石羊河下游民勤绿洲退耕地植被自然演替特征及物种多样性分析

采用重要值、Margalef物种丰富度指数、Shannon-wiener和Simpson多样性指数、Pielou和Alatalo均匀度指数对石羊河下游民勤绿洲不同年限退耕地自然恢复的植物群落进行了研究。结果表明:(1)石羊河下游民勤绿洲退耕地在50a自然恢复过程中共出现植物34种,14科,其中灌木6种,草本28种,分别占总物种数的17.65%和82.35%;藜科(8种)、禾本科(6种)、蒺藜科(4种)植物占总物种数的52.94%。(2)研究区退耕后50a植物群落演替经历为:田旋花→藜→苦苣菜→骆驼蒿→骆驼蓬→盐生草→黑果枸杞→红砂→盐爪爪的演替过程。(3)群落物种丰富度和多样性指数均随退耕时间的延长而呈现出波动式下降的变化趋势,而均匀度指数则呈现出在退耕初期(1～5a)先下降然后呈波动式上升的变化趋势。研究表明,随着退耕年限的增加,群落物种组成逐渐减少,植物群落演替向前发展的大致经历分为4个阶段:退耕1～5a为一年生草本和宿根植物迅速恢复阶段,退耕5～15a为一年生草本植物向多年生草本演替阶段,退耕15～30a为多年生草本向多年生灌木演替阶段,退耕30～50a为多年生灌木植物稳定阶段。     

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。     

陕北黄土区生态修复过程中植物群落物种多样性变化

根据18块典型样地的植被调查数据,采用时空互代和对比分析法,从演替时间、生态修复模式和坡向3个方面研究了陕西省吴起县生态修复过程中植物群落物种多样性特征.结果表明：在25年自然演替序列中,退耕封育群落依次经历了猪毛菜、猪毛蒿、达乌里胡枝子、铁杆蒿和白羊草5种类型,建群种表现为1年生向多年生、低级向高级的演替趋势.其间,物种种类、Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数均呈二次函数变化,说明黄土区退化生态系统在消除外界压力后,通过自然恢复可达到高级、稳定状态,但速度缓慢.地形条件和恢复年限一致时,4种主要修复模式形成的群落中,草本层的Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数表现为退耕封育＞退耕还草＞退耕还林＞荒山造林,Simpson指数则相反.与退耕封育模式相比,退耕还草和退耕还林模式在相同恢复期内形成的草本群落,虽然多样性指数较低,但更接近自然演替后期阶段,说明人工修复模式能加快演替进程.在相同恢复年限内,阴坡退耕封育群落的Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数明显大于阳坡,且群落类型更接近演替后期阶段,说明阳坡生态修复的本底条件更差,植被自然演替速率更缓慢.     

五台山林区典型人工林群落物种多样性研究

对山西五台山林区4种典型人工林群落物种多样性特征进行了定量研究,结果表明: 1 4种人工林群落灌木层和草本层的Simpson指数 D 和Shannon-Wienner指数 H′ 差异不显著,物种丰富度指数和均匀度指数 Jsw 差异显著,均匀度指数 Ea 差异极显著,草本层发育明显好于灌木层; 2 各人工群落尚处于演替初期阶段,林下植被发育常以禾本科阳生性植物为主; 3 对4种人工林群落灌草层物种多样性显著性检验结果显示,在灌草层物种多样性特征上,油松林与桦木林、山杨林多样性差异显著 P<0.05 ,其它群落差异不显著.山杨林物种多样性程度较高,油松林最差; 4 不同人工林群落物种总体多样性特征分析表明,桦木和山杨人工林群落总体α多样性与油松林差异显著,且多样性较大,阔叶林更有利于林下植被的发育和更新; 5 对人工生态系统物种多样性研究是退耕还林、天然林保护等生态环境工程的延伸,对于植被恢复后的生物学效果评价有重要意义.     

