浙北地区不同土地利用下乡村草本层植物多样性研究

该文以浙江省安吉县两个典型乡村—繅舍村和赋石村为例,选取公园、农耕区、河道、人工林地四种不同土地利用类型,用Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Sorensen指数为标识多样性的指标,分析不同生境下草本植物多样性差异。结果表明：乡村生境中共记录物种162种,分属47科123属,其中禾本科与菊科物种数占总数的31.48％;农耕区生境的Shannon-Wiener指数、Simpson指数最高,分别为2.76和0.91,农耕区与河道的Sorensen指数最高为0.57。从农耕区、河道、公园到林地生境,草本物种多样性整体呈减小趋势。另外,发现人工绿化措施会导致草本物种减少,如从种植水稻单一作物到复合作物,草本层植物随之改变。单一稻田与复合种植区比较,草本植物主要的科属组成无明显变化,莎草科、菊科、禾本科植物仍占主体;但草本植物群落主要物种组成发生变化,稻田转变成农耕区后,牛筋草、黑麦草,碎米荠、小飞蓬、喜旱莲子草成为草本层群落主要构成植物,水竹叶覆盖度减少,小飞蓬和喜旱莲子草的覆盖度增加。此外,还发现4种生境中共有喜旱莲子草、加拿大一枝黄花、土荆芥三种入侵物种,但未能对本土物种构成显著影响。这表明不同土地利用方式会严重影响草本群落物种组成及物种多样性;土地利用方式的变化,会引起草本植物主要群落构成发生改变;土地利用类型的多样化有利于本土草本物种多样性生存。该研究结果有助于为城镇化进程中保护乡村植物多样性、加速推进美丽中国建设提供技术支撑。     

氮添加对红松人工林草本层植物多样性的影响

氮沉降是驱动生物多样性变化的重要因素之一。为了探索氮添加对红松（Pinus koraiensis）人工林草本层植物多样性的影响及其驱动机制,以黑龙江凉水国家级自然保护区红松人工林为研究对象,设置N0（对照处理,0 kg hm^-2 a^-1）、N20（低氮处理,20 kg hm^-2 a^-1）、N40（中氮处理,40 kg hm^-2 a^-1）和N80（高氮处理,80 kg hm^-2 a^-1）4个施氮水平,进行6年的氮添加实验。结果表明：（1）氮添加显著降低草本层3个功能群的密度和盖度,而对高度无显著影响;（2）6年氮添加使对照与施氮处理间群落相似度随施氮水平的增加而减小;（3）氮添加显著降低草本植物的丰富度和Shannon-Wiener多样性指数,而未对蕨类和木本植物的丰富度和Shannon-Wiener多样性指数产生显著影响,对草本层3个功能群的Pielou均匀度指数均无显著影响;（4）氮添加对草本植物的C、N、P含量、N：P、C：P产生显著影响,对木本植物的P含量、N：P、C：P产生显著影响,对蕨类植物的C：N：P生态化学计量均无显著影响;（5）草本植物多样性与土壤化学性质无显著的相关关系,草本植物丰富度、Shannon-Wiener多样性指数与植物盖度、密度呈显著的正相关关系,丰富度与植物N含量呈显著的负相关关系,Shannon-Wiener多样性指数与植物N：P呈显著的负相关关系。研究表明6年氮添加改变植物草本层中物种组成和群落结构,3个功能群密度和盖度显著降低,高度未产生显著变化,仅降低草本植物的丰富度和多样性。造成该现象的原因可能是,不同物种对于氮的利用特性和耐受程度存在差异,氮添加引起草本植物养分失衡,改变物种组成和群落结构,从而影响草本植物多样性。研究结果可为我国温带森林生态系统持续性管理提供数据和理论基础。     

