刈割留茬高度和不同播种组合对人工草地初级生产力和物种丰富度的影响

采用7种播种方式(3种单播和4种混播)和3种刈割留茬高度裂区试验,测定了青藏高原高寒地区人工建植3年的垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和羊茅(Festuca ovina)草地地上生物量、物种丰富度以及杂草生物量,以分析刈割对青藏高原人工草地初级生产力和物种丰富度的影响。结果显示:(1)在草地建植第2年,不刈割与刈割留茬60和20 mm的草地初级生产力均有显著差异;留茬60和20 mm刈割使单播草地的平均初级生产力分别降低20%和27%,使混播草地的平均初级生产力分别降低29%和37%。(2)草地建植第3年,不刈割、留茬60和20 mm 3个处理间的草地生产力均差异极显著;留茬60和20 mm刈割使单播草地的平均生产力分别降低19%和36%,使混播草地的平均生产力分别降低4%和18%。研究表明,刈割显著降低了人工草地的初级生产力,同时显著增加了垂穗披碱草单播草地的物种丰富度和杂草生物量以及3种牧草混播草地物种丰富度,其他播种草地的物种丰富度和杂草生物量与不刈割草地均无显著差异。     

中国北方典型草地物种丰富度与生产力的关系

利用2002–2004年内蒙古和甘肃南部几种典型草地的实测资料,研究了不同尺度物种丰富度与生产力的关系,并初步探讨了其形成机制。结果显示,温带草地的物种丰富度随生产力的增加而增加,但受空间尺度影响。在群落尺度(同一群落),在7种样方数大于15的群落中,仅沙生针茅(Stipaglareosa)群落物种丰富度与生产力呈现单峰型关系,其余均呈现线性正相关关系;在植被类型尺度,物种丰富度–生产力之间表现为显著的正相关关系;在研究区尺度,物种丰富度随生产力的增加而显著增加。研究还表明,研究区群落生产力的变化范围为13–368g·m–2·yr–1,物种丰富度为4–35种;生产力从高到低的顺序为:高寒草甸>草甸草原>典型草原>荒漠草原。     

青藏高原不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响

为缓解草蓄矛盾,青藏高原人工草地得到快速发展。土壤线虫对环境变化敏感,是草地生态系统的重要组成部分。然而,不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响尚不明确。2016年7月,对多年生禾本科(垂穗披碱草Elymus nutans Griseb.、老芒麦Elymus sibiricus L.、早熟禾Poa annua L.和羊茅Festuca ovina L.)、一年生禾本科燕麦Avena sativa L.和多年生豆科紫花苜蓿Medicago sativa L.等6种单播牧草人工草地(建植期4年)和天然草地(对照)的土壤线虫群落进行了调查。结果表明：(1)土壤线虫隶属于2纲8目32科58属,平均密度为1754个/100 g干土;紫花苜蓿样地的线虫密度最低,为949个/100 g干土;燕麦样地最高,为3267个/100 g干土;(2)与天然草地相比,燕麦样地的线虫群落总密度、多样性以及植食性和杂食-捕食性线虫密度显著增加,而其他人工草地的线虫群落密度、多样性以及植食性、食真菌和食细菌线虫密度均无显著变化;(3)土壤线虫总密度以及各营养类群密度在不同人工草地间差异显著,且均在燕麦样地最高;(4)建...     