北京九龙山植物群落物种多样性特征对比分析

根据对北京九龙山植物群落的样地调查数据,采用Shannon-Wiener多样性指数、群落均匀度和生态优势度指标研究了九龙山封育植被乔灌草各层的物种多样性,并分别就阳坡和阴坡进行了乔木材、灌价群落的指标对比分析,结果表明,这3种指标能够有效地表征暖温带植物群落的组成结构特征,在九龙山封育植被中,阴阳坡的灌丛群落与乔木材相比,其灌木层的物种多样性Shannon-Wiener指数D高于乔木林中乔木层,而低于其灌木层;灌丛群落的草本层Shannon-Wiener指数小于乔木材中草本层;乔木材的草本层的物种多样性Shannon-Wiener指数大于灌木层,灌木层又大于乔木层,而生态优势度系数C在上述3种比较中与Shannon-Wiener指数表现相反,而群落均匀度指数J在比较中阴阳坡的表现不同,最后讨论了九龙坡地区植被演替序列及加速其进展演替的恢复措施。     

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。     

泌桐高速公路生态护坡不同草灌混播10a后的植被群落特征

稳定的边坡群落是公路边坡生态防护的目标,为探究高速公路生态护坡工程10 a演替后群落特征,该研究以泌桐高速公路为依托,布设自然恢复、单一狗牙根播种和5个不同播种密度的草灌混播生态防护措施,分析不同恢复方式对边坡群落组成、生活型和物种多样性的影响。结果表明:(1)调查样方内共有52种植物,分属于17科49属。禾本科、菊科和豆科植物共26属29种,占种总数的55.77%,表明这三大科植物在边坡群落演替过程中起着重要作用。(2) 10 a演替后不同恢复方式下群落中多年生植物比例高于一年生草本植物。(3)在草灌混播样地中,群落物种多样性指数随着播种密度的增加呈先增加后降低的单峰变化趋势,在播种密度为每平方米500株时达到最大。(4)草灌混播的生态恢复效果优于纯草本种植和自然恢复方式。(5)播种密度对草灌混播群落类型,地上生物量和物种多样性指数没有显著影响。从植物的生长效果及成本方面考虑,初播密度每平方米为500~600株的草灌混播可构建较为稳定的边坡植物群落,实现最佳的边坡恢复效果,可应用于类似区域边坡生态恢复工程。     

乡土植物生活型构成对川渝地区边坡植被水土保持效益的影响

乡土植物灌木化建植是高速公路边坡防护的重要生态模式。为了探讨生态恢复过程中乡土植物的生活型构成对边坡植被水土保持效益的影响,揭示乡土植物生活型-物种多样性-生态系统功能间的偶合关系,借助3个物种配置试验,于2009年4月构建了以草本、灌木或乔木为主体的草本型、灌木型、乔木型绿化配置及草-灌-乔混合型试验区。自建植次年(2010年)起,对试验区进行持续5a生态监测。结果表明:1)边坡植被的物种丰富度与乡土植物的生活型有关,呈现乔木型灌木型草-灌-乔混合型草本型趋势;2)植被的物种多样性(Shannon-Wiener指数、Pielou指数)与乡土植物生活型构成及建植年限有关:建植后第1、第2年,多样性水平呈草本型草-灌-乔混合型灌木型乔木型变化趋势;自建植后第三起(2012—2014年),呈草-灌-乔混合型草本型灌木型乔木型波动;3)植被的水土保持性能(径流系数、侵蚀模数)与群落的物种多样性密切相关:多样性水平越高,水土保持性能越强。可见,乡土植物的生活型构成对提高边坡植被的物种多样性、改善生态性能至关重要。     

南水北调中线水源区弃耕地草本植被演替初步研究

以南水北调中线水源区不同年限的退耕弃荒地为研究对象,分析了其草本植被恢复阶段的群落学特征,用聚类分析和极点排序的方法对各群落类型进行了划分,探讨了其自然演替规律,并对弃耕地植被恢复的一般机理进行了初步探讨。结果表明,草本植被恢复演替过程可明显分为以下几个阶段：荠菜(Capsella bursa—pastoris) 铁苋菜(Acalypha australis) 小白酒草(Conyza canadensis)群落(退耕1年);小白酒草(Conyza canadensis) 灰绿藜(Chenopodium glaucum)群落(退耕2年);艾蒿(Artemisia argyi) 小白酒草(Conyza canadensis) 猪毛蒿(Artemisia scoparia)群落(退耕3～6年);白茅(Imperata cylindrica) 牛尾蒿(Arternisia subdigitata) 野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia) 狗尾草(Setaria viridis)群落(退耕7～12年^ )。退耕3年时群落已经趋于稳定,草本植被基本上得到恢复。     

