滇西北高原纳帕海湖滨湿地退化特征、规律与过程

采用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)方法,研究了滇西北高原纳帕海湖滨湿地退化特征、规律与过程.结果表明: 纳帕海湖滨湿地植物群落可以划分为4个群丛,群落演替规律为水生植物群落→沼泽植物群落→沼泽化草甸植物群落→草甸植物群落.随植物群落演替,群落盖度、密度、多样性指数、物种丰富度和地上生物量均增大,群落高度减小;植物水分生态型演替规律为水生植物→沼生植物→湿生植物→中生植物.随群落演替,湿地水体矿化度、硬度和碱度均降低,氨氮和总磷含量升高,总氮和硝态氮含量变化不明显;土壤pH、有机质和全氮含量逐渐降低,全磷和全钾含量逐渐升高,速效氮和速效磷含量先增大后减小.CCA分析表明,群落结构和物种组成主要受水分梯度影响,土壤pH、全磷和湿地水的总氮、氨氮对湿地植物物种分布和群落演替影响显著.     

大保高速公路老营段路域植被生态恢复

路域植被生态系统的恢复与重建不仅是道路生态学的重要研究内容,而且也是恢复生态学的重要研究领域.以大保高速公路老营段路域植被生态系统为对象,对比分析了8种植被恢复模式的作用效果与作用机理.研究结果表明,在相同的恢复时间内,自然恢复的植物群落中本土植物的比例相对较高,自然恢复是该区路域植被恢复的理想模式之一.随着恢复演替时间的推移,所有群落中木本植物的比例不断增加,草本植物的比例不断下降,植物群落分层现象明显,植物群落向原生植被发生进展或偏途演替.补播本土植物是促进植被恢复演替进程的主要途径之一,不仅可以增加乡土物种的比例、增加植物群落的多样性和均匀度,而且随着恢复时间的推移,可以形成层次明显、功能群组合合理的植物群落.人工蓝桉经济林不仅降低了植物群落及各功能群的多样性、丰富度和均匀度,而且在一定程度上增加了潜在生态风险.研究结果还表明,植物群落中当地物种的比例、植物群落的物种多样性和植物群落的盖度可以作为植被恢复成功与否的重要判定指标.     

引入草木樨对半干旱黄土高原区早期植物群落演替和土壤养分的影响

植被演替早期的优势物种是影响演替进程的重要因素。以半干旱黄土高原地区退化耕地植被的自然恢复为对照,于植被恢复的早期引入两年生豆科植物草木樨(Melilotus officinalis L.),在种植密度为11.3kg.hm-2条件下,考察了6年内引入草木樨对退化耕地植被恢复过程中植物群落演替进程的影响。结果表明,与自然恢复植被相比,草木樨的引入不仅可以提高地表植被覆盖度和加速植物群落演替进程,促使一些群落演替后期物种如冷蒿(Artemisia frigida)、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)和短花针茅(Stipa breviflora)等在植被恢复的第3年出现,同时有利于提高植被生产力和稳定性。同自然恢复相比,试验期间引入草木樨后的植被地上平均生物量提高67.90%。同时,植被恢复早期生物多样性与土壤全氮含量呈显著正相关,而草木樨的引入有利于提高土壤全氮含量;在植被恢复初期(2003～2005)引入草木樨的土壤全氮平均含量比自然恢复高7.32%;试验期间土壤速效磷含量与物种丰富度呈显著负相关。因此,在半干旱区黄土高原退化耕地植被恢复早期阶段,两年生豆科植物草木樨的引入和磷肥的施用对于加快植被恢复有着积极作用。     

樟村坪磷矿废弃地植物群落的形成与演替

通过分析湖北省宜昌县樟村坪磷矿废弃地植被的组成、空间结构、各成分综合优势比其群集度的变化以及植物分布与环境因子的相关性等问题,探讨了该地植被恢复过程中植物群落形成与演替的一般规律。结果表明,废弃地6种演替植物群落的形成是先锋植物种类入侵、定居、群聚和竞争的结果,在植物群落形成与演替的过程中,各种类成分的种群数量及综合优势比呈动态变化,废弃地植物群落形成与演替的过程按演替序列可分为3个阶段。植物群落形成与演替还与环境因子有关,废弃地高浓度的土壤效磷是影响植物生长与分布的胁迫因子。伴随着群落的形成与演替,植物群落的物种多样性呈逐渐增加的趋势。     

