不同混交措施下杉木人工林群落稳定性特征

混交是人工林近自然经营的重要措施,探究混交度和树种配置对杉木人工林群落稳定性的影响可以为构建可持续经营的杉木混交林提供依据。本研究以3种不同混交度(纯林/低度0.051、中度0.297、高度0.598)的杉木人工林为研究对象,以林内优势种的更新潜力、林地生产力、土壤肥力和物种多样性等4类指标12个因子为评价标准,对不同人工林的群落稳定性特征进行分析。结果表明:与杉木纯林相比,混交林的林下更新潜力分别提高了32%(中混交度)和100%(高混交度),更新幼苗的种类也更为丰富。其次,混交林的草本生物量和物种丰富度均高于纯林,但乔木树种的生物量却分别仅有纯林的58%(中混交度)和66%(高混交度)。此外,混交林较高的物种丰富度和林下更新能力,增加了对土壤养分的需求,其土壤肥力较纯林略低。应用模糊数学中隶属函数方法对各林地群落稳定性进行综合评价,结果表明,中度混交林地的群落稳定性最高(0.909),其次为高混交度林地(0.882),而纯林的稳定性最低,仅为0.856。因此,构建密度适宜的杉木-檫木-栎属树种中度混交林可以使杉木人工林朝着健康的森林演替方向发展,使森林群落的经济和生态效益得到持续发...     

植物竞争和昆虫取食调节入侵植物对土壤细菌群落和功能的影响

以入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)、本土近缘种莲子草(Alternan-thera sessilis(L.)DC)、生防昆虫莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila(Selman&Vogt))和本地昆虫虾钳菜披龟甲(Cassida pi...     

花岗岩崩岗不同部位土壤饱和导水率特征及其影响因素

崩岗是我国南方花岗岩丘陵区普遍存在的水力-重力复合土壤侵蚀现象。为探究崩岗的土壤水力学性质与侵蚀机理的内在联系及其与影响因素之间的关系,选择桂东南活动型、半稳定型和稳定型3种花岗岩崩岗为对象,研究不同部位土壤饱和导水率的空间变化及其影响因素。结果表明:1)崩岗土壤饱和导水率在不同部位呈波动分异,其中崩壁中部为最小值,崩积堆上部为最大值,其次为洪积扇顶端。2)选取Cosby、Compbell、Julià、Hypre 4种土壤饱和导水率传递函数对该区土壤饱和导水率进行拟合,结果预测值与实测值均存在偏差。3)相关性分析表明,土壤饱和导水率与毛管孔隙度、黏粒含量呈极显著负相关关系,与非毛管孔隙和砂粒含量呈极显著正相关关系。4)通径分析表明,砂粒含量为崩岗土壤饱和导水率的主要影响因素,其次为非毛管孔隙度和土壤容重,其中砂粒含量与非毛管孔隙度对土壤饱和导水率呈正效应,容重呈负效应。研究结果可为揭示崩岗侵蚀机理和防治提供理论依据。     

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.     

物种多样性及环境因子对入侵植物空心莲子草群落稳定性的影响

为探讨外来入侵植物空心莲子草群落稳定性的驱动机制,在中国21°N-37°N范围内设置73个面积为10 mX 10 m的空心莲子草群落样地(陆生39个,水生34个),分别计算其Godron群落稳定性坐标值和4个α-物种多样性指数,并测定各样地的7项环境因子(经度、纬度、海拔、铵态氮、硝态氮、年均温和年均降雨量),采用回归...     

黄土高原草地植物多样性与群落稳定性的关系及其驱动因素

植物多样性对维持生态功能的稳定发挥具有重要作用。以黄土高原不同植被带草地为研究对象,基于野外调查和实验分析,探究黄土高原不同植被带草地植物多样性与群落稳定性特征和二者之间的关系以及影响因素。结果表明：黄土高原草地群落结构特征(地上生物量、地下生物量)与植物多样性具有明显的纬度分布格局,草地植物多样性和生物量均表现出自东南向西北沿森林草原带—森林带—草原带—草原荒漠带逐渐递减趋势。森林草原带草地植物多样性和群落稳定性显著高于森林带、草原带和草原荒漠带;植物多样性与群落稳定性之间存在显著正相关关系,可以作为衡量群落稳定性的指标,其稳定性大小表现为森林草原带>森林带>草原带>草原荒漠带。降雨量是影响植物多样性和群落稳定性的主要因素,并通过改变土壤含水量影响群落稳定性。研究结果揭示了草地植物多样性与群落稳定性之间的关系及驱动机制,为维持黄土高原草地生态系统的群落稳定性提供了科学依据。     