子午岭植被自然恢复过程中植物多样性的变化

黄土高原地区由于强烈的水土流失生态系统处于极度退化的状态,探讨该地区植被自然恢复演替过程中植物多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义.以时空互代的方法初步研究了黄土高原子午岭弃耕地植被自然恢复演替过程中植物多样性的变化.结果表明,在近150a的植被恢复演替过程中调查样方内共出现高等植物128种,分属于47科113属,累计出现的科、属、种数(y)随着演替时间(t)的延长呈对数函数变化y=aLn(t)+b,而且在植被恢复的前期增加速度较快,有60%的科属种在前30a出现.杠柳(Periploca sepium)与茶条槭(Acer ginnala)是植被恢复演替过程中出现最早而且持续时间最长的木本植物,具有较宽的生态位,建议作为该地区人工造林树种考虑.在植被恢复演替过程中草本层与灌木层物种丰富度指数(Gleason指数与Margalef指数)、多样性指数(Shannon-Wiener指数)以及Pielou均匀度指数的变化均表现为抛物线函数变化规律y=at2+bt+c.在不同的群落层次植物多样性的变化是不同步的,草本层、灌木层与乔木层植物多样性达到最大的时间依次为70～80a、90～100a与100a以上.森林群落植物多样性在空间上的变化顺序为草本层>灌木层>乔木层.     

长白山南坡苔原植被的特殊性及坡向间差异性分析

以长白山苔原带南坡植被为对象,通过植被调查,与北坡和西坡植被进行比较,研究长白山苔原植被因坡向差异导致的不同植被变化模式。结果显示：（1）长白山苔原南坡植被中灌木处于优势地位,与北坡、西坡情况一致。但在物种组成上,各坡向差异明显,为中度不相似水平;（2）在生物多样性、多度、盖度等群落特征上,南坡与西坡的差异较大、与北坡相似性较强;（3）在物种多样性的空间分布上,南坡与北坡相同,即随海拔升高呈单峰变化且峰值出现在中部,与西坡物种多样性随海拔升高呈单调递减的趋势完全不同。表明不同群落抗干扰能力以及所受干扰程度存在差异,北坡处于演替中后期,较为稳定,抗干扰能力更强。南坡因受干扰强度较小,植被处于较稳定状态;（4）长白山苔原各坡向植被变化差异较大。南坡和北坡的植被相对稳定,与西坡草本植物强烈上侵明显不同。长白山苔原带植被的坡向差异源于各坡向的本底差异、环境差异以及对全球气候变化的差异性响应,是火山、强风干扰下植被演替与响应气候变化的植被变化共同作用的结果。     

长白山南坡苔原植被的特殊性及坡向间差异性分析

以长白山苔原带南坡植被为对象,通过植被调查,与北坡和西坡植被进行比较,研究长白山苔原植被因坡向差异导致的不同植被变化模式。结果显示:(1)长白山苔原南坡植被中灌木处于优势地位,与北坡、西坡情况一致。但在物种组成上,各坡向差异明显,为中度不相似水平;(2)在生物多样性、多度、盖度等群落特征上,南坡与西坡的差异较大、与北坡相似性较强;(3)在物种多样性的空间分布上,南坡与北坡相同,即随海拔升高呈单峰变化且峰值出现在中部,与西坡物种多样性随海拔升高呈单调递减的趋势完全不同。表明不同群落抗干扰能力以及所受干扰程度存在差异,北坡处于演替中后期,较为稳定,抗干扰能力更强。南坡因受干扰强度较小,植被处于较稳定状态;(4)长白山苔原各坡向植被变化差异较大。南坡和北坡的植被相对稳定,与西坡草本植物强烈上侵明显不同。长白山苔原带植被的坡向差异源于各坡向的本底差异、环境差异以及对全球气候变化的差异性响应,是火山、强风干扰下植被演替与响应气候变化的植被变化共同作用的结果。     