岩质公路边坡生态恢复土壤特性与植物多样性

以深圳市盐田港高速公路岩质边坡上历经10a的植被恢复边坡为研究对象,在厚层基材喷附、客土喷附、自然复绿3种边坡生态恢复方式下,重点分析和研究了土壤理化性质与酶活性、植物多样性、土壤特性与植物多样性之间的相关性。结果表明:3种生态恢复方式下,1)土壤含水量、养分与酶活性均呈现出厚层基材喷附边坡>客土喷附边坡>自然复绿边坡的分布差异;2)3种生态恢复方式的植物群落指数均偏低,群落演替仍处于灌草植物群落阶段;3)土壤特性同植物多样性之间存在明显的相关关系,即土壤速效氮与均匀度指数存极显著的正相关,与木本层多样性指数存显著的正相关;土壤全磷与均匀度指数存显著的负相关;土壤有效磷与丰富度指数、多样性指数及均匀度指数都存极显著的负相关;土壤全钾与丰富度指数存极显著的负相关,与草本层多样性指数存显著的负相关;土壤速效钾与均匀度指数存极显著的负相关;土壤蔗糖酶活性与草本均匀度指数存显著的负相关。该调查研究有助于对岩质边坡这类特殊生境下植被恢复基础生态资料的积累,其结果可为边坡生态恢复工程技术方法的开发、设计、施工,调控植被演替速度和预期植被恢复绩效等提供依据。     

黔西北土法炼锌废弃地植被重建的限制因子

以土法炼锌废弃地的废渣、污染土壤和背景土壤为基质材料,分别种植黑麦草(Lolium perenne)和三叶草(Trifolium pretense),分析各种基质的基本化学特性、重金属(Pb、Zn、Cd)含量及其赋存形态、两种植物生长特性.结果表明,土法炼锌废渣上植被重建的主要限制因子包括高盐碱胁迫、有机质含量低、养分缺乏(TN、碱解N、TK).废渣重金属含量高,有效态含量低,对植物毒性小,但存在潜在危害性.污染土壤重金属含量低于废渣,但生物有效态重金属含量高.污染土壤植被重建的限制因子包括重金属毒性、P和K的有效性.废渣与污染土壤混合是土法炼锌废弃地基质改良的有效途径.     

旅游干扰下滇西北高原湖滨湿地植被及土壤变化特征

研究了旅游干扰下滇西北高原碧塔海和属都湖湖滨湿地植被和土壤变化特征. 结果表明： 采用TWINSPAN分类方法将22个典型湿地样点划分为原生湿地、轻度退化、中度退化和重度退化4个类型.沿退化梯度,碧塔海和属都湖湿地植物群落的密度、盖度、物种数、Shannon多样性指数增大,植被高度下降,碧塔海湿地植物群落的Whittaker多样性指数增大;碧塔海湿地植物物种数、土壤有机质、全氮、孔隙度、速效氮、速效磷、速效钾含量低于属都湖湿地,群落密度、高度、土壤全钾、pH值变化规律则相反.利用42种植物的重要值和11个土壤理化指标进行典范对应分析,发现土壤有机质、全钾、全氮等养分含量是影响旅游干扰下碧塔海和属都湖湖滨湿地植物物种分布的关键因素. TWINSPAN分类和植被-土壤变化特征分析表明,旅游干扰对碧塔海湿地的影响比属都湖湖滨湿地更大.     

