Development of plant communities after restoration of the Antaibao mining site,China

To investigate the dynamic changes in the artificial vegetation in an abandoned mining site,we analyzed the relationships among community types,environmental variables and community structure in the process of vegetation restoration in the Antaibao mining site,China by survey of the communities and use of biological dating methods.By means of the quantitative classification method (two-way indicator-species analysis,TWINSPAN) and the ordination technique (de-trended correspondence analysis,DCA; and de-trended canonical correspondence analysis,DCCA),the plant communities were classified into seven groups:community Ⅰ,Robinia pseudoacacia + Pinus tabulaeformis-Caragana korshinskii-Agropyron cristatum; community Ⅱ,Robinia pseudoacacia-Hippophae rhamnoides-Artemisia capillaries; community Ⅲ,Ulmus pumila-Elaeagnus angustifolia-Artemisia capillaries;community Ⅳ,Caragana korshinskii-Agropyron cristatum+Artemisia capillaries;community Ⅴ,Hippophae rhamnoides-Elymus dahuricus;cornrnunity Ⅵ,Elaeagnus angustifolia+Hippophae rhamnoides-Brassica jucea;community Ⅶ,Hippophae rhamnoides+Elaeagnus angustifolia-Salsola collina.We conclude that the community types and diversity are mainly influenced by the succession time and the soil organic matter content.The forest community is more adaptable to the special inhabitation than the shrub community.     

汶川地震滑坡迹地植物群落与环境的关系

为了加快汶川地震滑坡迹地人工恢复植被的进程,探讨地震诱发的滑坡迹地植物群落与环境的关系。在5·12地震重灾区北川境内选取29个样地进行植被调查,采用10个环境指标刻画植物群落的地形、空间位置和土壤养分特征;利用TWINSPAN、CCA、DCA和DCCA,分析植物种、植物群落和植物生活型与环境的关系。结果显示:1)研究区的植物群落可划分为9个类型。2)研究区环境变量对植物种的解释量为21.96%,第一排序轴与pH值、海拔、土壤质地相关,反映的是植物种从次生植物群落向原生植物群落变化。通过DCCA分析得出,环境变量对植物群落的排序解释了25.7%,第一排序轴与pH值、海拔、土壤质地的相关较强,反映植物群落按照耐旱、耐贫瘠→人工或先锋植物→未受损的植被变化;第二排序轴与土壤有机质、全氮含量、坡向的相关,反映的是植物群落从草本植物→乔灌草或者灌草植物变化。3)滑坡迹地的植物群落与未受损林地的植物群落物种存在较大差异。     

黄土丘陵沟壑区不同植被类型土壤有效水和持水能力

以黄土丘陵沟壑区坊塌流域不同植被类型为研究对象,在野外调查的基础上,利用离心机法测定不同植被类型0—10、10—20 cm土层不同吸力下的土壤含水率,并利用Van Gennuchten模型对土壤水分特征曲线进行拟合,对比分析了不同植被类型不同土层土壤水分特征曲线、土壤水分有效性和持水性。结果表明:随着植被恢复的进行,不同植被类型土壤水分特征曲线出现了明显的差异,但是其斜率基本不变且不同植被类型0—10、10—20 cm土层土壤水分特征曲线都呈近似的"S"型;不同植被类型0—10、10—20 cm土层土壤有效水范围分别为22.65%—26.80%、23.97%—28.13%,除白羊草群落和刺槐林外呈现出多年生蒿禾类群落低于灌木群落而高于一年生草本群落的变化趋势;不同植被类型土壤持水能力在0—10 cm土层没有显著性差异,在10—20 cm呈现出多年生蒿禾类群落低于灌木群落而高于一年生草本群落,其中白羊草群落最大,刺槐林最低。刺槐林有效水分和土壤持水能力都较低,建议适当采取间伐并促进其近自然化恢复来实现土壤水分的可持续利用,尽量避免在阳坡缺水地区种植刺槐。对于研究地区土壤水分的可持续利用、植被恢复和科学合理的进行植被配置具有重要意义。     

