松嫩平原碱化草地植物群落分布的空间和环境因素分析

在１９９６年野外实地采样的基础上,运用ＤＣＡ消势对应分析（ｄｅｔｒｅｎｄｅｄｃｏｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓ）对群落主要变化趋势及其与土壤环境因子之间的关系进行了分析。运用ＤＣＣＡ消势典范对应分析（ｄｅｔｒｅｎｄｅｄｃａｎｏｎｉｃａｌｃｏｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓ）对影响松嫩平原碱化草地群落结构季节动态的空间和环境因素进行了定量的分解。结果表明：在影响群落分布的各因子中,环境因子独立约占４０％,而环境＿空间耦合因子占３５％,空间因子独立约占３％,其他因子约占２０％。在诸多因子中,土壤的盐渍化程度在整个生长季起着决定性作用,但土壤水分和氮素的作用因季节而变化。在干旱季节,植物生长的主要制约因子为土壤碱化度和土壤水分,而土壤氮素的作用处于次要地位。但在降雨较多、土壤湿润度较大的季节,土壤氮素的影响明显增强,成为仅次于土壤碱化度的决定性因素。     

放牧和水淹干扰对松嫩平原碱化草地空间格局影响的分形分析

对东北松嫩平原碱化草地植物群落空间格局的分形性质进行了分析,分别用边长面积指数和Ｋｏｒｃａｋ相对斑块化指数估计了斑块边界复杂性和斑块面积大小频率分布格局。结果表明：随放牧强度增加,占优势的羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｔｒｉｎ．）Ｔｚｒｅｌ）斑块的斑块化加剧,而斑块的边界在中度放牧时最不规则;在水淹地,占优势的羊草斑块和次优势的碱茅（Ｐｕｃｉｎｅｌｉａｓｐｐ．）斑块、獐茅（Ａｅｌｕｒｏｐｕｓｌｉｔｏｒａｌｉｓ（Ｇｏｕａｎ）Ｐａｒｌ．ｖａｒ．ｓｉｎｅｎｓｉｓＤｅｂｅａｕｘ）斑块的斑块边界复杂性和斑块化程度比未水淹地都低,说明水淹降低了群落复合体内的异质性;在水淹地,优势斑块的边长面积指数和Ｋｏｒｃａｋ指数均低于次优势种,但在重度放牧地结果正好相反,可能是由于两种样地处于不同的演替阶段;而且,斑块边界复杂性符合同一尺度规律,在现有的面积范围内没有尺度转换,斑块面积大小的频率分布格局则存在尺度转换点。     

松嫩平原碱化草地植物－环境系统的仿真模拟

本研究以系统仿真的方法对松嫩平原碱化草地植物－环境系统进行模拟。模型的系统变量包括植物种的地上、地下生物量,土壤水分、有机质、可溶性和交换性Ｎａ￣＋和Ｃａ￣＋＋浓度和植物的凋落物生物量。模型所考虑的过程有：不同土壤碱化条件下的植物生长季节动态;土壤水、盐运动;植物的蒸腾作用;土壤表面的蒸发;凋落物的积累和分解;土壤有机质的积累和矿化;地下生物量对土壤持水和导水特性的控制作用,以及收获强度对系统平衡的影响等。模型成功地解释了植物生物量形成过程与环境之间的动态耦合、相关作用。模拟结果说明：与地下生物量密切相关的土壤非毛管孔隙度与土壤的碱化和脱碱过程有极强的相关作用,这种作用是通过改变土壤的饱和持水量来实现的。非毛管孔隙度随地下生物量增加．导致饱和含水量增加和脱碱作用加强。收获强度过大导致地下生物量的减少、非毛管孔隙度的减少和碱化作用的加强。     

松嫩平原碱化草地植物-环境系统的仿真模拟

 本研究以系统仿真的方法对松嫩平原碱化草地植物—环境系统进行模拟。模型的系统变量包括植物种的地上、地下生物量,土壤水分、有机质。可溶性和交换性Na+和Ca++浓度和植物的凋落物生物量。模型所考虑的过程有：不同土壤碱化条件下的植物生长季节动态;土壤水、盐运动;植物的蒸腾作用;土壤表面的蒸发;凋落物的积累和分解;土壤有机质的积累和矿化;地下生物量对土壤持水和导水特性的控制作用,以及收获强度对系统平衡的影响等。模型成功地解释了植物生物量形成过程与环境之间的动态耦合、相关作用。模拟结果说明：与地下生物量密切相关的土壤非毛管孔隙度与土壤的碱化和脱碱过程有极强的相关作用,这种作用是通过改变土壤的饱和持水量来实现的。非毛管孔隙度随地下生物量增加,导致饱和含水量增加和脱碱作用加强。收获强度过大导致地下生物量的减少、非毛管孔隙度的减少和碱化作用的加强。     