高原鼢鼠扰动及恢复年限对高寒草甸土壤养分和微生物功能多样性的影响

为了研究高原鼢鼠扰动后退化高寒草甸恢复演替的动态过程,利用常规实验室分析方法和Biolog-ECO生态板法对青藏高原东缘高寒草甸土壤养分和微生物功能多样性进行分析.结果表明: 高原鼢鼠扰动显著降低了土壤有机质、全氮、速效氮和速效磷含量,对土壤全磷和全钾含量无显著影响;在一定植被恢复年限内,土壤微生物的碳源利用率、Shannon、Pielou和McIntosh指数随着植被恢复年限的增加而升高;主成分分析表明,碳水化合物和氨基酸是土壤微生物利用的主要碳源类型;冗余分析表明,土壤pH、有机质、全氮、速效氮和全钾是影响土壤微生物代谢活性和功能多样性的主要因子.不同植被恢复年限土壤微生物功能多样性的变化可能是对地上植被、土壤微生物群落组成和土壤养分变化的响应.     

铜尾矿废弃地生物土壤结皮固氮微生物多样性

生物土壤结皮能够有效提高矿业废弃地有机质和氮的积累,促进植被的恢复.本研究基于固氮微生物的nifH基因多样性,以铜陵铜尾矿废弃地3种类型的生物土壤结皮(藻结皮、藓结皮和藻-藓混合结皮)为对象,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究生物土壤结皮中固氮微生物的多样性以及废弃地植物群落发育对其产生的影响.结果表明： 尾矿库裸地表面的藻结皮的固氮微生物多样性最高,其次为维管植物群落下的藻-藓混合结皮,苔藓结皮的固氮蓝藻多样性最低;随着维管植物群落高度和盖度的增加,固氮微生物多样性降低,铜尾矿废弃地的pH、水分、有机质、养分含量(氮和磷)以及有效态和总重金属浓度对固氮微生物多样性的影响均不显著.测序和系统发育分析表明,废弃地结皮中固氮微生物以蓝藻为主,主要为不具有异形胞的丝状蓝藻.
     

樟子松固沙林更新迹地草本植物多样性及其对土壤理化性质的影响

以科尔沁沙地南缘的彰武县章古台万亩林为研究对象,野外取样调查和实验室检测分析相结合,以樟子松固沙林采伐迹地为对照,研究不同植被恢复类型下樟子松固沙林更新迹地生境的改良效果,探讨植被重建后植物多样性及土壤理化性质的响应。结果表明:1)樟子松(Pinus sylvestris)固沙林更新迹地植被重建后,草本植物物种多样性增加,林下植物偶见种数目增多,13种草本植物在8个样地中未重复出现;2)与采伐迹地相比,不同植被重建类型土壤理化性质均有所改善,土壤容重、田间持水量、有机质、全氮、碱解氮、速效钾在彰武小钻杨(Populus xiaozhuanica)、五角枫(Acer mono)林地改良效果较好,全钾在红刺榆林(Hemiptelea davidii)地含量明显提高、山杏(Armeniaca sibirica)林地的有效磷相比采伐迹地明显提高,且均表现为上层改良效果优于下层;3)不同植被恢复类型土壤理化性质间存在显著差异,随着物种多样性的增加,土壤理化性质逐渐改善,土壤容重、田间持水量、有机质、全磷与植物多样性具有显著的相关性,土壤理化性质的与植物多样性相互作用,共同促进生态系统正向演替。研究结果为控制科尔沁沙地土壤沙化,加速该区生态系统的恢复与重建提供理论依据。     

我国干旱沙漠地区人工植被与环境演变过程中植物多样性的研究

 以我国干旱沙漠区流沙治理的成功模式包兰铁路沙坡头地段人工植被防护体系作为研究对象,研究了区域人工植被与环境演变过程中植物多样性的变化特点。研究表明：该区人工植被经过40余年的演变其植物种的组成趋于动态平衡;植物多样性在时间尺度上的变化表现为随群落演替的进行而增大,42年前(1956年)建立的人工植被多样性指数达到D＝0.706～0.822或H′＝1.393～1.893,10年前(1987年)建立的人工植被其多样性仅为D＝0.501～0.702或H′＝0.819～1.074;β多样性的测度表明,沙坡头地区人工植被在其演变的历程中经历了2次物种周转速率相对较快的阶段,这一特点与植被演替密切相关,对干旱沙漠地区的生态恢复和人工绿洲建设与管理具有重要的参考价值。本文还进一步研究了土壤基质条件等变化对植物多样性的影响。     

