长期水陆周期性变化条件下香根草形态性状和生物量分配的可塑性

香根草是能够长期适应三峡水库消落带生境的少数物种之一。虽然国内对香根草的引种栽培和研究已有几十年的历史,但是对香根草在三峡库区消落带长期水陆周期性变化条件下的生态适应对策还知之甚少。为此,以2008年在三峡水库巫山段消落带建立的香根草引种栽培试验示范基地为研究平台,在2016年对海拔166—169 m、169—172 m和172—175 m区段的香根草的形态性状、生物量及其分配特征进行了研究。结果表明：(1)海拔166—169 m香根草的分蘖株数、平均株高、节间数量、节间长度、叶片数/分蘖株、叶片数/丛、叶片长等各指标值均低于海拔169—172 m和海拔172—175 m,海拔166—169 m与其它海拔区段的节间数量差异显著(P<0.05);(2)海拔166—169 m香根草的根系数量最少,但根系长度最长;(3)海拔166—169 m无节间的香根草株数最多,且与海拔172—175 m和海拔169—172 m差异显著(P<0.05);(4)不同海拔区段香根草的总生物量大小表现为海拔172—175 m>海拔169—172 m>海拔166—169 m,且海拔166—...     

福建茶树的气候带划分

根据福建山地的气候生态特征和茶树生物学特性,以茶树安全生育的气象指标、茶叶产量形成的热量指标和优质茶形成的关键气象因子为原则,运用气温场计算方程上机计算,结果是:(1)大叶种茶树:闽西南海拔400~560m,闽中海拔200~400m为最适宜带;闽西南海拔600~874m,闽中和闽东北海拔200~600m为适宜带。(2)中、小叶种茶树:闽西南海拔600~874m,闽中、闽东北海拔200~600m为最适宜带;闽西南海拔1200m,闽中海拔1100m,闽北、闽东北海拔600~900m为适宜带;闽西南海拔1500~1700m,闽中海拔1200~1500m,闽北、闽东北海拔950~1200m为次适宜带。据此,作者提出科学开发福建山地,发展茶叶的三条配套技术措施。     

丛枝菌根真菌群落沿高寒草原海拔梯度的变化特征

基于丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌孢子形态学的鉴定,对沿不同海拔(4584、4628、4744、4880、4956 m)梯度采集的高寒草原建群植物根际土壤样品进行了分析。结果表明,高寒草原AM真菌属、种构成均较简单,Acaulospora、Claroideoglomus、Funneliformis、Glomus属见于各海拔梯度,海拔4744 m地带未见Pacispora属,海拔4744、4956 m地带无Scutellospora属分布,Rhizophagus属仅见于海拔4584 m地带。随海拔上升,AM真菌种数、物种丰度均呈显著下降;海拔4584—4880 m范围Shannon-Weiner指数(H)无显著差异,但在最高海拔时显著下降;优势种种数及所占比例与海拔梯度则呈显著正相关(Funneliformis geosporum、Claroideoglomus claroideum为不同海拔梯度优势种);沿海拔梯度,孢子密度基本呈单峰分布格局,峰值出现在海拔4744 m地带;海拔梯度对菌根侵染效应影响显著,菌根侵染率、侵染强度和丛枝丰度随海拔上升均呈显著下降趋势;不同海拔梯度高寒草原AM真菌群落相似度(Sorensen相似性系数0.821—0.969)较高,并在总体上表现出随海拔梯度增大而降低的趋势。土壤pH值、有效磷、有机碳、海拔对AM真菌的群落分布均产生显著影响,尤以海拔的影响最为显著。研究结果对预测高寒草原微生物的作用与影响,以及高寒草原环境对全球变化的响应等提供了理论依据。     

色季拉山急尖长苞冷杉叶片及细根性状随海拔的变异特征

叶片和细根是植物对环境变化响应的主要功能器官,在气候变化趋势下,研究其随环境梯度的变化,对理解植物对环境的适应策略具有重要意义。本文是在色季拉山急尖长苞冷杉分布区,按海拔梯度(3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400m)选择7个典型样地,在样地内对其叶片基本特征、叶绿素含量、比叶重和细根特征(0—60cm)等参数进行了测量。结果表明:(1)随海拔梯度升高,急尖长苞冷杉叶片叶面积减小、叶片厚度增加、叶绿素含量逐渐降低、比叶重显著增大。3900m处急尖长苞冷杉的叶片形态特征表现最好,叶片长度、宽度和面积均显著优于其他海拔,海拔4200m叶片厚度达到最大值,叶片面积、叶绿素含量随海拔升高呈下降趋势,但在4200m处出现第二峰值。(2)随海拔梯度增加,细根各性状与海拔表现出非线性关系,其中细根生物量和细根体积在3900m和4200m处出现两次峰值,3900m处细根生物量达到最大值,4200m处细根体积达到最大值,4400m处细根生物量和细根体积均显著少于其他海拔。细根根长密度在海拔3900、4200、4300m较高,三者之间差异不显著,但显著高于其余海拔,4400m海拔细根根长密度最小。细根表面积在3900m海拔处达到最大值,显著高于其他海拔,4200和4300m次之,3800、4000和4400m海拔下细根表面积相对较小。4400m处细根比根长达到最大值。各海拔上细根均主要分布在0—20cm土层。随土层厚度增加,各海拔细根生物量和根系体积在0—60cm土层范围内均逐渐减小;细根根长密度、表面积在20—40cm和40—60cm显著提高;同一海拔细根比根长随土层深度增加呈明显的增加趋势。各海拔40—60cm土层细根比根长显著高于20—40和0—20cm土层。(3)综合叶片及细根特征,海拔3900m为急尖长苞冷杉的最适宜生长区域;随海拔升高,环境因子逐渐恶劣,环境胁迫加剧,急尖长苞冷杉最终形成在4400m处为其分布上限的海拔梯度格局。     