云南沾益中度退化天坑草地植物群落水平空间分布特征

规模最为宏大的地表负地形——喀斯特天坑不仅是世界罕见的地质奇观,圈闭化地形而形成的独特生境更是探索植物物种多样性及其空间分布特征最为理想的地域。以云南沾益天坑群中的中度退化天坑——"巴家陷塘"坑底草地植物群落为研究对象,通过α多样性指数与β相似性系数的应用,对"巴家陷塘"中度退化天坑坑底草地植物群落物种多样性的水平空间分布特征展开探讨,并对其近邻退化漏斗和"大毛寺"原生天坑坑外草地植物群落的相似性进行对比分析,研究结果发现:(1)中度退化天坑坑底草地植物群落物种丰富度和多样性从中心到边缘呈现出"中心高边缘低"的"逆洼地效应"特征;(2)相较于土壤资源,喀斯特天坑植物群落的生长与空间分布对光照资源的响应更为明显,且四周坑壁高度差异造成的坑内光照资源的空间异质性,也使坑底草地植物物种多样性存在一定的"圈层效应";(3)喀斯特天坑独特的圈闭化地形对植物群落的"隔离"、庇护作用即使在退化天坑中也有明显体现,且对喜阴、耐湿的物种更具庇护性。因而在全球气候变化下,即使是退化天坑,也应成为区域小尺度生态避难所的重要保护对象。     

松嫩平原南部植物群落的分类和排序

 松嫩平原南部的气候具有温带半湿润大陆性的特点。地带性植被为草甸草原。由于小地形起伏,土壤盐碱和水分含量有差异,影响植物的分布和组合,形成不同的群落。本文采用定性和定量相结合的方法,对该地区的植物群落进行了分类和排序,划分了11个群落类型,归为5类生态组合。通过样地和群落的排序说明植被既是连续的,又是间断的,同时明显看出植物群落随着土壤盐碱和水分含量的变化。     

碱化草地群落恢复演替空间格局动态分析

对松嫩平原碱化草地1989年开始围栏封育的1hm^2样地9a间的空间格局进行了分析,结果表明：（1）不同物种斑块空间格局动态不同,在恢复演替各个阶段中的地位与作用也不同。（2）结论基本上支持了斑块化－稳定性假说。     

松嫩平原盐碱植物群落种子库的比较分析

本文对松嫩平原碱化草甸6种单优盐碱植物群落土壤中有发芽力的种子贮量及其物种多样性进行了比较分析。虎尾草群落、角碱蓬群落、翅碱蓬群落3种一年生植物群落所具有的共同特征,表现为种子库存量大,优势种的种子数量占绝大多数,种子库的物种多样性指数相对较小。星星草群落和獐毛群落这两种过渡性的多年生群落,地上优势种均为种子库中的优势种,种子库的物种多样性指数趋于中等。羊草群落与其他演替阶段的群落相比,种子库存量最小,种子库的物种多样性指数最大。     

松嫩平原微地形下土壤水盐与植物群落分布的关系

以微域尺度不同盐渍化程度的盐渍土复区为研究区,利用典范对应分析方法(CCA)分析了不同水文年(丰水年、枯水年)土壤盐碱化指标、地表积水、不同土壤层含水率和相对高程与植物群落之间的关系。结果表明,在枯水年由于水分的减少和盐碱化的加重,稗草向虎尾草群落演替,虎尾草向碱蓬群落演替。而芦苇和碱茅群落相对稳定,只是由湿生向旱生转化,群落间演替较慢。在植物群落演替过程中,Na⁺(991 mg/kg)、CO₃^2-(396 mg/kg)、EC(680 μs/cm),pH值(10)是稗草、芦苇向虎尾草和碱茅群落演替的驱动值。Na⁺(1570 mg/kg)、CO₃^2-(576 mg/kg)、EC(879 μs/cm)是虎尾草、碱茅向碱蓬群落演替的驱动值。地表水的积水时间和积水深度是区分稗草和芦苇、虎尾草和碱茅生长分布的重要水文特征值。研究对苏打盐渍土区植被恢复和重建具有重要的意义。     