Secondary Succession and Natural Habitat Restoration in Abandoned Rice Fields of Central Korea

Floristic composition and soil characteristics (moisture, pH, nutrient contents) in abandoned upland rice paddies of different ages were analyzed to clarify the regenerative aspects of succession as a tool for habitat restoration. The study sites represented five seral stages: newly abandoned paddy fields; successional paddy fields abandoned for 3, 7, and 10 years; and a 50‐year‐old Alnus japonica forest. A vegetation sere was apparent in changes of dominant plant species in the order Alopecurus aequalis var. amurensis (annual grass), Aneilema keisak (annual forb), Juncus effusus var. decipiens (rush), Salix koriyanagi (willow), and Alnus japonica (alder) communities. These temporal stages resemble the spatial zonation of vegetation in local riparian floodplain ecosystems, indicating a hydrosere, with soil moisture decreasing over time. Age distributions and life forms of the dominant plant species support a “tolerance” model of secondary succession, in which the established species persist into later successional stages. Persistence of earlier colonizers led to a net cumulative increase in species richness and a more even distribution of species cover with increasing field age. Between 10 and 50 years, vegetation stabilizes as an alder community. Soil moisture content decreased steadily with paddy field age after an initial rise immediately after their abandonment, whereas pools of organic matter, N, P, K, Ca, and Mg, increased with field age. The pace and direction of recovery of native vegetation and natural soil properties in these abandoned rice paddies resembled classic old field succession, a form of secondary succession that often serves as a template for guiding restoration efforts. Active intervention, in particular dismantling artificial levees, could accelerate the recovery process, but natural habitat recovery generally appears sufficiently robust to achieve “passive” restoration of this rare community without intervention.     

黄土高原北部紫花苜蓿草地退化过程与植物多样性研究

以陕西省神木县六道沟小流域为研究区域,探讨了黄土高原北部紫花苜蓿人工草地退化过程中植物多样性的变化.结果表明,在黄土高原北部森林草原气候区,紫花苜蓿人工草地的退化演替过程可以划分为3个阶段:紫花苜蓿草地阶段(1～6年)、人工草地向天然草地演替的过渡阶段(6～10年)与长芒草次生天然草地阶段(10年以上).在1～30年的演替过程中,调查样方内共出现高等植物32种,分属于13科28属,其中90%以上出现在前6年.植被演替过程中累积出现的植物科属种数的动态变化可以用对数函数进行较好地描述.在群落演替过程中,物种丰富度指数、多样性指数和Pielou均匀度指数的变化趋势基本一致,在演替前期(第1个阶段)增加较快,在第2个阶段(过渡阶段)达到最高,然后有所降低并渐趋稳定.种植紫花苜蓿可显著地加快植被的自然演替进程,这与人工草地水分消耗强烈加速了土壤的旱化过程密切相关.发展人工草地是黄土高原北部加速天然植被恢复与发展畜牧业、增加农民收入的有机结合点,是西部生态环境建设中生态效益与经济效益兼顾的良好范式.     