不同海拔矮嵩草与火绒草种群分布格局及空间关联性

研究植物种群的分布格局及空间关联性是揭示植物种群与环境间关系、自身特性以及种间相互作用的一种重要手段。本研究以甘南高寒草甸为对象,沿海拔梯度(2900、3500、3800 m)设置3个样地,采用Ripley K函数对不同海拔矮嵩草(Kobresia humilis)与火绒草(Leontopodium nanum)种群的空间分布格局及种间关联性进行了分析。结果表明:(1)随着海拔的上升,矮嵩草种群的重要值、盖度、株数等呈递增趋势,火绒草种群的重要值、盖度、株数等则呈递减趋势。(2)矮嵩草种群在不同海拔的研究尺度内均表现为聚集分布,但其聚集的程度有所不同;火绒草种群在海拔2900 m处呈聚集分布状态;海拔3500 m处,火绒草种群在0～2.8 m尺度上呈聚集分布,但其聚集强度随着研究尺度的增加而逐渐减弱,最终转变为随机分布; 3800 m处,火绒草种群在0～2 m尺度内呈聚集分布,在较大尺度(2～5 m)上呈随机分布。(3)海拔2900 m处,矮嵩草与火绒草种群在小尺度(0～1.1 m)内表现为正相关,较大尺度上表现为无相关;海拔3500 m处,在整个研究尺度内表现为负相关;海拔3800 m处,在小尺度范围(0～1.4 m)内表现为无相关,较大尺度上表现为负相关,且随研究尺度的增大,其关联性增强。     

不同海拔花椒叶片-凋落物养分化学计量与重吸收的关系

阐明贵州喀斯特高原峡谷区不同海拔顶坛花椒叶片和凋落物化学计量特征与养分重吸收率,有助于掌握养分保存与利用机制。选取531、640、780、871和1097 m共5个海拔的顶坛花椒为对象,采集叶片和凋落物数据,分析其养分含量、化学计量和养分重吸收率随海拔增加的分异规律,阐明叶片养分重吸收与化学计量之间的内在关联。结果表明：叶片和凋落物有机碳(OC)、全磷(TP)和全铁(TFe)均以海拔780 m为最高,叶片全锰(TMn)、全镁(TMg)和凋落物TMg含量表现出随海拔升高而增加的趋势,叶片和凋落物全氮(TN)、全钾(TK)、全钙(TCa)未随海拔发生显著分异。叶片和凋落物C∶P、Fe∶Mn、C∶Ca随海拔升高表现出先增加后降低的变化趋势,而叶片和凋落物Ca∶Mg则呈现随海拔升高而降低。叶片养分重吸收率随海拔的分异规律不完全一致,叶片P和K重吸收率以海拔780 m为最高,N、Fe和Mn重吸收率以海拔871 m为最高,海拔1097 m的Ca和Mg重吸收率显著高于其他海拔,而海拔1097 m的P、N和Fe重吸收率则均为负值。冗余分析结果表明,叶片养分重吸收率与化学计量之间具有很强的相关性。     

长白山牛皮杜鹃群落物种多样性的海拔梯度变化及相似性

采用样地调查法,研究了牛皮杜鹃群落物种组成、群落结构特征、物种多样性及其沿海拔梯度的变化规律,对不同海拔牛皮杜鹃群落进行相似性分析。结果表明:(1)牛皮杜鹃群落相同海拔高度,草本层的物种多样性普遍高于灌木层的物种多样性。自海拔1926—1986m,灌木层α多样性指数先降低后升高,1986m后再次降低,到达海拔2010m处达到最低点,适应高山苔原带特殊生境条件的物种逐渐增多,多样性指数开始回升。海拔2250m,生物多样性指数的变化趋于平缓,物种组成相对较为稳定。海拔2528m以上,生物多样性再次呈降低趋势。草本层的α多样性指数中,物种多样性指数SW、丰富度指数D和均匀度指数R沿海拔梯度的变化趋势大致相同。海拔1986m处时出现最小值,海拔2350m时达最大值。牛皮杜鹃群落α多样性指数间呈P0.01水平极显著正相关性,物种丰富度指数对群落的物种多样性贡献率最大,表现为丰富度指数(D1、D2)种间机遇指数(H)生态优势度指数(SN)群落均匀度指数(R)。(2)牛皮杜鹃群落β多样性沿海拔梯度基本呈波形变化,草本层β多样性指数普遍高于灌木层β多样性指数。在牛皮杜鹃群落物种沿海拔梯度的替换速率上,草本植物高于灌木物种。Routledge指数的变化趋势不显著。海拔1986m处和海拔2250m处,草本层Cody指数出现两处极值,海拔2250m以上群落灌木层之间差异和变化较小,Whittaker多样性指数和Cody指数逐渐趋于平稳。(3)海拔梯度间生境及群落结构差异性越大,生物多样性变化越明显。海拔高度接近的群落间相似性系数较高,海拔是影响牛皮杜鹃群落差异的主要因素。     