陕北黄土区不同林地土壤干燥化效应

退耕还林还草工程虽然取得显著成效,但是加剧了区域土壤水分亏缺与土壤干燥化程度,同时制约着植被构建。选取陕西省吴起县金佛坪流域山杏、油松、刺槐、小叶杨和沙棘5种植被类型,对照荒草地。采用人工土钻法取样,分析不同植被类型0—10 m的土壤湿度特征和土壤干燥化效应。结果表明:各植被类型浅层和深层土壤水分均存在显著差异;与荒草地相比,各类林地均出现土壤水分过度消耗,其中刺槐林过耗量最大,山杏林最小;各林地均出现土壤干层,其中刺槐林、小叶杨林和山杏林土壤干层都已达到10 m以下,植被是深层土壤水分的主要影响因素。5类林地的土壤干燥化指数平均值39.26%,都远高于荒草地-9.57%。土壤干燥化强度为小叶杨(80.19%)刺槐(78.03%)沙棘(55.38%)山杏(37.94%)油松(32.34%),这是树种、林木大小和密度、林分生物量、树龄等生长指标综合作用的结果。在今后植被恢复中,应注意根据当地土壤水分条件,合理选择节水树种和合理设计林分结构,尽量避免或减轻土壤干化,维持较高的植被稳定性。     

拉萨河谷草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对拉萨河谷草地23个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将拉萨河谷草地群落划分成8种类型,拉萨河谷的草地群落分布呈现明显的垂直地带性分布格局。(2)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各群落与其环境资源之间的关系,同时,TWINSPAN的分类结果也在排序图上得到较好的印证。(3)样点DCA排序的第一轴基本反映了海拔高度的变化梯度,第二轴基本反映了坡向的变化。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的主要环境因子是海拔,其次是坡向。CCA排序进一步阐明了拉萨河谷草地群落分布决定于海拔和坡向等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性,物种的分布格局在很大程度上影响着群落的分布格局。     

荒漠啮齿动物群落与植物群落的对应分析

动物与其生存环境变量之间的关系一直是生态学家们广泛关注的问题.啮齿动物作为荒漠生态系统中重要的功能群,其数量大小和生态功能对生态系统的平衡和稳定具有重要意义.生境中的植被为啮齿动物提供赖以生存的食物资源和栖息地,了解啮齿动物群落与植被特征之间的关系对于理解动物群落变动规律具有重要意义.不同植被条件下啮齿动物群落的结构不同,Hernández等(2005)研究发现北美Chihuahuan荒漠的灌木生境中啮齿动物密度高于草地生境.     

秦岭山地天然次生林群落MRT数量分类、CCA排序及多样性垂直格局

采用多元回归树(MRT)对秦岭山地天然次生林群落进行数量分类,采用典范对应分析(CCA)进行排序,分析了秦岭山地天然次生林群落物种多样性沿海拔梯度的变化规律。结果表明:(1) 275个样方共有种子植物195种,隶属61科128属。乔、灌、草3个层次物种多样性变化沿海拔梯度的变化趋势基本一致,呈单峰模型;(2)经交叉验证认为秦岭山地天然次生林群落可分为2类,Ⅰ冬瓜杨(Populus purdomii)+陇东海棠(Malus kansuensis)+蛇莓(Duchesnea indica)群落,Ⅱ锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)+黄栌(Cotinus coggygria)+茜草(Rubia cordifolia)群落;(3) CCA排序结果揭示了群落生境的分布范围,反映出生态轴的排序意义,较好地反映秦岭山地天然次生林群落与环境因子的关系,其结果表明,海拔、坡向、凋落层厚度和干扰情况4个变量对该地区次生林群落的分布有较大的影响。     