黄土高原半干旱区退化草地恢复与利用过程研究

草地退化表现为土壤和植被遭到彻底破坏,草地演替过程受到强烈抑制.实验采用长期(30年)封禁措施,定位监测退化草地从次生半裸地演变为近似原生植被(进展演替)的变化过程.结果表明,随着封禁时间的变化,退化草地恢复演替经历了4个阶段,群落盖度、植株密度、物种丰富度和多样性指数、地上生物量和地下生物量在草地群落恢复过程中逐渐增加,其特征变化出现的峰值均在封禁第20年(地下生物量峰值在第15年),其中地上生物量最高达520.5 g/m2;直到封禁的第20~25年,以本氏针茅为建群种的草原群落衰败退化现象明显,而大针茅种群密度剧增;在封禁的第26年以上以大针茅为优势的群落生长较为稳定,从目前群落演替进程看,大针茅有替代本氏针茅的趋势.另外,在草原沟道两侧以斑块状聚集分布有中旱生灌木,群落的演替进入了一个新的阶段.随着封禁时间的延续,退化草地从自然封禁恢复的0~26年,通过侵入-竞争-扩散-定居的几个演替阶段,目前形成以大针茅为建群种相对稳定的"亚顶级".虽然草地生物量有一定下降,但草地质量提高,物种多样性丰富,促进草地的进展演替.草地植物群落主要由禾本科、豆科和菊科组成;多年生植物、C3和旱生物种可以作为草地演替过程和植被恢复的指示物种.长期封育对草地物种更新和生态系统稳定性有负面影响,因此,合理的封育时间是草地生态恢复中非常重要的一个因素.本研究提出,在黄土区退化草地封育10~15年后可以开始进行合理的利用,例如通过两年一次刈割和轻度放牧(2只羊/hm2).本研究可为干旱区、半干旱区相似的退化草地恢复提供理论依据.     

科尔沁沙地植被恢复系列上群落演替与物种多样性的恢复动态

通过对科尔沁沙地植被恢复系列上不同阶段的群落取样,研究了植被恢复过程中群落物种组成、物种多样性的变化过程.在演替时间分别为1年、3年、5年、12年、20年和30年的群落中,物种丰富度分别为7、11、17、14、28和30种,而物种多样性指数分别为1.458 8、2.610 0、3.108 4、1.696 8、3.738 6、3.639 6.在生活型结构上,一年生植物的种类数量占绝对优势,但随着演替进展,多年生植物的种类数量增加且单种植物的优势度超过了一年生植物,表明多年生植物在群落功能维持中占据重要地位.随演替进展,来自不同科属的植物增加.藜科植物在演替过程中种类数量较为稳定,特别是在演替早期藜科植物占有很高的优势度.禾本科种类随演替进展不断增加,且在群落中的优势度逐渐上升.总体上,随演替进展群落种类组成与物种多样性增加,群落生态优势度下降,而均匀度增加,群落趋向稳定.     

Cladonia lichens as the most effective and essential pioneers in strongly contaminated slag dumps

The epigeic lichen biota of ten post-smelting slag dumps were studied to identify the ecological importance of Cladonia species in spontaneous succession within artificial areas. Species diversity, abundance, constancy and cover indices were determined at the initial stages of vegetation establishment. Substrates under lichen vegetation were characterised in terms of the pH, organic C and total N content, C/N ratio and Zn, Pb, Cd and As concentration. Species occurrence and abundance indices were related to habitat type, enabling the ability to identify species-specific responses to environmental factors. Despite the unfavourable and artificial habitat conditions at dump sites, some Cladonia appear abundant and form swards, with Cladonia rei as a dominant species. They appear to be well-adapted for slag substrate and their special arrangement illustrative of site contamination. Certain sward-forming Cladonia lichens play a fundamental role as effective pioneers in the initial stage of succession and provide stable plant cover development.     

Understory Vegetation Dynamics of North American Boreal Forests

Understory vegetation is the most diverse and least understood component of North American boreal forests. Understory communities are important as they act as drivers of overstory succession and nutrient cycling. The objective of this review was to examine how understory vegetation abundance, composition, and diversity change with stand development after a major stand replacing disturbance. Understory vegetation abundance and diversity increase rapidly after fire, in response to abundant resources and an influx of disturbance adapted species. The highest diversity occurs within the first 40 years following fire, and declines indefinitely thereafter as a result of decreasing productivity and increased dominance of a small number of late successional feather mosses and woody plant species. Vascular plant and bryophyte/lichen communities undergo very different successional changes. Vascular plant communities are dynamic and change more dramatically with time after fire, whereas bryophyte and lichen communities are much slower to establish and change over time. Considerable variations in these processes exist depending on canopy composition, site condition, regional climate, and frequently occurring non-stand-replacing disturbances. Forest management practices represent a unique disturbance process and can result in different understory vegetation communities from those observed for natural processes, with potential implications for overstory succession and long-term productivity. Because of the importance of understory vegetation on nutrient cycling and overstory composition, post-harvest treatments emulating stand-replacing fire are required to maintain understory diversity, composition, and promote stand productivity in boreal forests.     