贵州喀斯特山区不同海拔花椒人工林土壤质量评价

阐明贵州喀斯特山区花椒人工林的土壤养分含量及其质量综合指数至关重要。以不同海拔样地的土壤为研究对象,采用土壤农业化学、环境矿物学技术对矿质元素等进行分析。结果表明:不同样地土壤的pH值呈显著差异,随海拔增加表现为升高—降低的变化趋势;最低海拔(594m,HJ1)与最高海拔(884m,HJ5)样地的土壤有机碳、总氮、速效氮总体显著高于中间3个海拔样地(660m、705m、778m,HJ2—HJ4),总磷与速效磷的变化则相反;除大量元素外,矿质元素在不同海拔花椒林地之间变化规律不明显,其中总硫、铅、镉、硒等元素表现为最高海拔样地急剧升高的趋势;氮、磷与其他矿质元素之间表现出一定的显著性相关,表明其关系密切;土壤质量综合指数为HJ5(2.16)HJ3(0.43)HJ4(0.19)HJ1(-0.21)HJ2(-2.60),表明高海拔花椒林地表层土壤质量总体优于低海拔,揭示了土壤养分随海拔变化表现出分异规律。土壤管理上应同时施用有机肥和矿质元素肥料,提高土壤养分供给能力和利用效率。以上结论可为贵州喀斯特山区花椒林养分管理和可持续经营工作提供借鉴和参考。     

海拔梯度对祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度的影响

以祁连山西水林区青海云杉典型林分为研究对象,按照青海云杉分布界限海拔2500—3300 m,采用梯度格局法,研究祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的空间分布特征,以期为准确估算祁连山青海云杉林碳储量变化影响因素提供科学依据。结果表明:(1)青海云杉林生物量平均值为115.83 t/hm~2,碳密度平均值为60.23 t/hm~2。生物量整体随海拔梯度增加表现为先增加后波动降低的趋势,在海拔2800 m处达到最高值(197.10 t/hm~2),海拔3300 m处达到最低值(7.66t/hm~2),且不同海拔梯度间差异显著。林分各器官生物量分配格局在各海拔处均表现为干根枝叶。(2)土壤有机碳含量平均值为54.80 g/kg,变化范围为31.49—76.96 g/kg。随着土壤层次的增加,除海拔3200 m和3300 m的土壤有机碳含量未表现出规律变化外,其他海拔梯度则均呈现出逐渐降低趋势。土壤有机碳密度在海拔2900 m最高,为245.40 t/hm~2,在海拔2700 m处最低,为130.24 t/hm~2;海拔2500—2700 m表现为平缓降低趋势,在2800 m处急剧上升,且海拔2800—3200 m呈现无显著性轻度波动变化,在海拔3300 m又急剧降低。(3)青海云杉林生态系统平均总碳密度为255.15 t/hm~2,乔木层和土壤层占总碳密度的比例分别为23.61%和76.39%,且不同海拔梯度间存在极显著差异。土壤有机碳密度与海拔、年均降水量、土壤有机碳含量、土壤全氮呈显著正相关,与年夏季平均气温呈显著负相关;乔木层碳密度与年夏季气温、林分密度、胸高断面积呈显著正相关,与海拔和土壤全氮呈显著负相关。(4)祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度均随海拔梯度变化受水热条件组合的改变而呈现规律变化,以中部海拔区段2800—3200 m碳密度较高。     

热带森林群落土壤种子库对海拔梯度的响应

在西双版纳海拔800~1400 m的热带森林中,设置海拔梯度垂直样带和样地,研究热带森林群落土壤种子库对海拔梯度的响应。结果发现:(1)土壤种子库的密度和物种丰富度在海拔800 m最大,分别为10540±1578粒·m-2和71个种,最小的土壤种子库密度和物种丰富度则分别出现在海拔1400 m和1200 m。基于Bray-Curtis相似性系数,对4个海拔的土壤种子库物种进行了NMDS排序,发现不同海拔土壤种子库物种组成存在显著的空间分异。(2)土壤种子库中的异质性成分丰富度也因海拔不同存在差异,海拔800 m有9个异质性成分种,海拔1400 m只有5个;而异质性成分种的多度却在海拔1200 m最大。(3)土壤种子库与地上植被的相似性在4个海拔带都低于15%。研究表明,海拔变化对土壤种子库的密度、物种组成格局都能产生显著影响。