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。     

不同积水生境对河南黄河湿地植物多样性的影响

湿地作为水陆交替的过渡地带,承担着重要的生态服务功能,湿地植物是生态功能作用发挥的基础。不同积水生境与湿地植物物种组成和分布关系密切。黄河流域是国家的重要生态屏障,湿地面积广阔,河南黄河湿地作为黄河湿地的重要组成部分,其积水生境对植物多样性的影响尚不清晰。为研究河南黄河湿地植物的多样性现状以及积水生境对其植物多样性的影响,采用样方和样线相结合的方法对河南省7个黄河湿地自然保护区中的湿地植物进行调查,共设置样方981个。重点分析了不同积水生境湿地植物的主要群系和物种组成,研究了各生境物种多样性和群落多样性特征（α多样性）,对比了的不同积水生境植物物种组成相似性和群落间相似程度（β多样性）,明确了各生境的植物物种排序和指示种。结果表明：（1）河南黄河湿地植物群系以草本群系为主,共发现188种湿地植物,分属56科,138属;（2）不同积水状况湿地植物物种丰富度大小依次为：季节性积水 > 永久性积水 > 间歇性积水 > 季节性水涝,主要群系总数与物种丰富度趋势表现一致;（3）不同积水生境湿地植物的物种组成存在显著差异,季节性积水和永久性积水生境中植物物种组成相似性和群落间相似程度最高,各积水生境均有明显的优势种和指示种。河南黄河湿地积水生境在不同流段差异显著,不同积水生境下植物多样性和主要植物群系有明显区别,进行湿地生态建设时,建议优先保护季节性积水生境,减少季节性水涝生境的产生,以达到维持物种多样性,发挥湿地最大生态价值的目的。     

缙云山不同生境蝴蝶花(Iris japonica Thumb.)分株种群格局及对草本多样性的影响

运用空间格局、生态位及多样性分析,探讨了重庆缙云山自然保护区林缘旷地(OAFE)、竹林(BF)及常绿阔叶林(EBF)3类生境蝴蝶花(Iris japonica Thumb.)自然种群分株格局特征及对草本多样性的影响机制.结果表明:方差均值比(V/m)和Moristia指数(Iδ)的格局判别分析表明,3类生境中蝴蝶花分株种群从0.5 m×0.5 m至2 m×2 m尺度均为聚集分布;从林缘旷地-竹林-常绿阔叶林,种群分株密度逐渐降低,总体格局规模与格局强度(PI)在各尺度均呈下降趋势.林缘旷地与竹林生境中,蝴蝶花的分布,降低了原优势种的优势度,并显著降低草本层物种多样性(p<0.05),但在常绿阔叶林生境中对原优势种的优势度及草本物种多样性的影响很小.不同生境中蝴蝶花种群格局对草本多样性的影响机制各不相同:林缘旷地生境,通过强的更新生态位(地上空间与根生态位)与营养生态位(获取水分与养分资源)竞争,降低草本物种丰富度尤其是偶见种丰富度;竹林生境,通过更新生态位(根生态位)与营养生态位(获取光与养分资源)竞争,降低了草本偶见种丰富度;常绿阔叶林生境,物种间生态位重叠较低,表现一定的资源竞争,但对草本多样性影响很小.林冠决定蝴蝶花分株种群格局强度、克隆生长的强弱及林下土壤状况,从而影响蝴蝶花与草本层其它物种之间生态位竞争的强弱是决定蝴蝶花种群对草本层物种多样性影响机制的重要因素.     

区域变动尺度上不同生境类型及环境因子对西双版纳蝴蝶多样性的影响

【目的】生境类型和环境因子对物种分布和维持具有重要的影响。本研究通过分析不同生境类型对蝴蝶群落多样性及其群落结构影响的差异,以及环境因子对蝴蝶物种丰富度和多度的影响,为区域变动尺度蝴蝶多样性维持机制的研究奠定基础。【方法】于2019年8月和10月,在西双版纳地区采用样线法,调查了天然林、次生林、复合生境、人工林和农田5种生境中蝴蝶的物种,分析了蝴蝶群落多样性、群落结构相似性及物种丰富度和多度与环境因子的关系。【结果】2019年从西双版纳共采集蝴蝶2 226头,隶属于11科98属175种,在西双版纳州级尺度上蝴蝶物种丰富度高于县域尺度。在西双版纳州级尺度上,蝴蝶的物种丰富度和多度在5种生境间存在显著差异,而在县域尺度上,物种丰富度、多度和Chao 1物种丰富度估计值没有一致性规律。群落结构相似性结果显示,在西双版纳州级尺度上,蝴蝶群落结构在不同生境类型间存在极显著差异,在县域尺度上,仅勐腊区域蝴蝶群落结构在不同生境类型间存在显著差异。蝴蝶物种丰富度和多度不仅受到生境类型的影响,还受到温度、年均降水和海拔的影响。【结论】本研究结果表明,在区域变动尺度上,生境类型对西双版纳蝴蝶的多样性的影响较大,而温度、年均降水和海拔是维持蝴蝶物种多样性的重要因素。这些发现对当前人类导致的生境丧失和气候变化时代生物多样性的保护具有重要意义。     

