空间格局分布中起着主导作用     

岷江上游干旱河谷矮探春叶片特征与环境因子的关系

对岷江上游干旱河谷矮探春(Jasminumhumile L.)的叶片形态解剖特征进行了显微观察,分析了海拔梯度上叶片形态与环境因子的关系。结果表明,矮探春叶片呈长椭圆形,叶肉组织分化明显;随着海拔升高,叶面积、厚度、干重、饱和含水量、海绵组织厚度,中脉厚度以及厚角组织厚度/中脉厚度之比(M/C)等呈增大趋势,而栅栏组织厚度/海绵组织厚度之比(P/S)则减小;叶片长/宽比、表皮厚度、栅栏组织厚度和比叶重在海拔梯度上无明显差异。叶面积、干重、饱和含水量、叶厚度和海绵组织厚度等参数两两之间呈显著正相关,而它们与P/S均呈显著负相关。叶面积、干重、海绵组织厚度和M/C等主要受土壤含水量的影响,并随着土壤含水量增加而增大;P/S随着土壤含水量和年降水量增加而减小;叶片厚度、饱和含水量和中脉厚度均随着温和度的降低而增大。岷江上游干旱河谷区土壤水份和生长季温度可能是影响矮探春叶片形态解剖特征的主要因子。     

岷江干旱河谷区岷江柏人工林碳氮储量随林龄的动态

研究了岷江干旱河谷区不同林龄岷江柏人工林生态系统碳氮储量及其分配特征.结果表明：岷江柏不同器官的碳含量相对稳定,氮含量则与器官类型密切相关,而土壤有机碳和氮含量均随着人工林林龄的增长而增加.岷江柏人工林植被层、土壤层以及生态系统的碳氮储量随着林龄的增长总体呈增加趋势.13、11、8、6和4年生岷江柏人工林生态系统总碳储量分别为190.90、165.91、144.57、119.44和113.49 t·hm^-2,总氮储量分别为19.09、17.97、13.82、13.42和12.26 t·hm^-2.岷江柏人工林生态系统碳氮大部分储存于0～60 cm土层,分别占生态系统总储量的92.8%和98.8%,且主要集中于0～20 cm土层,5个林龄平均碳氮储量分别为74.13和7.40 t·hm^-2,分别占其平均土壤总碳氮储量(0～60 cm)的54.4%和48.9%.植被层有机碳和氮储量的分配不同,碳储量在乔木层(3.7%)的分配高于林下植被层(3.5%),而氮储量在乔木层(0.5%)的分配低于林下植被层(0.7%).不同林龄岷江柏人工林碳氮储量及其空间分布变化明显,且在此年龄段内,岷江柏人工林生态系统能够持续积累有机碳和氮.     

岷江上游干旱河谷区域空间变化的定量判定

采用遥感和地理信息系统技术,准确界定了岷江上游干旱河谷的范围,在此基础上分析了岷江上游干旱河谷的面积变化及其边界分布海拔的最高上限在垂直方向上的抬升距离。结果表明,干旱河谷面积在不断扩大,由1974年的93140hm2扩大到2000的123078hm2,其中1995～2000年间年变化率较1974～1995年有所降低;岷江上游干旱河谷的边界沿山体向上攀升非常迅速,1974岷江上游干旱河谷边界的最高上限海拔为3128m,1995年为3167m,较1974年抬升了39m;2000年为3181m,与1995年相比沿垂直方向向上抬升了14m。1974到2000年间岷江上游干旱河谷边界最高上限沿垂直方向抬升了53m,大约平均每年抬升2m。为了遏制干旱河谷进一步扩大的趋势,必须加大植被恢复和生态建设力度。     

三江并流地区干旱河谷植物物种多样性海拔梯度格局比较

在滇西北三江并流地区典型干旱河谷段, 在怒江、澜沧江和金沙江的东、西坡共设置了6条海拔梯度样带, 通过标准样地的植物群落调查, 分析各条样带植物的物种丰富度、物种更替率的海拔梯度格局, 并比较了地理和植被变量对分布格局的解释。干旱河谷植被带位于海拔3,000 m以下, 以灌丛和灌草丛为主, 其在各河谷的分布上限自西向东依次升高。植物物种丰富度的分布主要与海拔、流域、经纬度和植被带有关, 沿纬度和海拔梯度升高而显著增加的格局主要表现在草本层和灌木层, 灌木物种丰富度还呈现自西向东显著增加的趋势。怒江的灌木和草本种物种丰富度显著高于金沙江和澜沧江, 三条江的乔木种丰富度差异则不显著。森林带的样方草本物种丰富度显著低于灌草丛带样方, 并且还拥有后者没有的乔木种。不同样带的植物物种更替速率呈现了不一致的海拔梯度格局, 但均在样带海拔下部的灌草丛群落与海拔上部森林群落之间的交错带出现峰值。森林-灌草丛植被交错带在怒江样带处于海拔1,900-2,100 m处, 在澜沧江河谷位于海拔2,300-2,400 m, 在金沙江河谷位于海拔2,700-2,900 m。所有海拔样带的森林段或灌草丛段相对于同一样带不同植被段之间的物种更替程度为最小, 不仅小于同一流域不同样带相同植被段之间物种更替率的均值, 更小于所有样带相同植被段之间的更替率均值。在三条河流6条海拔样带的12个植被带段之间的物种更替变化中, 空间隔离因素可以解释34.2%, 而植被类型差异仅能解释不到0.5%。本研究结果显示了环境差异对不同植被类型物种丰富度的首要影响, 和各河流之间的空间隔离对植物群落构建和物种构成的主要作用。     