青藏高原高寒草地植物物种丰富度及其与环境因子和生物量的关系

在青藏高原进行了大范围的群落调查 ,研究高原的两种主要草地群落类型———高寒草甸和高寒草原的植物物种丰富度及其变化。结果表明 :(1)在 5 0个样地 2 5 0个 1m× 1m的样方中 ,共出现 2 6 7种植物 ,其中高寒草甸179种 ,高寒草原 135种。在高寒草甸 ,1m2 样方内物种数最多为 32种 ,最少的仅为 3种 ;在高寒草原 ,物种数最多为 18种 /m2 ,最少的仅为 2种 /m2 。 (2 )物种丰富度随经度和纬度的增加呈增加趋势 ;随海拔的上升呈减少趋势。对物种丰富度与环境因子之间进行逐步回归 ,发现物种丰富度与生长季降水和温暖指数呈显著正相关。 (3)物种丰富度与地上生物量呈显著正相关。     

青海湖流域典型草地物种丰富度与生产力的关系

通过2009-2010年青海湖流域的样地实测数据,研究了不同尺度物种丰富度与生产力的关系,并初步探讨了其形成机制.结果表明:青海湖流域典型草地物种丰富度与生产力的关系在小尺度上(群落内和群落间)表现为线性正相关、负相关,在大尺度上(区域)则以单峰相关为主.沼泽草甸和高寒草甸的物种丰富度随生产力的增加而降低,高寒草原和温性草原的物种丰富度随生产力的增加而增加.在整个研究区内则表现为单峰型相关.研究还表明,研究区群落生产力的变化范围为65～585 g·m-2·a-1,物种丰富度为2～9种;生产力从高到低的顺序为沼泽草甸＞高寒草甸＞高寒草原＞温性草原.     

中条山油松人工林下物种对群落物种丰富度分布格局的贡献

该研究以中条山油松人工林群落为研究对象,研究林下不同大小的子群落对群落物种丰富度分布格局的贡献,并确定影响该区域群落物种丰富度分布格局的关键种,为区域物种多样性保护提供理论依据.结果 表明:(1)该地区林下物种频度分布格局呈明显右偏,且不同样方物种丰富度存在明显差异.(2)常见种对群落丰富度分布格局的贡献大于稀有种.(...     

施肥和放牧对青藏高原高寒草甸物种丰富度的影响

在草地生态系统中, 施肥通常会导致生物多样性下降, 但是关于引起生物多样性下降的机制还存在着很大的争议。该研究基于一个4年的施肥实验, 试图通过个体大小的不整齐性和单位植物氮含量, 定性地揭示青藏高原东部高寒草甸施肥后多样性下降的原因。研究显示: 在封育地, 施肥致使个体大小不整齐性增加了15%, 并不同程度地增加了物种的高度。同时, 施肥使物种间单位植物氮含量存在显著差异的数目降低了65%。施肥后光竞争加剧, 导致大个体植物排斥小个体植物, 进而引起了物种丰富度下降29.6%。与封育地不同, 放牧地施肥并没有改变个体大小不整齐性和物种的高度, 而是使物种间单位植物氮含量存在显著差异的数目增加了11.4%。施肥并没有改变放牧地的光竞争强度, 而是增加了物种间对土壤营养元素氮的竞争强度, 进而引起了物种丰富度下降17.3%。该研究还发现, 放牧施肥地的物种丰富度下降速度和等级显著低于封育施肥地的物种丰富度下降速度和等级, 这表明放牧减缓了施肥对物种丰富度的影响力。     

草地物种多样性对群落可入侵性影响的研究进展

综述草地群落入侵实验中物种多样性和群落可入侵性关系的研究进展。目前物种多样性与群落可入侵性主要出现了对立的关系模式,被普遍接受的解释机制为尺度依赖。但其它研究中出现了更为复杂的关系,提出物种特性、植物更新、种间关系变化和群落构建机制等其它因素可能是导致物种多样性与群落可入侵性出现复杂关系的原因。建议未来研究中应注意的几个问题,即物种多样性与群落可入侵性关系在不同营养级适用性,与群落构建机制变化间的联系和时间尺度对物种多样性与群落可入侵性关系的影响。     