松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅种子散布机制的分析

采用顺序远离母株取样的方法,定量分析了松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅（Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａｃｈｉｎａｍ ｐｏｅｎｓｉｓ Ｏｈｗ ｉ）的种子散布机制。结果表明,在８个方向中仅西南方向表现为近母株散布距离,其它７个方向均表现为远母株散布距离的种子散布机制。经相关性分析,朝鲜碱茅向不同的方向散布的种子数量与种子散布时期顺风向的风速和风向频率呈正相关,反映了朝鲜碱茅是借助于风媒介实现了远母株距离扩展潜在生态位空间的种群对策。朝鲜碱茅向母株周围散布的种子呈连续分布格局的散布半径平均为１７５ ｃｍ 。     

松嫩平原碱化草甸恢复演替系列的群落种子流分析

对松嫩平原碱化草甸恢复演替系列4个群落优势种种子源库、土壤种子库及幼苗库进行了比较,建立了种子流模型.结果表明:演替初期虎尾草群落优势种种子源库密度最大,为(446182±180455)粒.m-2,分别是演替中期星星草群落的7.2倍、演替后期星星草 羊草群落的11.4倍、演替顶极羊草群落的164.8倍.土壤种子库和幼苗库密度均以虎尾草群落最大,分别为(63650±14541)粒.m-2和(39160±15192)株.m-2,羊草群落最小,分别为(14310±7686)粒.m-2和(790±745)株.m-2,大体呈随着恢复演替进程而递减的趋势.全体演替系列群落输出的实生苗均以虎尾草为主,占79.8%～100%.在种子流中,优势种的种子源库向土壤种子库输入率在10%～35%之间,输出率差异则较大,虎尾草群落高达62.3%,但星星草群落和羊草群落均没有优势种的幼苗输出.     

松嫩平原湿地植物群落多样性的环境梯度分布格局及控制因子

物种丰富度格局及其决定因素是生态学核心问题,但对其形成机制仍缺乏共识。为探究松嫩平原西部半干旱区沿湖岸至高地环境梯度(局地尺度)植物群落多样性分布格局及其决定因素,以沿该梯度依次分布的7种群落(狭叶香蒲沼泽、小香蒲沼泽、芦苇沼泽、草丛沼泽、拂子茅草甸、羊草草甸和榆树疏林)为对象,采用样带网格调查法及聚类分析法划分群落类型,测定物种丰富度、α多样性和β多样性及其环境因子(水位、土壤含水率、有机质等),揭示群落多样性空间分布规律及其形成机制。结果表明,沿湖岸至高地环境梯度：(1)物种丰富度(2.00—18.00)和α多样性(Simpson指数0.12—0.90;Shannon-Wiener指数0.23—2.57和Pielou指数0.34—0.88)总体上均呈类似N字型分布(在下部深水生境狭叶香蒲沼泽最低、中下部季节性积水生境草丛沼泽最高、中上部湿润生境拂子茅草甸较低、上部沙丘干旱生境榆树疏林又较高);(2)广义的β多样性(Jaccard指数0.56—0.96)可以分解成物种周转(丰富度没有变化的地点间的物种替代)和嵌套(物种贫乏地点是物种丰富地点子集时的物种差异)两个过程,其在该梯度上半段...     

松嫩草原碱化羊草草地放牧空间演替规律的研究

研究了不同放牧强度对羊草草地的影响。结果表明,过牧条件下,群落地上、地下生物量分别比较牧阶段下降了６７．９６和７５．００％,羊草种群根茎分蘖数和种子产量下降１．０和３．３％,极牧条件下,土壤有机质和水分含量分别下降到轻牧阶段的２１．１和６６．５％,而碱化度和全盐量却分别增加了１倍和８倍。     