漓江流域水陆交错带植被配置型式分类及生态特征

通过以漓江流域水陆交错带为研究对象,选取了40个样地实地调查其草本层盖度、植被类型、河岸带宽度、坡度、周边土地利用类型、位置、人为干扰度等指标,运用聚类分析的方法将漓江流域水陆交错带现有植被配置型式进行汇总分类研究,划分结果为:江心洲天然灌草型式(T1)、远郊天然林乔灌草型式(T2)、城区人工乔草型式(T3)、缓坡边滩天然草本型式(T4)、农商用地人工林乔灌草型式(T5)和城外天然乔灌草型式(T6)。通过对各种植被配置型式的生态特征分析,探讨了漓江流域现有的不同植被配置型式的退化状况及其存在的生态退化问题和原因,提出了生态恢复建议:江心洲天然灌草型式和远郊天然林乔灌草型式生态退化程度较小,宜采取保护和自然恢复的方法;城区人工乔草型式采用近自然方法治理;缓坡边滩天然草本型式适当采用引种和育植方法治理;农商用地人工林乔灌草型式生态恢复应注重生境多样性的恢复;城外天然乔灌草型式退化较为严重,采用全系列生态护坡和土壤生物工程护坡进行治理。     

科尔沁沙地丘间地植被演变的研究

主要研究了科尔沁沙地丘间地植被的发生和演变规律及不同发育时间群落种类组成动态特征。结果表明 :丘间地植被发育很快 ,在围封条件下 ,30年内经历了一年生草本阶段、多年生草本阶段和灌丛阶段。在组成结构上 ,物种多样性指数和均匀度呈上升趋势 ,而生态优势度下降 ,表明其相对稳定的特征。同时就过度放牧对植被的影响进行了论述     

科尔沁沙地丘间地植被演变的研究

 主要研究了科尔沁沙地丘间地植被的发生和演变规律及不同发育时间群落种类组成动态特征。结果表明：丘间地植被发育很快,在围封条件下,30年内经历了一年生草本阶段、多年生草本阶段和灌丛阶段。在组成结构上,物种多样性指数和均匀度呈上升趋势,而生态优势度下降,表明其相对稳定的特征。同时就过度放牧对植被的影响进行了论述。     

道路边坡坡度对植被恢复中物种多样性的影响研究

以成都平原周边的5条道路的边坡植被群落作为研究对象,采用样线法,研究坡度对道路边坡的植物群落多样性的影响。选取101个海拔在300~400 m间并且土壤质地相同的边坡样方进行坡度分析。结果显示：（1）选取的样方中,共出现142种植物,属于61个科,121属。（2）边坡坡度对阳坡和阴坡的灌木层与草本层的植物群落物种多样性具有显著的影响(P<0.05)。（3）边坡坡度对阴坡群落的均匀度指数影响显著(P<0.05);而对阳坡群落的丰富度影响相对较大,呈现先增加后降低的趋势。分析表明,边坡坡度对成都平原周边地区道路边坡的植物群落多样性具有显著影响;在坡度<35°的条件下,植被群落恢复效果较好,群落的多样性高;而对>35°的边坡来说,多样性指数呈下降趋势,不利于后期边坡恢复。     

Soil Formation and Vegetation Establishment on the Cliff Face of Abandoned Quarries in the Early Stages of Natural Colonization

The large number of abandoned quarries in many countries presents challenges for restoration of these extremely degraded habitats. To understand soil and plant development in these extreme habitats at a most critical stage of restoration, we evaluated the edaphic conditions and natural vegetation of three large quarries in southern China 3, 5, and 7 years following abandonment. Although soil fertility (organic matter, and N, P, K concentrations) did not differ significantly over a few years, it was much higher than would be expected from newly weathered soil and was comparable to that of the adjacent garden soil on level ground with no slope. This suggests that soil formation on the steep slopes of quarry cliffs is a secondary migration process rather than a primary weathering process. Vegetation cover increased from 10.6 to 18.6 and 23.4%, and species abundance increased from 8 to 11 and 12 species, and from 3 to 6 and 7 families. Plant species composition changed from predominantly annual and perennial herbaceous species to a more diverse community with drought-tolerant and heliophilous shrubs. The vegetation cover was highly positively correlated with soil depth and soil volume ( p < 0.001), and also significantly correlated with soil organic matter, total N, and available N and P concentrations ( p < 0.05). This suggests that vegetation succession is more limited by available soil volume than by soil fertility during the early stages of quarry restoration.     

