西南喀斯特退化天坑负地形倒石坡的土壤微生物分布特征

喀斯特退化天坑倒石坡作为一种负地形坡面,在退化天坑植物避难所的物种多样性保护中发挥着重要作用。研究坡面土壤微生物群落功能多样性,有助于阐明土壤微生物群落生态特征和空间分布规律,探索土壤微生物与植物多样性关联,挖掘退化天坑负地形倒石坡的生物多样性宝库价值。研究以云南沾益天坑群中的退化天坑-巴家陷塘为研究对象,运用Biolog微平板技术,分析坡面环境梯度(坑口﹑上坡位﹑中坡位﹑下坡位以及坑底)的土壤微生物群落功能多样性差异。结果显示,坑底土壤微生物群落的功能多样性指数(Shannon指数﹑Simpson指数﹑McIntosh指数)、碳源利用程度均显著高于坑口。下坡位的土壤微生物群落功能多样性略高于坑底,显著高于中坡位,呈现出下坡位中坡位上坡位的趋势。坡面土壤微生物群落主要利用的碳源为糖类和氨基酸类。2个主成分分别解释所有方差变量的31.9%和28.7%,能区分不同坡位土壤微生物群落的碳源利用。坑内外草本植物α多样性指数差异显著,坑坡木本层植物α多样性指数差异显著(P0.05),其中下坡位木本层植物多样性最高。β多样性指数显示不同坡位的生境具有差异性,但下坡位生境类型最多样。研究发现,喀斯特退化天坑倒石坡的独特负地形和土壤环境孕育了较高的植物多样性和土壤微生物群落功能多样性,二者的空间分布较为一致,未来在退化天坑物种多样性保护中应特别注意倒石坡地下森林资源价值。     

陕北典型退耕还林区林下草本物种生态位研究

基于样方法进行不同资源位的群落调查,并用群落物种多样性、生态位宽度、生态位重叠和生态位相似性比例分析了安塞县典型退耕区16种不同退耕模式及年限群落林下草本物种生态位特征。结果表明:乔木林下草本群落物种多样性高于灌木林。生态位宽度以达乌里胡枝子和阿尔泰狗娃花最大,它们的Shannon-Wiener(Bs-w,i)和Levins(Bl,i)指数分别为0.89、0.83和0.64、0.58。生态位宽度较大的种间生态位重叠程度大,如阿尔泰狗娃花、铁杆蒿、长芒草等。生态位宽度与生态位相似比例值并不一致。生态位相似性比例小于0.5的种对有174对,约占种群总对数的91.6%,说明种群对环境需求有较大的差异,各种群能较好地共生于群落中。     

重度退化的喀斯特天坑草地物种多样性及群落稳定性——以云南沾益退化天坑为例

喀斯特天坑是21世纪初命名的宏大地表负地形,其隐域生境为动植物的生长和繁衍提供了良好的条件,近几年来,随着天坑价值的深入挖掘,天坑独特生境特征及其植物群落逐渐得到重视,但现有研究较多关注原生天坑及轻度退化天坑,对退化程度较高且可进入性较强的退化天坑的研究仍相对薄弱。云南大竹菁天坑属于典型的重度退化天坑,可进入性较强,坑底以草地植物群落为主,将其作为退化天坑的代表性区域开展天坑内外植物群落的特征差异及植物群落的稳定程度研究,有利于补充系列天坑现有的理论知识体系,亦能为广大喀斯特区域的生态恢复提供一定的借鉴意义。采用野外采样及数据分析相结合的方法,从定性及定量的角度研究大竹菁退化天坑植被群落特征以及植物群落的稳定程度,研究结果表明:1)退化天坑内草地群落现有14科35属35种,坑外14科30属30种,坑内外物种组成相对多样,两者优势种差异较大,仅一种共优种;2)退化天坑生态系统较为脆弱,坑内外植物群落多样性总体偏低,坑外植物多样性高于坑内植物多样性,但差异不显著,而坑外均匀度却显著高于坑内均匀度;3)坑内外植物群落处于极不相似水平,结构分异明显,群落之间具有较大的生境差异性;4)坑内植物群落种间总体呈正联结性,种间联结较松散,具有一定的独立性,处于正向演替阶段,而坑外呈负关联性,群落较不稳定;5)采用稳定性分析进一步阐释得出,坑内植物群落离稳定状态仍有一定差距,说明受到人为干扰的重度退化天坑生境仍较脆弱。     