物种丰富度垂直分布格局及影响机制

物种丰富度分布格局是一定地域内物种丰富度沿三维空间的立体分布,包括物种丰富度在经度、纬度和垂直梯度(海拔高度和海水深度)三个维度上的空间分异。近年来物种多样性的垂直分布格局与机制研究得到了生物地理学家和生态学家的重视。物种丰富度的垂直分布格局存在多种类型,但随海拔增加而物种数减少的单调递减模型和中海拔物种丰富度最高的单峰模型较为常见。目前在机制研究中验证较多的是气候稳定性、生物因子(种间相互作用)、能量、生境异质性、干扰、进化时间、物种分化速率、面积、中域效应(mid-domain effect)、生态位保守性(niche conservatism)等假说和机制。物种丰富度的分布格局是多方面因素综合作用的结果;由于地理、地形、气候、地质演化历史、物种库和进化历史、物种分化速率、干扰等差异,在不同地区存在着特别的物种丰富度空间分布格局和机制;处于同一地区的不同类群的物种也因进化扩散历史和生态适应能力不同而呈现多样化的分布格局。因此,对不同地区和类群的物种丰富度格局和机制进行研究应具体分析后才能得到可信结论。     

煤炭开采对野生植物物种丰富度和物种组成的影响

煤炭开采引发的生态环境破坏早已引起关注,对其破坏机理和修复方法进行研究显得非常重要。本文探讨了煤炭开采对野生植物物种丰富度和物种组成成分的影响。从分布在晋西北地区的338个煤矿中,随机选择16个煤矿作为研究对象,调查了煤炭采空区和非采空区地面的野生植物物种,用Gleason丰富度指数分析了煤矿采空区和非采空区的野生植物物种丰富度差异,同时用Srensen指数分析了煤炭采空区野生植物物种组成成分和非采空区植物物种组成成分的相似性。结果表明:煤炭开采造成了野生植物物种数的减少,采空区的野生物种丰富度明显少于非采空区;煤炭开采也造成了野生植物物种组成成分的变化,采空区和非采空区的野生植物物种组成成分出现明显差异。     

羌塘高寒草地物种多样性与生态系统多功能关系格局

传统的生物多样性-生态系统功能研究大多侧重于单一生态系统功能与物种多样性的关系,忽略了生态系统的重要价值在于其能够同时提供多种功能或服务,即生态系统的多功能性。基于藏北羌塘高寒草地样带调查数据,选取植被地上生物量、地下生物量、土壤全氮、硝态氮及铵态氮含量、土壤全磷含量、土壤有机碳储量等7个与植物生长、养分循环、土壤有机碳蓄积相关的参数来表征生态系统多功能性。采用上述参数转换为Z分数后的平均值计算多功能性指数(M)。分析了不同生物多样性指数与生态系统多功能指数的关系以及年降水量和年均温度对物种多样性和生态系统多功能性指数的影响。结果表明,物种丰富度指数与生态系统多功能性之间呈极显著的正相关关系,Shannon-wiener和Simpson物种多样性指数也与多功能性指数间呈显著的正相关,但多功能性指数与Pielou均匀度指数没有表现出明显的相关关系。物种丰富度与表征植物生长、养分循环以及土壤有机碳蓄积的生态系统功能指数间也均呈极显著的正相关关系。降水格局显著影响羌塘高原物种丰富度和生态系统多功能指数,二者均随年降雨量的增加而显著增加,但物种多样性指数并未与年降水量呈现显著相关关系。研究强调了群落物种丰富度即群落物种数量对维持生态系统多功能性的重要意义,这意味着由于人类活动导致的物种丧失可能会给藏北高寒草地生态系统多功能和生态服务带来更为严重的后果。就退化草地恢复或草地可持续管理而言,在藏北羌塘地区,本地植物种的物种丰富度恢复和维持应作为重要目标之一。     

Constraints on colonization and species richness along a grassland productivity gradient: the role of propagule availability

An important goal in ecology is to discern under what habitat conditions community structure is primarily regulated by local ecological interactions and under what conditions community structure is more regulated by the pool of available colonists. I conducted a seed addition experiment in successional grassland to evaluate the relative significance of neighbourhood biotic interactions and propagule availability in regulating plant colonization and species richness along a natural gradient of grassland productivity. In undisturbed field plots, seed additions of 34 species led to an increase in species richness in locations of low productivity, an effect that declined in magnitude as productivity increased. In disturbed plots, seed additions led to a relatively constant increase in species richness at all levels of productivity. The results support the hypothesis that the role of propagule availability in regulating colonization dynamics and species richness declines in significance relative to local-scale competitive interactions as habitat productivity increases.     