意大利苍耳入侵对本地植物群落物种多样性和稳定性的影响——以乌鲁木齐市为例

研究外来植物不同程度入侵对区域群落结构和植物群落物种多样性的影响对评价其对生态系统的危害具有重要意义。以入侵植物以意大利苍耳(Xanthium italicum)为主要研究对象,选择意大利苍耳危害较明显且分布面积较大的中国新疆乌鲁木齐市米东区为研究区域进行植物样方调查,以意大利苍耳和其共生的本地植物为切入点,以物种多样性指数、群落稳定性、群落可入侵性、影响程度指数、入侵植物的竞争优势和入侵强度来探究不同入侵程度下的本地植物群落物种多样性和群落稳定性的变化。结果表明:(1)与未入侵地相比,意大利苍耳轻度入侵显著增加了本地植物群落的物种多样性(P ＜ 0.05),而重度入侵显著降低了本地植物群落的物种多样性(P ＜ 0.05)。(2)在意大利苍耳入侵的群落中,群落稳定性由轻度入侵水平到重度入侵水平降低了25%,而群落可入侵性、意大利苍耳的竞争优势指数和入侵强度指数分别增加了77%、79%和83%。(3)在轻度入侵水平下,意大利苍耳对本植物群落物种多样性、群落稳定性和群落物种数的影响程度指数 ＜ 0,产生了积极影响;相反,在轻中度和重度入侵水平下意大利苍耳对本植物群落物种多样性、群落稳定性和群落物种数的影响程度指数 ＞ 0,产生了负面影响。(4)本地植物群落多样性与群落稳定性均呈正相关,但与群落可入侵性呈负相关(P ＜ 0.05)。(5)Shannon-Wiener指数对群落的稳定性的直接通经系数最大,为0.828;Simpson''s指数对群落可入侵性的直接通经系数最大,为0.932。由此可见,意大利苍耳在中度和重度入侵对植物群落结构产生巨大影响,而作为"一带一路"的核心和枢纽地带的新疆,将会对其脆弱的生态系统和土著物种的多样性造成不可估量的影响。应在入侵初期对其进行控制与铲除,防止意大利苍耳等有害外来入侵种的入侵和进一步扩散与蔓延。     

入侵植物的繁殖策略以及对本土植物繁殖的影响

理解入侵生物的繁殖策略是阐明生物入侵机制的一个重要方面。入侵植物常表现出一些共同的繁殖特征, 如以两性花为主的性系统、自动自交为主的繁育系统或不依赖传粉媒介的无融合生殖和无性繁殖以及高生殖投资的资源配置策略等。成功入侵的外来植物通过影响本土的传粉者, 在种群和群落水平上影响本土植物的有性繁殖, 甚至促使某些本土植物在繁殖对策和表型性状上发生快速转变。目前, 入侵植物繁殖策略及其生态效应的研究多侧重于入侵种的快速演化, 而有关外来植物与本土植物间的相互影响及其可能存在的协同适应研究还较为缺乏。探讨本土植物在外来种入侵压力下的繁殖对策和响应机制, 将丰富人们对物种间竞争、共存及群落构建等机制的深入了解。从繁殖和适应的角度探求入侵植物与本土植物之间的复杂关系, 将有助于解析生物入侵的机制及人类干扰下的物种演化规律, 也为预测和防控入侵植物提供科学依据。     

群落组成及物种间相互作用对外来植物入侵的影响

外来植物入侵已成为严重的环境和社会问题,了解外来植物的入侵机制是有效控制其入侵的前提。生物阻抗假说认为,入侵地本地植物群落中的许多生物因子及生物过程能够抵御外来植物入侵。但关于群落抵抗外来种入侵的主要机制,目前还没有确定的结论。本文综述了群落中物种功能特征的多样性以及与外来种功能特征的相似度、植物与动物、植物与植物以及植物与土壤微生物间的相互作用等因素对外来植物入侵的影响,以及以前研究存在的不足。未来研究应该注重不同条件下植物与植物间的相互作用;不同竞争强度下,植物与食草动物的相互作用;植物、动物及土壤微生物三者之间的相互作用对外来植物入侵的影响。这些研究不仅能够丰富和完善入侵生态学理论,而且对于预测外来植物未来的扩散范围,合理有效地管理生态系统,防止外来植物入侵,保护本地生物多样性具有重要的实际意义。     