铜陵市狮子山铜尾矿废弃地生态恢复过程中植被演替规律

通过对铜陵市狮子山铜尾矿废弃地植被的实地调查,探讨了该废弃地的植被状况及其植被恢复过程中的植物群落形成与演替的一般规律与特征.结果表明:目前废弃地入侵、定居植物共49种,隶属于15科38属,主要包括菊科(12种)、禾本科(11种)、豆科(8种)等.极端贫瘠和过高的重金属含量(特别是Cu、Cd,平均超出对照土样的20～30倍)是限制植物在废弃地定居的主要因素.全部植物中,一、二年生草本植物26种,多年生草本植物20种.风播种子和果实是废弃地植物繁殖体的主要来源.尾矿废弃地植物群落形成具有先锋植物的入侵、定居、群聚和竞争等过程,共形成了14种相对稳定的小群落,包括单优势种群落、次优势种群落和共优势种群落三种类型.伴随着尾矿废弃地植物群落的形成与演替,群落中物种丰富度增大,多样性指数呈增加趋势,而群落内植物种综合优势比间的差值趋于减小.     

采石场废弃地的生态重建研究进展

采石场的开采严重破坏了植被和土壤,形成了大量的裸露岩石斜坡,造成宏观景观支离破碎和极端的环境条件,限制了植物的生长。由于自然恢复所需时间长久,人工恢复被广泛应用于采石场废弃地的生态重建。自然演替过程是采石场生态重建的理论基础,自然演替理论可以为人工恢复措施提供指导。植物群落演替的早期阶段,非生物因素起主要作用,随着演替的推移,生物因素的重要性增强。邻近自然植被的土壤和繁殖体通过外力的扩散,对恢复起重要作用。除了非生物和其他的限制,先到达恢复地的物种竞争能力的变化能决定了演替过程。演替过程中的干扰因素往往成为演替重要的驱动力。裸露岩石斜坡的物理稳定性对植被恢复有重要影响,有机废物的使用和施肥可以影响恢复演替的方向和生物多样性。播种一定的植物能够改变恢复演替方向,加速演替过程。乡土物种适应了当地气候,能够促进演替。随着修复时间的延长,土壤有机质含量,植被覆盖度和物种丰富度不断增加,土壤微生物生物量随之增加。开展不同地区采石场植物种类的选育、研究乡土物种的功能特性、土壤微生物群落和酶的变化、植被演替过程的定位研究、植物种间的竞争关系、自然演替和人工恢复的比较研究、探索经济高效的采石场生态重建方法是未来的研究方向。     

铜陵市狮子山铜尾矿废弃地生态恢复过程中植被演替规律

通过对铜陵市狮子山铜尾矿废弃地植被的实地调查,探讨了该废弃地的植被状况及其植被恢复过程中的植物群落形成与演替的一般规律与特征。结果表明目前废弃地入侵、定居植物共49种,隶属于15科38属,主要包括菊科(12种)、禾本科(11种)、豆科(8种)等。极端贫瘠和过高的重金属含量(特别是Cu、Cd,平均超出对照土样的20~30倍)是限制植物在废弃地定居的主要因素。全部植物中,一、二年生草本植物26种,多年生草本植物20种。风播种子和果实是废弃地植物繁殖体的主要来源。尾矿废弃地植物群落形成具有先锋植物的入侵、定居、群聚和竞争等过程,共形成了14种相对稳定的小群落,包括单优势种群落、次优势种群落和共优势种群落三种类型。伴随着尾矿废弃地植物群落的形成与演替,群落中物种丰富度增大,多样性指数呈增加趋势,而群落内植物种综合优势比间的差值趋于减小。