成熟杉木人工林林下草本层生态位特征

生态位是解释群落中种间共存与竞争机制的基本理论,对了解植物群落构建及其与环境因子的耦合关系具有重要意义。本文通过对成熟杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林林下草本层植物调查,应用Shannon和Levins生态位宽度指数、Levins生态位重叠指数以及生态响应,分析了杉木人工林林下草本层植物生态位特征。结果表明:成熟杉木人工林草本层植物生态位宽度不高。狗脊(Woodwardia japonica)的B(SW)(3.6254)和B(L)(0.7069)生态位宽度指数均最大,其主要原因是分布广泛,适应性强。生态位宽度较大的狗脊和玉叶金花(Mussaenda pubescens)与其他优势物种间具有相对高的生态位重叠度。总体上,杉木人工林林下草本层物种的生态位重叠度偏低,物种对环境资源的共享能力弱。草本层主要优势物种绝大部分处于发展性阶段,表明现阶段的杉木人工林群落趋于相对稳定状态。     

鹫峰国家森林公园残次林物种多样性及生态位特征

残次林作为低效林的一种,林相及生态稳定性较差,造成景观差、生态功能低下。本文利用样地调查方法,对鹫峰森林公园主要残次林群落及不同立地条件下物种多样性进行分析,同时计算群落内优势种群生态位,旨在通过研究其生态系统的结构与功能,为提出林相改造技术提供科学依据。结果表明：（1）鹫峰国家森林公园残次林各群落多样性指数：油松林>刺槐林>五角枫、山桃混交林>荆条灌草林>侧柏林>栓皮栎林。（2）在不同的立地条件下,残次林的分布的影响较为明显,乔木层和草本层多样性指数呈现阴坡>半阴半阳坡>阳坡,厚土层>薄土层,而灌木层受坡向与土壤状况影响不明显。（3）鹫峰残次林的典型特点为林草匮乏,表现为乔木层破败、草本层覆盖度低种群分化。（4）生态位较宽的种群之间有可能具有较高重叠程度,但重叠程度不一定随宽度值增大而增大,分布频度是影响物种重叠程度的重要因素。该研究说明残次林与普通林物种多样性相比有很大的差别,且各林分残次程度不一,分化严重,物种单一和恶劣的立地条件是产生残次林的主要原因。     

敦煌西湖荒漠-湿地生态系统优势物种生态位研究

水文情势改变会引起土壤盐分变化,直接影响到荒漠-湿地生态系统植被的分布与演替。基于对57个样地、171个样方植物物种分布影响较大的土壤pH值和土壤电导率两个环境因子,将其划分为6个梯度等级,测度分析了敦煌西湖植被群落中15个主要优势种的生态位特征,了解不同物种利用资源和占据生态空间的能力,对维持和科学保育植物群落的多样性具有重要意义。结果表明：（1）在土壤pH值和电导率梯度两个资源维上,多枝柽柳和芦苇的重要值和生态位宽度均较大,说明这两个物种适应能力强能够较好地利用环境资源,分布范围大且均匀。它们作为敦煌西湖植被群落中的广域种,具有重要的生态地位和作用。其次生态位较宽的疏叶骆驼刺、胡杨和苏枸杞对环境因子也具有较强的适应能力。（2）两个土壤因子梯度下植物种群生态位宽度相似,但也存在差异。如泡泡刺、蒙古沙枣在土壤pH值梯度资源维上的生态位宽度值远大于在土壤电导率梯度资源维上,但尖叶盐爪爪和甘蒙柽柳在土壤电导率梯度资源维上生态位宽度较大,表现出较强的耐盐能力,从而说明这些物种对不同土壤因子的利用能力和适应性不完全相同。（3）在两个资源维上优势物种间的生态位重叠值小于0.5的种对均为61对,占总种对的58.10%,因此生态位重叠值整体保持在较低水平,说明物种在土壤pH值和土壤电导率两个环境梯度上生态位分化明显。（4）敦煌西湖优势物种间总体表现为不显著的负关联,表明物种之间处于竞争关系,但竞争强度不大且群落结构稳定性较弱。     