Bt水稻田不同斑块设计对田间节肢动物群落稳定性的影响

利用正交设计考察了B t水稻种植面积大小以及与非转基因水稻相间距离两个因素对稻田节肢动物群落稳定性的影响。结果表明:在转B t稻斑块与非转B t稻斑块共存格局下,尽管两因素对两个品种上节肢动物群落物种丰富度影响不大,但较大斑块面积对两个品种水稻而言均有利于其上节肢动物群落多样性的保持。同时还发现,两个因素对两个品种斑块上的节肢动物群落影响不尽相同,且起显著效应的时间分布也因品种而异。对转B t稻斑块上节肢动物群落显著影响集中在水稻生育期前期(7月份)和末期(9月份),以斑块面积因素相对而言对节肢动物群落稳定性影响更大,具体表现在其面积越大,多样性越高,优势集中度越大。而对于非转B t稻两个因素对其上节肢动物群落的影响几乎贯穿整个调查期,其中又以斑块相间距离因素的影响更大,距离越小,多样性越高,优势集中度越低。进一步品种间的比较发现,转B t稻对田间节肢动物群落影响显著,在靶标害虫危害盛期其上节肢动物群落明显比非转B t稻上的稳定,而在非靶标害虫危害为主的时期,转B t稻田上节肢动物群落均不如非转B t稻上的稳定,尤其在水稻移栽后初期表现显著。     

人为干扰对风水林群落林下木本植物组成和多样性的影响

华南地区的风水林是乡村聚落的一种特色林分, 具有守护村庄的象征意义。在过去的数百年中, 风水林在乡村的社会文化习俗的影响下而受到保护, 对当地的生物多样性保育有着重要作用。为揭示人为干扰对风水林的影响, 我们选择广东省东莞市大岭山镇同一林分起源的3个具有相似地形的风水林, 研究了在不同干扰强度下其林下木本植物种类组成和物种多样性。多响应置换过程(multi-response permutation procedures, MRPP)分析表明, 人为干扰显著改变了风水林林下木本植物组成(P = 0.001, A = 0.3886), 沿着干扰由弱至强的梯度呈现出中生性植物减少、阳生性植物递增的趋势。多样性指数变化趋势为重度干扰＞中度干扰＞轻度干扰, 但没有表现出统计学意义上的差异(P＞0.05)。随着干扰强度的增大, 3个风水林群落相互间的林下物种相似性降低, 物种替代率呈增加趋势。双向聚类分析较好地反映出林下物种因受不同人为干扰强度影响而表现出在空间分布上的差异。指示种分析进一步确定了不同干扰强度下具有显著指示值(IV ≥60)的指示种。综合分析表明, 人为干扰有利于阳性物种在风水林内定居生长, 并明显地改变了林下木本植物组成, 但未能引起物种多样性的显著差异。此外, 找出对人为干扰产生关键生态响应的林下指示种, 对增进风水林的生物多样性保育以及生态系统管理有着重要的理论意义和实践价值。     

林下植物剔除对毛竹林土壤微生物群落结构的影响

本研究以中亚热带地区广泛分布的毛竹林为对象,采用随机区组实验设计,分析了林下植物剔除对毛竹林土壤微生物群落结构和土壤理化特性的影响,探讨林下植物对毛竹林土壤微生物群落结构的调控机制.结果 表明:林下植物剔除对土壤理化特性产生显著影响,主要表现为土壤全氮、硝态氮和有效磷含量增加,而土壤铵态氮、全磷含量及土壤pH值降低.此...     

Effects of non-native plants on the native insect community of Delaware

Due to the lack of a co-evolutionary history, the novel defenses presented by introduced plants may be insurmountable to many native insects. Accordingly, non-native plants are expected to support less insect biomass than native plants. Further, native insect specialists may be more affected by introduced plants than native generalist herbivores, resulting in decreased insect diversity on non-native plants due to the loss of specialists. To test these hypotheses, we used a common garden experiment to compare native insect biomass, species richness, and the proportion of native specialist to native generalist insects supported by 45 species of woody plants. Plants were classified into three groupings, with 10 replicates of each species: 15 species native to Delaware (Natives), 15 non-native species that were congeneric with a member of the Native group (Non-native Congeners), and 15 non-native species that did not have a congener present in the United States (Aliens). Native herbivorous insects were sampled in May, June, and July of 2004 and 2005. Overall, insect biomass was greater on Natives than Non-native Congeners and Aliens, but insect biomass varied unpredictably between congeneric pair members. Counter to expectations, Aliens held more insect biomass than did Non-native Congeners. There was no difference in species richness or the number of specialist and generalist species collected among the three plant groupings in either year, although our protocol was biased against sampling specialists. If these results generalize to other studies, loss of native insect biomass due to introduced plants may negatively affect higher trophic levels of the ecosystem.     