中国集中连片特困区退耕还林还草生态效应评估

集中连片特困地区作为我国生态环境脆弱区是退耕还林还草的主战场,其退耕成效直接反映了退耕还林还草工程的整体实施效果,为新征程中巩固和拓展退耕还林还草成果提供经验镜鉴。以《中国农村扶贫开发纲要(2011-2020年)》文件明确的14个集中连片特困地区作为研究区域,基于2000-2020年生态系统年总初级生产力(AGPP)数据集和归一化植被指数(NDVI)数据集,对比分析集中连片特困区的退耕区和未退耕区AGPP和NDVI的年际变化差异,以此来评估集中连片特困地区实施退耕还林还草工程的生态效应。研究发现:(1)2000-2020年,集中连片特困区退耕还林还草面积为178554km²,占2000年耕地总面积的44.71%;(2)研究期内,退耕区与未退耕区AGPP和NDVI整体表现出增长趋势,其中退耕区AGPP和NDVI呈现极显著和显著上升趋势的面积分别占总面积的69.07%和86.51%,未退耕区的占比分别为65.88%和72.61%,且退耕区AGPP和NDVI的年均值和相对变化率均高于未退耕区;(3)2000-2020年整个区域、退耕区以及未退耕区AGPP和NDVI年际变化趋势大体一致,均表现出线性递增态势,且退耕区AGPP和NDVI的增长始终高于整个集中连片特困区和未退耕区。因此,研究通过探讨原集中连片特困区退耕还林还草对AGPP和NDVI的影响,为进一步调整和优化退耕还林还草政策提供了参考依据。     

退耕还林(草)工程对渭河流域生态系统服务的影响

退耕还林(草)工程作为中国启动的重要生态补偿项目,对维护国家生态安全起着关键作用,系统剖析退耕还林(草)工程对生态系统服务的影响,有助于为健全生态补偿制度提供借鉴。本研究以渭河流域为例,基于土地利用数据、气象数据等资料,在分析退耕还林(草)工程实施以来渭河流域土地利用和生态系统服务时空变化的基础上,运用Invest模型、地理加权回归等方法,探究退耕还林(草)工程对渭河流域水源涵养、土壤保持、碳储量、生境质量等生态系统服务变化的影响。结果表明: 退耕还林(草)工程实施以来,渭河流域林草覆盖率呈波动上升趋势,林草面积增加2704.49 km²。2000—2018年间,渭河流域水源涵养、土壤保持、碳储量、生境质量均呈波动上升趋势,其中,水源涵养和固碳服务增幅较大,生境质量和土壤保持增幅较小。退耕还林(草)工程有效提升了渭河流域的水源涵养、土壤保持、固碳、生境质量等生态系统服务,但对不同地域单元生态系统服务影响强度不同。     

退田还湖后洞庭湖区土壤颗粒组成和化学特性的变化

土壤质量变化的长期动态监测是评价"退田还湖"工程实施后生态学效应的重要组成部分.选取洞庭湖区3种不同退田还湖模式(自然恢复、种植芦苇和种植杨树)下的典型"双退"区(青山垸、官垸和小集成)为对象,通过与相邻堤垸农田生态系统土壤物理性质和化学性质的比较,揭示退田还湖后土壤生态特征的变化及其成因.研究发现,以种植杨树作为湿地恢复模式的小集成样地促进了粘粒和粉粒的形成,并能快速累积有机质、全磷、全钾;以种植芦苇为恢复方式的官垸样地中,由于经常受洪水影响而使土壤物理性质有向自然生态系统转化的趋势,同时土壤有机质含量有所下降,而全磷含量增加;以恢复自然湖泊为方式的青山垸样地中,土壤物理特性和全量元素含量无明显变化.研究认为优势物种的生物学特性和自然过程的强弱等是造成洞庭湖"退田还湖"系统中土壤颗粒组成和化学性质发生变化的主要原因.     