退化天坑倒石堆阴坡植物群落垂直分布特征——以云南沾益深陷塘为例

以深陷塘退化天坑倒石堆阴坡乔灌层植物群落为对象,研究倒石堆不同坡位的物种多样性变化特征及其主要影响因子。结果表明: 深陷塘南侧乔木层物种有13科17属21种,灌木层物种有14科20属20种,群落属于亚热带湿润针阔混交林类型;微气候环境使坑口与坑坡植被差异明显,倒石堆上的二次崩塌使中坡位能够涵养更多的水分,为需水性植物提供了优质的生态位。各α多样性指数均在坑底边缘坡位达到最大值,Margalef丰富度指数、Shannon指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数分别为3.58、2.47、0.79、0.86,但整体上差异较小,变异系数最高仅为0.226;β多样性指数波动较大,沿坑口、坑坡和坑底边缘间,Routledge指数、Whilson-Shmida指数均呈现减小-增大-减小趋势,其最大值分别为15.95、1.20,物种更替率总体呈上升趋势,共有种的数量逐渐减少。土壤是各坡位间差异最主要的影响因子,各坡位上植物多样性主要与土壤全氮、全磷、有效磷、有机碳含量有关。     

物种多维生态位宽度测度

经典的生态位宽度测度式基于物种在单一生态位维上各资源状态的分布比例量,而难以应用于物种在多维生态位空间的宽度测度,本文在Ｎ维生态位空间分割为分室的基础上,定义物种生态位宽度为物种在分室上分布与样本在分室的频率分布之间的吻合度,根据最小差别信息统计量,推导出一可基于物种分布比例量也可基于实测值的生态位宽测度式,并以华南鼎湖山自然保护区的厚壳桂群落中物种与土壤因子数据为例加以说明,结果表明优势树种具较     

云南中度退化的喀斯特天坑草地植物群落优势种种间关系

喀斯特天坑作为独特的宏大地表负地形,其坑底生境与外界环境相互独立,呈现出独特的植物群落格局及特征.本研究选取云南沾益天坑群中可进入性较强的中度退化天坑--巴家陷塘为对象,筛选出重要值大于1的优势种,结合总体关联性分析、χ²检验、AC联结系数及Spearman秩相关系数对巴家陷塘退化天坑植物群落中11种优势种的种间关联性和相关性进行研究.结果表明: 巴家陷塘退化天坑植物群落种间联结指数VR=1.377>1,总体呈显著正关联,但正负关联差异较大,阳生型植物和阴生型植物呈极显著负关联,现阶段仍具有独立的分布格局,但呈逐渐趋于稳定的趋势;Spearman分析中种间正相关对数(26对)少于种间负相关对数(29对),结合天坑微环境的差异,将退化天坑的优势物种划分为3个生态种组,群落总体呈现出一定的圈层分布规律.     

应用生态位模型研究外来入侵物种生态位漂移

由于基础生态位和实际生态位的改变,外来入侵物种在入侵地成功定殖、扩散后常会发生生态位漂移,而物种生态位漂移往往很难直接证明。生态位模型在假设入侵物种的生态位需求保守的前提下,以物种在其原产地的生态位需求为基础,预测其在入侵地的潜在分布,通过比较预测分布与实际分布的差异可以从一定程度上得到外来入侵物种的生态位是否发生漂移的间接证据。以我国入侵杂草胜红蓟在原产地的生态位需求为基础,应用生态位模型预测其在其他地区的潜在分布。研究结果表明,生态位模型可以很好地预测胜红蓟在亚太平洋地区和非洲地区的分布,但在我国,其预测分布与实际分布存在较大差别。胜红蓟在我国预测分布主要为云南、海南、台湾部分地区,而胜红蓟入侵我国后现已广泛分布于长江以南地区,其实际分布比预测分布广泛得多,由此推测胜红蓟在入侵我国后其生态位已经产生了漂移。     