Reproductive output of invasive versus native plants

Aim Propagule size and output are critical for the ability of a plant species to colonize new environments. If invasive species have a greater reproductive output than native species (via more and/or larger seeds), then they will have a greater dispersal and establishment ability. Previous comparisons within plant genera, families or environments have conflicted over the differences in reproductive traits between native and invasive species. We went beyond a genus‐, family‐ or habitat‐specific approach and analysed data for plant reproductive traits from the global literature, to investigate whether: (1) seed mass and production differ between the original and introduced ranges of invasive species; (2) seed mass and production differ between invasives and natives; and (3) invasives produce more seeds per unit seed mass than natives. Location Global. Methods We combined an existing data set of native plant reproductive data with a new data compilation for invasive species. We used t‐tests to compare original and introduced range populations, two‐way ANOVAs to compare natives and invasives, and an ANCOVA to examine the relationship between seed mass and production for natives and invasives. The ANCOVA was performed again incorporating phylogenetically independent contrasts to overcome any phylogenetic bias in the data sets. Results Neither seed mass nor seed production of invasive species differed between their introduced and original ranges. We found no significant difference in seed mass between invasives and natives after growth form had been accounted for. Seed production was greater for invasive species overall and within herb and woody growth forms. For a given seed mass, invasive species produced 6.7‐fold (all species), 6.9‐fold (herbs only) and 26.1‐fold (woody species only) more seeds per individual per year than native species. The phylogenetic ANCOVA verified that this trend did not appear to be influenced by phylogenetic bias within either data set. Main conclusions This study provides the first global examination of both seed mass and production traits in native and invasive species. Invasive species express a strategy of greater seed production both overall and per unit seed mass compared with natives. The consequent increased likelihood of establishment from long‐distance seed dispersal may significantly contribute to the invasiveness of many exotic species.     

不同密度杉木林对林下植被和土壤微生物群落结构的影响

为揭示土壤养分和细菌群落对林下植被调控的响应机制, 调查了浙江开化3种林分密度(高密度(KH)、中密度(KM)和低密度(KL))的17年生杉木人工林林下植被和生物量, 测定土壤理化性质, 并基于16S rDNA高通量测序技术分析细菌群落结构变化。结果表明, 3种密度的杉木林下植被地上部分总生物量为0.10-2.10 t·hm^-2, 且优势植物物种差异显著。理化性质测定分析发现, 高密度与低密度林分的土壤pH、有效磷含量差异显著。相关性分析表明, 土壤pH与林下植被中草本、灌木生物量及总生物量均呈显著正相关关系, 土壤有机质含量与灌木植被生物量及林下植被总生物量呈显著正相关关系, 速效钾含量与灌木植被生物量呈显著正相关关系。土壤微生物群落结构分析可知, 3种密度杉木林地土壤中酸杆菌门、变形菌门、放线菌门和绿弯菌门为优势菌群, 总相对丰度占比超过80%。冗余分析(RDA)表明土壤pH、碱解氮、有效磷和速效钾含量是土壤细菌群落结构变化的关键影响因素。酸杆菌门的优势亚群为Gp2、Gp1、Gp3和Gp6, 占酸杆菌群的51.32%-57.38%, 且随林分密度降低, 林下植被增多, Gp1占比增大, Gp2和Gp6占比下降; Gp6相对丰度与pH呈极显著负相关关系。可见, 杉木纯林经营中适度降低林分密度有利于林下植被生长和良好细菌群落结构保持, 有利于维持杉木林地土壤肥力, 实现可持续经营。     

露天煤矿排土场边坡植被组成特征及其群落稳定性评价

研究植被恢复过程中植物群落组成、结构及稳定性的变化,可进一步了解到植物群落的演替过程及规律。采用空间代时间的方法对内蒙古锡林郭勒盟北电胜利露天煤矿4个排土场边坡人工恢复植被进行群落调查,在此基础上采用多样性指数与优化后的M.Godron稳定性指数对植物物种组成、物种多样性及其群落稳定性进行分析,探究不同恢复年限排土场边坡植被在恢复过程中群落特征及稳定性变化特征。结果表明：（1）排土场边坡植物物种组成共有16科44属56种,植物群落组成较简单,其中禾本科种类最多,生长型以草本植物为主。（2）随着恢复年限的增加,植物生活型由一、二年生转变为多年生,坡面优势种由人工种植植物转变为本土植物。（3）整体看,随着恢复年限增加,物种多样性呈下降趋势,群落稳定性整体呈上升趋势。（4）由于不同坡向土壤微环境差异,北坡恢复效果及稳定性好于南坡。本研究在一定程度上可为露天煤矿排土场边坡人工修复过程中植物物种及合理配置模式的选择提供科学依据。     