松嫩平原碱化草甸野大麦的种子散布格局

根据顺序远离母株的取样调查,定量地分析了松嫩平原碱化草甸野大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅ－ｖｉｓｕｂｕｌａｔｕｍ （Ｔｒｉｎ．） Ｌｉｎｋ）在６ 个方向上的种子散布格局。结果表明,在风的作用下,野大麦向东北方向散布的种子数量最多,比数量最少的西南方向多４ 倍。种子散布半径平均约１３０ｃｍ 。不同方向单位面积的种子散布格局均较好地适合于Ｗｅｉｂｕｌｌ分布,并反映出在松嫩平原自然条件下,野大麦具有远离母株扩大其潜在生态位空间的种子散布机制。不同方向野大麦顺序远离母株的种子散布数量均随着累积面积的增加呈Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线形式增长,其增长速率以种子散布数量多、距离远的东和东北方向相对较小     

松嫩平原盐碱植物群落形成过程的探讨

 据调查分析,松嫩平原的地貌、水文地质、生物气候和土壤等都存在形成盐碱植物群落的潜在条件;人为活动,特别是长期过度放牧,导致羊草草地的退化,出现次生的盐碱植物群落。其过程体现在植被的变化,主要是种类成分的消长和种群动态;土壤的变化包括盐分的含量和组成、pH值、腐殖质含量及其有关的土壤性状;最终盐碱植物与生境达到了动态平衡。整个过程用加权平均指数和群落系数测定了数量指标,说明其变化程度。     

三峡库区移民区和淹没区植物群落物种多样性的空间分布格局

为研究三峡库区移民安置区和淹没区植物群落物种多样性的空间分布格局, 在从坝区到重庆的长江南北两岸各设置了7条样带, 从海拔70 m到610 m每上升50 m设置一个样方, 共调查了129个样方。采用物种数和基于盖度的Shannon-Wiener指数作为物种多样性指标, 分析了不同海拔、样带、坡向与南北岸位置的植物群落物种多样性的空间分布特点; 采用DCCA 排序阐明物种多样性与环境因子的相互关系, 并进一步分析了造成上述空间分布格局的环境因子。结果表明: 南岸的物种多样性高于北岸; 物种多样性随海拔升高而增加, 但趋势不显著; 从坝区到重庆物种多样性变化没有明显的规律性, 在坝区和万州最高, 重庆和巫山最低。DCCA排序结果表明, 影响物种多样性变化的外在环境因子最主要的是南北岸位置, 其次为海拔; 而增加物种多样性的主导生境因子是群落乔木层的盖度, 灌木层的盖度则对物种多样性具有抑制作用, 说明群落自身的结构特点决定着物种多样性。总之, 研究区域由水热条件组合影响的物种多样性空间分布格局的规律性由于人为活动的异质性干扰发生了改变, 而干扰后群落自身的结构特点, 特别是群落冠层的盖度, 决定着群落自身的物种多样性。     

碱化草地景观动态及其对气候变化的响应与多样性和空间格局的关系

试图通过对碱化草地景观动态过程与群落多样性和空间格局的关系的分析,探讨利用景观的多样性指标和空间格局指数来解释和预测景观发展动态及其对气候变化的响应的可能性。运用空间仿真的方法,对东北松嫩平原碱化草地景观动态进行了模拟。模型强调景观内的斑块（即空间匀质生态系统）的演替与土壤碱化度的相互耦合作用。在当前气候条件下,模型的输出结果与观测到的１９８９￣１９９３年在１ｈｍ＾２样地内的斑块分布动态非常吻合。     

松嫩平原碱化草甸旱地生境芦苇种群的芽流和芽库动态

在松嫩平原碱化草甸,旱地生境芦苇种群的根茎分布在土层约1m的不同深度,一般可生活6个年度,个别根茎可存活7～9年,乃至更长的时间.通过芦苇根茎芽调查,创建了植物种群的芽流模型.提出了采用当年1龄级根茎芽的输入率与其它龄级休眠芽库存率之和估计芦苇种群芽库贮量动态的方法.结果表明,随着生长季的进程,芦苇种群芽库输入率呈不断增加趋势,而萌发输出率呈不断减少的趋势,死亡输出率则大体保持相同的较低水平.至休眠前期的9月底,芽库输入率已为输出率的2.04倍.在松嫩平原碱化草甸旱地生境,芦苇种群各龄级根茎的休眠芽有一个稳定的萌发输出过程.定量分析结果表明,芦苇种群不同龄级根茎的休眠芽每年都有11%的比率萌发形成1龄级新根茎.1龄级根茎顶端翌年发育为分蘖株后,可为直接相连接的老龄级根茎就近输送养分,从而实现老龄级根茎芽的活力.