长湖浮游植物优势种生态位特征及种间联结性分析

为了解生态调控后的浮游植物群落稳定性和优势种种间联结性,于2020年10月—2021年7月按季节对湖北长湖浮游植物群落进行调查。运用生态位宽度、生态位重叠值、方差比率法、卡方检验、Pearson相关性检验和Spearman相关性检验的方法对浮游植物优势种间的相互关系进行综合分析。结果显示：四季共鉴定出浮游植物8门、67属、78种;优势种19种。长湖属于绿藻+蓝藻+硅藻为主的水体。其中,梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)为四季共有优势种,对水环境有较好的指示作用,显示长湖水体处于中度富营养化状态。根据优势度和生态位宽度的结果,19个优势种可以划分为4个类群。生态位重叠值的变化范围为0.02—0.96,季节差异明显,秋季>冬季>春季>夏季。方差比率的结果显示秋季和冬季浮游植物优势种间总体呈现显著正联结,群落较稳定;春夏季节优势种间总体呈现不显著负联结,群落处于波动状态。卡方检验、Pearson相关性检验和Spearman相关性检验结果综合显示：优势种对间联结性的显著率较低,群落种间联结不...     

紫茎泽兰入侵下喀斯特退化天坑的土壤微生物群落特征

紫茎泽兰入侵到宏大地表负地形的喀斯特退化天坑后,会通过改变其立地环境的土壤微生物群落来影响退化天坑的植物多样性、群落演替与自然生态恢复.以云南沾益天坑群的典型退化天坑巴家陷塘为研究区,选择不同生境的紫茎泽兰根系土壤,采用Biolog微平板法探究紫茎泽兰根系土壤微生物群落特征.结果表明: 受退化天坑内生境异质性影响,紫茎泽兰的入侵程度表现为坑坡灌草地>坑底草地>坑坡林地>坑口灌草地,并且不同生境的紫茎泽兰性状特征存在差异;紫茎泽兰根系土壤微生物代谢活性、优势度指数、丰富度指数、均匀度指数与其入侵程度具有一致的变化趋势,且坑内外差异显著;糖类和氨基酸类为土壤微生物利用的主要碳源;不同生境的草本层植物α多样性与土壤微生物群落多样性存在相关性.紫茎泽兰根系土壤微生物群落多样性会随入侵程度的增加而显著提高,形成有利于入侵定植的微环境.未来退化天坑经过植物群落演替和自然生态恢复,最终形成地下森林顶极群落,可能使紫茎泽兰在退化天坑中消失.     

喀斯特退化天坑不同坡向植物群落系统发育与功能性状结构

喀斯特退化天坑地下森林主要分布在不同坡向的倒石坡上,探究环境过滤、竞争排斥和随机过程在天坑地下森林群落构建中的作用,有助于揭示天坑物种避难所价值,为天坑植物多样性的保护及坑外地表生态恢复提供科学的参考。以云南沾益深陷塘退化天坑为例,综合运用功能性状生态学和系统发育方法,研究不同坡向植物群落的土壤环境特征、功能性状变异、系统发育信号及系统发育多样性。研究表明：（1）不同坡向土壤环境差异较大,相对于南坡和北坡而言,东坡的土壤环境变异程度最大。（2）各坡向具有不同的优势种群,其中壳斗科植物种群多度较大,在北坡和东坡的黄背栎（Quercus pannosa）种群数量较大,在南坡则是青冈（Cyclobalanopsis glauca）多度最大。各优势物种功能性状在不同坡向存在差异,整体上变异程度中等,但南坡优势物种变异程度最大。（3）叶宽、长宽比、叶厚度、比叶面积具有较强且显著的系统发育信号（K>1,P<0.05）,性状进化过程中受遗传因素影响较大;而叶长、叶面积、叶干重、叶干物质含量、最大树高系统发育信号弱（K<1）,性状进化过程中受生境因素影响较大。（4）各坡向植物群落构建过程由生态位理论的环境过滤和竞争排斥作用主导,坡向从北坡-东坡-南坡的转变过程中,植物群落构建中环境过滤作用逐渐减小,竞争排斥作用逐渐增大。北坡可能较长时间内都是以旱生型植物为主要建群种,而南坡则可能最终演替成亚热带湿润气候型的顶极群落。     