黄土高原退耕还草地C、N、P生态化学计量特征对植物多样性的影响

为探讨退耕还草地生态化学计量特征随恢复年限的变化以及其对植物多样性的影响,选取黄土高原不同恢复年限退耕还草地为研究对象,分别为农田（对照）、恢复8 a、15 a、25 a和35 a,测定了植物地上部分和土壤C、N、P含量,并分析了其C：N：P化学计量特征与植物多样性之间的关系。结果表明：（1）总体上,随着恢复年限的增加,植物地上部分C、N、P含量呈现增长趋势,而其C：N、C：P以及N：P呈现降低趋势,其中C含量在恢复35 a时达到最大值（434.95 g/kg）;N含量在农田阶段最高（2.29 g/kg）,P含量在恢复25 a时达到最高（1.23 g/kg）。（2）土壤C、N、P含量及N：P随恢复年限的增加总体上呈现增加趋势,C：N呈现降低趋势,而C：P基本保持不变;土壤C、N、P含量的最大值均出现在恢复35 a,其值分别为10.94 g/kg、0.07 g/kg、0.06 g/kg。（3）随着植物地上部分C含量和C：N的增加,Shannon-Weiner指数降低;植物地上部分C含量和土壤P含量是影响Simpson指数的主要因子,其与植物地上部分C含量负相关,而与土壤P含量显著正相关;Pielou均匀度指数与土壤N含量、N：P、C：P以及植物地上部分C含量等因子正相关;Margalef指数与植物地上部分N含量、P含量等因子正相关。研究表明草地恢复中植物和土壤C：N：P化学计量特征对植物多样性具有重要的影响。     

黄土丘陵沟壑区退耕还林(草)工程的经济效应——以安塞县为例

退耕还林(草)工程的经济效应关系到人工重构生态系统的稳定性,研究退耕区农村经济的发展情况,对科学评价退耕还林(草)工程经济效应具有十分重要的意义;本研究以安塞县退耕还林(草)试点工作为对象,采用参与性农村评估(Participatory Rural Appraisal, PRA)为调查方法,对安塞县实行退耕还林工程以来农村经济效应的变化情况进行调查;采用主成分析法对6个经济指标与退耕还林(草)经济效应的关系进行分析;用聚类分析法对8个模式的经济效应进行分类.主成分分析结果表明:6个经济效应指标可以简化为特色农业收入因子、粮食收入因子和非农业收入因子,并对各因子对经济效应的贡献作了详细分析.聚类分析结果表明:8个退耕模式可分成4个经济效应发展类型:经济效应增效型、经济效应稳步型、经济效应迟缓型和经济效应滞后型;从而进一步验证经济效应与农业结构调整、后续产业的发展、剩余劳动力转移的关系,为退耕还林(草)的顺利开展提供研究依据.     

群落结构和叶面积指数在具茨山植被次生演替中的变化

采取3S(GIS,RS和GPS)技术和野外作业相结合的方法,研究了河南省具茨山人为干扰后植被次生演替过程。在此基础上,从宏观和微观尺度对不同演替阶段典型群落的结构变化和植被叶面积指数(LAI)动态进行分析。结果表明:乔木阶段的植被LAI均值为4.1～5.5;灌木阶段为3.0～3.7;草本阶段为1.0～1.5。部分灌木林在生长季的LAI和盖度高于乔木林。随着演替进行,群落结构也发生很大变化,乔木种类和数量逐步上升。植被系统的复杂度和稳定性不断增强,其发挥的生态功能和生态服务价值随之提高。     

冀西北高原植被生产力与退耕对策

依据冀西北高原的气候与土壤条件,进行了区域内不同类型农田农林草现实生产力状况的比较研究．结果表明,就不同植被而言,不论是草甸栗钙土还是砂质栗钙土,农田和草地与林地相比具有明显的生物产量优势,而农田和人工草地之间的生物产量差异相对较小．就不同农田类型而言,草甸栗钙土植被生产力明显高于砂质栗钙土．在明确不同植被现实生产力间差异的基础上,提出了要首先实施砂质栗钙土农田的退耕,退耕地只能还草,不能还林,退耕后必须进行植被生产结构的战略性调整等兼顾保护生态环境与发展农村经济的退耕对策．