黄土丘陵区草本群落演替中先锋种群茵陈蒿浸提液的化感作用

为探索自然演替中植被群落结构与化感作用之间的关系,以黄土丘陵区自然演替中先锋种群茵陈蒿为研究对象,通过种子萌发试验,分析演替初期优势种群茵陈蒿浸提液(甲醇浸提液和水浸提液)对自身以及伴生种种子萌发以及幼苗生长的影响,从化学生态学角度解释演替初期群落结构形成的原因。结果表明,茵陈蒿浸提液对3种伴生种(铁杆蒿、白羊草和达乌里胡枝子)的种子萌发均有显著化感作用,低浓度(0.002g/m L)时表现为促进或轻微的抑制作用,高浓度(0.2g/m L)时为较强的抑制作用;不同部位茵陈蒿浸提液的化感作用不同,相比之下,地上部的抑制作用更为强烈,其浸提液均抑制铁杆蒿、白羊草和达乌里胡枝子的种子萌发,尤其在浓度为0.2 g/m L时,达到完全抑制;根系甲醇浸提液对铁杆蒿种子萌发的抑制作用要强于同浓度下的水浸提液,而地上部水浸提液对受体植物根芽的作用大于甲醇浸提液。茵陈蒿对于自身具有一定的抑制作用,表现为高浓度(0.2和0.02 g/m L)的水和甲醇浸提液抑制自身种子萌发和幼苗生长。研究结果说明化感作用可能是该地区在演替前期形成以茵陈蒿为优势种植被群落的重要原因之一。创新点:从化学生态学的角度解释了黄土丘陵区植被演替初期植物之间的关系以及群落结构形成的原因,为认识自然恢复的内在机理提供了新的视角。     

黄土区大型露天煤矿废弃地植被恢复过程中的植被动态

生境再造与植被恢复是黄土区露天矿生态重建的核心 ,其中植被恢复是生态重建的保证。以我国平朔安太堡露天煤矿为例 ,采用野外调查、统计分析相结合的方法 ,对 1 985～ 2 0 0 1年矿区植被恢复过程中的植被动态进行研究。结果表明 :该区的人工植被经过演变 ,植物种的组成发生较大变化 ,由单一的物种组成结构逐渐发展为复杂的物种组成结构 ,并逐渐趋于动态的平衡。通过研究同一植物在不同配置模式下的生长情况 ,以及它们之间的相互影响 ,得出该区人工植被的较好模式为 :刺槐×油松×柠条、刺槐×油松、刺槐×沙棘和刺槐纯林。首次运用多样性指数、生态优势度、均匀度 ,对该区主要复垦植被群落进行分析 ,进一步预测了人工植被的演替方向 :刺槐林→刺槐林、沙棘林→沙棘林、沙棘×刺槐→刺槐、刺槐×油松→刺槐×油松和刺槐×油松×柠条→刺槐×油松×柠条。     

Coastal plant and soil relationships along the southwestern coast of South Korea

We studied how plant species distribution was regulated by the relationships between vegetation and soil factors on the southwestern coast of South Korea. Vegetation was classified using two-way indicator species analysis (TWINSPAN), thereby producing four vegetation groups that were linked to three habitat types. Two ordination techniques —; detrended correspondence analysis (DCA) and canonical correspondence analysis (CCA) —; were applied to examine the relationships between vegetation and 12 edaphic factors, including soil pH, water and osmotic potentials, moisture content, electrical conductivity, Cl and Na⁺ contents, total Kjeldahl nitrogen, and contents of organic matter, sand, silt, and clay. Results were similar for both types of evaluations. According to DCA and CCA, the 23 communities tended to cluster into three types: salt swamp, salt marsh, and sand dune. The first two canonical axes accounted for 14.9% of the community-soil factor relationship among communities. As identified via CCA, the main gradients were soil-water relations and soil texture.     

Hydrological prerequisites for optimum habitats of riparian Salix communities – identifying suitable reforestation sites

Question: What are the hydrological requirements for the successful reforestation of riparian Salix communities? Do differences in site conditions between various life stages of woody vegetation types need to be considered? Do interactions between hydrological factors influence distribution patterns? Location: Mid‐reaches of the Elbe River, Germany. Methods: Young and old life stages of two different riparian Salix communities were surveyed in 1067 plots of 400 m² to determine hydrological growth conditions using habitat distribution models. Models were extrapolated in a Geographic Information System to quantify the extent of potential stands available for reforestation measures. Results: Average water level and water level fluctuations were related to different vegetation types as well as to the age classes of the vegetation types. Differences in hydrological niches of young and old vegetation of the two vegetation types (tree community versus shrub community) could be identified. Moreover, the shrub vegetation was influenced by the interaction of average water level and fluctuations. Comparison of the distribution of current vegetation and suitable habitat revealed that considerable areas of the floodplain were suitable for the reforestation of Salix woodland communities. Conclusions: Hydrological variables explain the distribution patterns of riparian Salix communities in the active floodplain when different life stages, vegetation types and interaction of variables are included in the analyses. This information can be used to recommend suitable sites for Salix plantings in riparian landscapes.     