退化中的长白山西坡灌木苔原优势种分布差异

长白山苔原带植被正在发生显著变化,灌木苔原中灌木植物分布范围萎缩,重要值下降。通过样方调查数据,分析灌木苔原中优势种的变化,灌木分布格局和灌木群落结构特征沿海拔的差异,旨在揭示长白山灌木苔原退化的区域差异,为明确其退化机理提供基础数据。研究表明:(1)长白山西坡灌木苔原退化严重,多种草本植物已经侵入,并成为优势种。目前7个优势种中灌木仅占2席,草本植物占据5席,与1979年的样方调查结果相比灌木优势种的数量和地位都明显下降。7个优势种均为聚集分布,各优势种分布呈现斑块化、分离化,统一的灌木苔原面临解体;大部分灌木苔原群落中,出现了草本层,苔原带下部灌木苔原中草本层高于灌木层,物种组成和群落形态接近草木苔原。(2)灌木在各海拔均仍有广泛分布,但其空间分布格局明显不同。在海拔2300m以下,灌木的分布产生较强的聚集现象,特别是在海拔2100m以下这种聚集分布现象更为突出;在海拔2300m以上灌木的聚集程度较弱。(3)长白山西坡灌木苔原退化的区域分异明显,在海拔2100m以下灌木苔原退化严重,成为草-灌苔原;在海拔2100—2300m之间,灌木苔原退化较严重,成为灌-草苔原;在海拔2300m以上,退化较轻,仍为灌木苔原。由此推断,长白山西坡灌木苔原的退化机理应包括两个方面:草本植物入侵,种间竞争导致灌木退化,以及环境变化导致灌木退化,二者皆可能是全球气候变化的结果。     

仙湖苏铁群落优势种群的生态位特征

采用生态位宽度和生态位重叠探讨仙湖苏铁群落优势种群的生态位特征。结果表明,群落中生态位宽度大的优势种群,对其它种群的生态位重叠大,而生态位宽度小的种群对生态位宽度大的种群的生态位重叠不一定大;如果2个种群生态位宽度相近,则存在着较大的生态位重叠。优势种之间生态位重叠大,由于存在资源竞争,导致群落组成和结构发生变化从而影响群落的演替发展。相同的物种对在不同层次其生态位重叠水平不一致,从林下层到立木层,物种对的生态位重叠程度降低。仙湖苏铁种群与立木层中生性树种的生态位重叠大,由于植株高度的差异,它们之间可能存在着促进而非竞争关系,因此调整群落林分组成,使群落向着以中生性树种为优势种的方向发展,也许是促进仙湖苏铁种群恢复和发展的有利措施。     

太行山中段植物群落优势种生态位研究

运用TWINSPAN把样方分为8个群落类型,用Levins、Shannon-wiener生态位宽度公式和Petraitis生态位特定重叠指数公式测定群落中主要种群生态位宽度和生态位重叠,并分析各种群生态位的生态学意义。在总群落中,披针苔草和草地早熟禾的生态位宽度最大,说明它们对群落环境的适应能力最强,对资源的利用能力也最强;在不同的群落里（群落Ⅰ到群落Ⅷ）,相同种群生态位宽度有极大差别,草地早熟禾在群落Ⅱ中,B1为 2.753,B2为 15.561,在群落Ⅷ中,B1为0,B2为1;总群落中,各种群的生态位宽度明显大于其在其他群落里的生态位宽度。两个种群的生态位重叠值越大,说明它们占据越相似的资源空间,珠芽蓼和火绒草的生态位重叠值高达0.892（群落Ⅰ中）,说明它们利用资源的相似性程度很高;在总群落中,各种群之间生态位重叠值都很低。