青藏高原高寒草原碳排放及其迁移过程研究

采用箱式法通过对青海省五道梁地区高寒草原生态系统表层土壤含碳温室气体的研究发现 ,该地区高寒草原系统表层土壤 CO2 和 CH4 在 7～ 8月份的平均排放通量分别为 0 .46μmol· m- 2 · s- 1和 - 0 .43× 1 0 - 3μmol·m- 2 ·s- 1,此两种气体的排放通量随时间都有明显的变化特征 ,它们的日变化均为明显的单峰型 ,而且其中 CO2 排放通量的变化明显受大气温度变化的影响。地下土壤中 CO2 和 CH4 气体浓度随深度的增加呈递减趋势 ,进一步的分析表明这两种气体浓度在土壤中与相邻层次的气体浓度有很明显的相关关系 ,尤以永久冻土上层边界附近最为显著。     

Patterns of ant species richness along elevational gradients in an arid ecosystem

Aim In this study, we examine patterns of local and regional ant species richness along three elevational gradients in an arid ecosystem. In addition, we test the hypothesis that changes in ant species richness with elevation are related to elevation‐dependent changes in climate and available area. Location Spring Mountains, Nevada, U.S.A. Methods We used pitfall traps placed at each 100‐m elevational band in three canyons in the Spring Mountains. We compiled climate data from 68 nearby weather stations. We used multiple regression analysis to examine the effects of annual precipitation, average July precipitation, and maximum and minimum July temperature on ant species richness at each elevational band. Results We found that patterns of local ant species richness differed among the three gradients we sampled. Ant species richness increased linearly with elevation along two transects and peaked at mid‐elevation along a third transect. This suggests that patterns of species richness based on data from single transects may not generalize to larger spatial scales. Cluster analysis of community similarity revealed a high‐elevation species assemblage largely distinct from that of lower elevations. Major changes in the identity of ant species present along elevational gradients tended to coincide with changes in the dominant vegetation. Regional species richness, defined here as the total number of unique species within an elevational band in all three gradients combined, tended to increase with increasing elevation. Available area decreased with increasing elevation. Area was therefore correlated negatively with ant species richness and did not explain elevational patterns of ant species richness in the Spring Mountains. Mean July maximum and minimum temperature, July precipitation and annual precipitation combined to explain 80% of the variation in ant species richness. Main conclusions Our results suggest that in arid ecosystems, species richness for some taxa may be highest at high elevations, where lower temperatures and higher precipitation may support higher levels of primary production and cause lower levels of physiological stress.     

硅的生物学功能及在草地生态系统中的应用研究进展

硅能增强农作物对干旱和重金属如铝、镉、锰等的抗性已得到大量的证实,但硅在草地生态系统中的作用及作用机理至今没有明确。将国内外有关硅对土壤质地、植物个体生长以及植物群落结构影响的最新研究进行归纳,以期为硅在草地生态系统中的应用提供理论支持。通过总结发现,硅能够提高土壤有机碳、硝态氮、铵态氮和速效磷含量;在施氮肥情况下,硅肥添加通过改善植物群落的光照条件,提高杂类草的生长高度,从而缓解因氮肥添加导致的物种丰富度降低,提高植物群落的地上生产力。因此,硅在草地生态系统中具有非常重要的作用,今后应加强硅对植物生物量碳氮和土壤有机碳积累的调控作用、硅对草地生态系统中碳、氮、磷元素的生物地球化学循环规律和生产力形成机制方面的研究工作。