广西生态茶园和普通茶园的节肢动物群落结构和稳定性分析

为了解广西生态茶园与普通茶园节肢动物群落结构特点及其稳定性,本文采用Shannon-Wiener多样性指数（H′）、群落物种优势度指数（D）、丰富度指数（J）、物种均匀度指数（E）等分析了茶园节肢动物群落的多样性结构,应用群落相似度指数对生态茶园和普通茶园节肢动物的群落相似性进行了分析,用灰色关联度方法综合分析多样性指数与优势度、均匀度等6个特征参数间关系的密切程度。结果表明,在广西茶园节肢动物共34种,其中害虫（螨）17种,优势种群是：小贯小绿叶蝉Empoasca onukii Matsuda、茶蓟马Scirtothrips dorsalis Hood、蚜虫、白粉虱Trialeurodes vaporariorum Westwood;天敌8种,优势种群是：棕管巢蛛Clubiona japonicola Boeset Str.、八斑球腹蛛Theridion octomaculatum Boes. et Str.、异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas);中性昆虫9种,优势种群是：蚊虫、蚁类。多样性指数、群落均匀度指数与物种优势度在生态茶园比普通茶园高。生态茶园的群落稳定性比普通茶园的强。不同茶园间的群落相似性指数q在0.444~0.9355之间,群落间相似性关系在中等不相似与极度相似之间。与多样性指数密切相关的前3位群落特征参数依次是群落物种优势度、益害物种的个体数比、丰富度,其中关系最密切的特征参数是群落物种优势度。研究结果为茶园害虫的综合防控提供了理论依据。     

不同光照强度对入侵植物薇甘菊（Mikania micrantha）和飞机草（Chromolaena odorata）生长及生物量分配的影响

外来植物入侵严重威胁着当地生物多样性和生态系统功能,引发巨大经济损失,已成为日益严重的全球性问题。光是热带和亚热带森林生态系统植物生长最重要的限制性资源之一,对光的捕获和利用直接影响植物在自然生态系统中的生存和适合度。本研究以华南地区危害严重的入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)和飞机草(Chromolaena odorata)为研究对象,对比二者生长、生物量分配及叶片特征对光照强度变化的响应,从而验证假设:外来植物入侵力受有效光辐射的限制,光照是影响不同演替阶段林型具有不同可入侵性的重要原因之一。研究结果表明,3%—60%全光照下两种外来植物均可存活,并显示较灵活的生物量分配策略,可见其对光照具有广适性,为其广泛分布提供生态学基础。低光严重抑制了两种外来植物的生物量积累,这可能是导致演替后期季风林入侵现象少的主要原因之一。对比两种植物叶片特征对光照强度变化的响应,高光下薇甘菊SLA降低,LAR、LARMR减小,叶片变小变厚,有利于植株保持强光下的水分平衡;低光下薇甘菊增加SLA和LAR,叶片变薄变大,增大对光的截获面积,以实现对光强减弱的适应。相比薇甘菊,3种光照处理对飞机草的SLA、LAR、LARMR无显著影响。以上结果提示:(1)光照影响所在群落对外来植物入侵的抵抗力;(2)攀援植物薇甘菊较丛生型草本飞机草对变化的光环境在叶片水平上具有更高的形态可塑性,有效寻觅光资源。     

高寒湿地植物群落的物种多样性保护及生态恢复对策

以物种组成较为复杂的青藏高原东部地区玛曲县高寒湿地为背景．从恢复生态学角度,系统地探讨了影响湿地植物群落物种多样性与生产力变化的主要因素,从不同的时间和空间尺度研究了典型样区植物群落中物种多样性与生产力的恢复机理与过程,以及生境异质性对其的影响。结果表明：在导致湿地植被退化的人类干扰诸因素中．超载放牧是主要因素。该地区超载量高达24％;其次．气候变化对湿地物种多样性与生产力也有较大影响。典型样区的恢复试验结果表明：实行围栏轮牧、控制载畜量、鼠虫害防治和建植人工草地等人工综合措施,能使样区植被得以卓有成效的恢复与保护。其中．黄河滩地的植物群落中．物种丰富度从23种／m^2上升到29种／m^2;Shannon多样性指数从3．82上升到4．62;草场生产力(地上生物量)从729．2g／m^2上升到935．38g／m^2。阳坡和阴坡样地植被也有类同的恢复效果。在以上三类样地中．以滩地的生态恢复效果最为显著。据此,我们提出了相应的湿地物种多样性保护和生态恢复对策．即：加强自然保护区建设、协调人类活动与物种多样性保护的关系、严格控制载畜量、发展人工草地等主要措施与建设。