Plant community complexity in the arid valley of Minjiang River, southwestern China

Biocomplexity theory is becoming increasingly important in understanding natural vegetation dynamics and interrelation among all components of the ecosystem. In this study, based on the field investigation of plant species and environmental factors (altitude, microtopography, soil water content, and soil nutrients) in an arid valley of the upper reaches of Minjiang River, Sichuan Province, southwestern China, plant community complexity and its relationship with environmental factors, community diversity, species evenness and richness were studied. Both total and structural complexities of the communities showed a “high- low-high” tendency with the increase in altitude of the area, which meant that the complexity of communities was the highest at the sites of low and high altitude, whereas it was the lowest at the sites of intermediate altitude. It was found that the total community complexity had significant quadratic correlations with soil organic matter (SOM) content, total nitrogen (N), hydrolyzable N, soil water content, and available potassium (K), whereas it had no significant correlations with soil total K, total phosphorus (P), available P, and pH value. The total community complexity positively correlated with community diversity, species evenness and species richness, whereas the structural complexity negatively correlated with the community evenness. Of the two components of the total community complexity, namely, the structural complexity and the structural diversity, the structural complexity was more sensitive than the structural diversity to the changes of species in the community, which was not only related to the community evenness but also to the community richness. The relative contribution of both the structural complexity and the structural diversity to the total complexity would be different for different study areas or ecosystems.     

Plant community complexity in the arid valley of Minjiang River, southwestern China

Biocomplexity theory is becoming increasingly important in understanding natural vegetation dynamics and interrelation among all components of the ecosystem. In this study, based on the field investigation of plant species and environmental factors (altitude, microtopography, soil water content, and soil nutrients) in an arid valley of the upper reaches of Minjiang River, Sichuan Province, southwestern China, plant community complexity and its relationship with environmental factors, community diversity, species evenness and richness were studied. Both total and structural complexities of the communities showed a “high- low-high” tendency with the increase in altitude of the area, which meant that the complexity of communities was the highest at the sites of low and high altitude, whereas it was the lowest at the sites of intermediate altitude. It was found that the total community complexity had significant quadratic correlations with soil organic matter (SOM) content, total nitrogen (N), hydrolyzable N, soil water content, and available potassium (K), whereas it had no significant correlations with soil total K, total phosphorus (P), available P, and pH value. The total community complexity positively correlated with community diversity, species evenness and species richness, whereas the structural complexity negatively correlated with the community evenness. Of the two components of the total community complexity, namely, the structural complexity and the structural diversity, the structural complexity was more sensitive than the structural diversity to the changes of species in the community, which was not only related to the community evenness but also to the community richness. The relative contribution of both the structural complexity and the structural diversity to the total complexity would be different for different study areas or ecosystems.     

岷江上游干旱河谷灌丛群落种-面积曲线的拟合及最小面积确定

研究采用3种饱和曲线方程拟合出的群落种-面积曲线,对岷江上游干旱河谷灌丛群落的最小面积进行研究,取比例因子P分别为0．6、0．7、0．8、0．9,求得灌丛群落的最小面积或临界取样面积。研究结果表明：当ρ取0．6、0．7、0．8时,阴、阳坡各海拔梯度样地群落最小面积均小于或略大于100m^2,样方可设置为10m×10m,即样地面积为100m^2,可以满足精度60％～80％的研究要求。当ρ取0．9时,阴、阳坡各海拔梯度样地群落最小面积均小于200m^2,样方可设置为10m×20m,即样地面积为200m^2,可以满足精度90％的研究要求;群落最小面积呈现出随海拔梯度的升高而逐渐增大的趋势,且最小面积所含物种数也随之增加;在相对应的海拔高度上,海拔2000m以下群落最小面积及所含物种数阴坡明显大于阳坡,而在2200m左右的高海拔则是阴坡与阳坡相接近;对于岷江上游干旱河谷灌丛群落类型而言,由方程（1）、（2）拟合所得的种一面积曲线较好于由方程（3）拟合所得的种．面积曲线。     

Determination of species-area relationships and minimum sampling area for the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, China

The minimum sampling areas (MSAs) for the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, China, were studied by fitting community species-area relationships using 3 types of equations. The MSAs were determined at the proportional factor (ρ) 0.6, 0.7, 0.8 and 0.9. The proportional factors represent the proportion of the number of species within a sampling plot in the total number of species. The MSAs of the shrub communities at different elevations and on different slope faces for ρ = 0.6, 0.7 and 0.8 were all around 100 m². Hence, the MSAs could be set to be 100 m² (10 m × 10 m) at 60%–80% precision levels. For ρ = 0.9, that is, for a 90% precision level, the MSAs were less than 200 m² (10 m × 20 m). The MSAs and species richness increased gradually with the rising elevation. At the elevation below 2000 m, the MSAs and species richness on the north-facing slope were larger than those on the south-facing slope. However, at the elevation around 2200 m, there was no difference amongst different facing slopes. For the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, the species-area curves by fitting the first two equations are better than that by fitting the third equation.     