太白山土壤淡色丝孢真菌群落多样性及生态位

从秦岭太白山南、北坡采集的40个土壤样品中分离纯化得到土壤淡色丝孢真菌16属,利用物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度、生态位宽度及生态位重叠等指标对太白山南、北坡不同林带土壤淡色丝孢真菌的群落结构进行了研究.结果表明：土壤淡色丝孢菌各物种在南、北坡各林带中的分布具有明显的环境梯度格局.海拔和植物林带类型是决定太白山土壤淡色丝孢菌分布的主要因素.淡色丝孢真菌物种丰富度和多样性指数随着海拔的升高呈明显降低的趋势;群落的均匀度随海拔的升高呈一定的升高趋势,但规律不明显.对淡色丝孢菌各物种的生态位研究结果表明,太白山南、北坡青霉属、曲霉属、轮枝孢属、拟青霉属、枝顶孢属等物种生态位宽度值较大,与其他各属的生态位重叠较高,说明上述各属真菌在太白山南、北坡分布较广泛.而单端孢属、粘帚霉属、绿僵菌属的生态位宽度较窄,与其他各属的生态位重叠较小,说明这些属的真菌分布受海拔高度及植被类型的影响较大,仅在某些特殊林带中出现.     

Succession following the catastrophic eruption of Ksudach volcano (Kamchatka, 1907)

Ksudach Volcano, southern Kamchatka Peninsula, erupted in 1907 and impacted over 2000 km² of forests with air-fall pumice deposits. We identified three impact zones. In Zone I, deposits deeper than 100 cm destroyed all vegetation. Two early successional stages occur, a lichen-dominated desert and isolated patches of a pioneer herb stage. Zone II is defined by pumice deposits 30 to 100 cm deep. Deposits of 70 to 100 cm destroyed all vegetation, but left scattered snags. Here primary succession dominates recovery, but its rate varies. Isolated trees survived in deposits of 30 to 70 cm and primary and secondary successional stages form a complex mosaic termed an intermediate succession. In Zone II, the primary stages found in Zone I are joined by a dwarf shrub-herb stage and a secondary birch forest stage. Zone III occurs where thinner deposits permitted some vegetation to survive in all locations. Secondary succession dominates in deposits of 10 to 30 cm. Trees suffered damage, but survived deposits of 20 to 30 cm, while other vegetation layers were eliminated. Deposits of 10 to 20 cm eliminated mosses and lichens and but only reduced the number of dwarf shrubs and herbs. Deposits of less than 10 cm damaged herb, moss and lichen layers but did not eliminate any species. All sampled vegetation remains in a pre-climax state, having yet to recover fully from earlier eruptions. Reconstructed vegetation maps for before 1907 and for ca. 1925 are compared to the map of vegetation in 1994. Based on degree of soil formation, vegetation recovery and colonization rates at different pumice depths, and the current vegetation, we estimate that full recovery of the soil-vegetation system will take more than 2000 years.     

中国西南喀斯特植物群落演替特征及驱动机制

植被恢复是西南喀斯特石漠化治理和生态重建的关键步骤。通过总结已有的结果和分析中国科学院环江喀斯特试验站部分试验数据,研究了西南喀斯特植被演替过程中群落的动态特征,结果发现:西南喀斯特沿北、中、南亚热带至北热带的海拔递减、气温和降雨量升高的梯度格局下,群落的高度、盖度增加,密度、科属种数量和物种多样性呈递减趋势;不同区域沿草丛、灌丛、灌乔丛、乔丛的顺向演替方向上,群落的高度、盖度增加、密度减小,科属种数量及物种多样性除北亚热带持续增加外,其他3个区域的最大值均出现在灌乔丛,乔丛反而有所下降;西南喀斯特植被演替是生物驱动因素与环境阻力相互作用的结果,不同区域不同演替阶段植被演替的建群种和关键种不同,其植物群落的稳定性受多样性和结构性的共同控制,因地质和生态环境恶劣,植被退化容易恢复难,充分理解和认识植被演替规律对西南喀斯特植被恢复和生态重建意义重大。