Determination of species-area relationships and minimum sampling area for the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, China

The minimum sampling areas (MSAs) for the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, China, were studied by fitting community species-area relationships using 3 types of equations. The MSAs were determined at the proportional factor (ρ) 0.6, 0.7, 0.8 and 0.9. The proportional factors represent the proportion of the number of species within a sampling plot in the total number of species. The MSAs of the shrub communities at different elevations and on different slope faces for ρ = 0.6, 0.7 and 0.8 were all around 100 m². Hence, the MSAs could be set to be 100 m² (10 m × 10 m) at 60%–80% precision levels. For ρ = 0.9, that is, for a 90% precision level, the MSAs were less than 200 m² (10 m × 20 m). The MSAs and species richness increased gradually with the rising elevation. At the elevation below 2000 m, the MSAs and species richness on the north-facing slope were larger than those on the south-facing slope. However, at the elevation around 2200 m, there was no difference amongst different facing slopes. For the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, the species-area curves by fitting the first two equations are better than that by fitting the third equation.     

岷江干旱河谷造林对土壤微生物群落结构的影响

为了探讨不同造林时间和立地条件对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFAs)法测定了岷江干旱河谷地区不同造林时间(2002、2006和2011年)及不同立地条件(退耕地和宜林荒山地)营建的岷江柏人工林土壤微生物生物量及群落结构的变化情况。结果表明:由于造林时间较短,不同造林时间的人工林间土壤化学性质没有差异,但土壤微生物生物量和各菌群生物量差异显著,且随着造林时间的增加而增加。不同立地条件下则表现为退耕还林地土壤微生物生物量和各菌群生物量较高。说明土壤微生物对外界因素变化的反映更灵敏。相关性分析结果显示土壤全氮含量与土壤微生物生物量及各菌群生物量显著相关,是影响土壤微生物群落结构的关键因素。     

岷江干旱河谷优势灌丛对土壤微生物群落组成的影响

通过调查岷江干旱河谷两河口、飞虹、撮箕和牟托4个样地优势灌丛及其灌丛间空地的表土土壤物理化学性质和微生物群落组成,探讨植物灌丛群落对土壤微生物群落组成的影响。研究发现不同灌丛种类对土壤微生物群落组成以及土壤物理化学性质并没有显著影响,而同一样地灌丛与空地间的差异却较为显著。灌丛下比空地土壤中具有更高的有机质、养分含量,更高的土壤含水量和更低的容重,而灌丛下相对富集的养分资源是造成灌丛与空地间微生物群落组成差异的主要原因。不同样地影响微生物群落的主要因子存在一定差异,但与氮相关的因子(总氮、有效氮、碳/氮比)对土壤微生物群落着非常重要的影响,特别是对土壤微生物群落总生物量和细菌类群(革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、细菌等)。虽然不同灌丛和空地下土壤中细菌群落都没有显著地变化,但真菌和菌根真菌却明显的在灌丛下富集。在飞虹和牟托样地,总磷和碳/磷比与真菌类群,主要指真菌和菌根真菌,表现出显著正相关性,这或许反映了真菌类群对于该区域磷循环的重要作用。研究结果揭示了灌丛植被在干旱河谷地区地下生态系统中的重要作用,以及氮、磷这两种养分元素对土壤微生物群落的重要影响。同时,未来对于干旱河谷地区植物-土壤关系的研究应该关注真菌和菌根真菌类群的作用。     

岷江上游干旱河谷景观边界动态及其影响域

采用遥感和地理信息系统技术,界定了岷江上游干旱河谷的范围,在此基础上分析了岷江上游干旱河谷的边界动态及其影响域.结果表明,岷江上游干旱河谷的范围不断扩大,干旱河谷边界长度增加,边界形状复杂性先增加后降低.岷江上游干旱河谷的边界沿山体迅速向上攀升,1974其最高上限为海拔3128m,1995年为3167m,较1974年抬升了39m;2000年为3181m,比1995年抬升了14m.1974—2000年间岷江上游干旱河谷边界最高上限沿垂直方向向上抬升了53m,平均每年约抬升2m.岷江上游干旱河谷边界的显著影响距离为800m,800～1200m为干旱河谷和周围其它景观影响的过渡区域.干旱河谷外缘800m范围内的区域,是干旱河谷抵抗周围景观影响和外来干扰的缓冲地带,在对岷江上游干旱河谷生态环境进行综合治理的过程中,应对其给与充分关注.