Measuring succession: methods for establishing long-term vegetation monitoring sites

Successional stages are often characterized by dominant plant species (species with the highest cover) and their effect on the structure and function of an area through time. However, the plant species determining the ecosystem properties and plant community dynamics may not be the dominant, especially when it is exotic. Understanding plant community dynamics in ecosystems that are uncharacterized and/or affected by invasive plant species requires a data-driven approach and proper placement of monitoring plots. To generate robust datasets on vegetation change through time, monitoring plot placement must consider the scale of ecological variation for both vegetation and soils and plots would ideally be replicated within similar ecological site types to quantify the consistency of successional transitions. We characterized soil and vegetation across and within seven floodplains affected by Russian olive (Elaeagnus angustifolia L.) along the Yellowstone River in southeastern Montana, USA. Using modern Classification and Regression Trees (CART) and multivariate net differentiation, we identified five distinct plant community types, or classes, characterized by their tertiary woody plant cover, not the primary species, Russian olive. Our findings indicate that Russian olive communities differ across space, and these riparian areas can be classified into distinct plant community types. Characterizing plant community types via this analytical approach should allow practitioners to modify management decisions and forecast succession within relevant plant communities.     

内蒙古高寒露天煤矿排土场植被恢复研究

探究不同恢复年限对于露天煤矿植被群落变化和植物个体生长的影响,进一步加强生态环境保护与生态修复治理措施。以内蒙古高寒露天煤矿排土场恢复4年(2018-2021年)的植物群落为研究对象,采用样方调查方法,对样地内植物群落进行调查,设置草本样方(1 m×1 m)和灌木样方(5 m×5 m),记录植物物种组成、高度及盖度等指标,计算Shannon-Wiener多样性指数、Simpon指数、Pielou均匀度指数和物种重要值。探讨不同的恢复年限植物群落变化特征和优势植物的养分吸收,为矿区人工植被恢复提供科学依据。结果表明:(1)矿区排土场植物群落物种数、生物量和群落多样性均随着恢复年限的增加而显著增加。总物种数从恢复第1年的16种增加到恢复第4年的31种,主要是由于非人工种植植物从6种增加到19种导致,特别是在恢复第2年增加显著,然后趋于平稳,这说明恢复第2年是物种增加关键的时期;(2)随着恢复年限的增加,生物量和多样性指数显著增加;矿区植被优势物种多以禾本科披碱草(Elymus dahuricus)、无芒雀麦(Bromus inermis);豆科植物苜蓿(Medicago sativa)、草木樨(Melilotus officinalis)、沙打旺(Astragalus adsurgens)、锦鸡儿(Caragana sinica);菊科植物大籽蒿(Artemisia sieversiana);十字花科油菜(Brassica napus)和胡颓子科沙棘(Hippophae rhamnoides)为主。(3)比较不同优势植物叶片、茎和根的氮(N)、磷(P)和钾(K)含量发现,草本优势种中菊科和豆科植物显著高于禾本科植物。灌木优势种中沙棘茎的N含量和P含量显著高于锦鸡儿。研究认为,在排土场植被恢复初期(4年)的物种选择上,豆科植物和菊科植物是草本植物首选的先锋物种,另外,沙棘是灌木首选的物种。     

桂林岩溶石山青冈群落数量分类与排序

植物群落的数量分类和排序可以客观地揭示植物群落与环境之间的关系,从而能为植被恢复与重建、森林经营与管理和生物多样性保护等提供理论依据。基于群落学调查和环境因子测定数据,采用Ward聚类、双向指示种分析(TWINSPAN)和多元回归树(MRT)对桂林岩溶石山青冈群落进行数量分类,选用冗余分析(RDA)进行排序,分析其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)3种分类方法所得结果基本一致,可将桂林岩溶石山青冈群落划分为3个群丛类型,分别为青冈-粗糠柴+龙须藤+红背山麻杆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Bauhinia championi+Alchornea trewioides-Carex tristachya)、青冈-龙须藤+红背山麻杆+干花豆-宽叶沿阶草+三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Bauhinia championi+Alchornea trewioides+Fordia cauliflora-Ophiopogon platyphyllus+Carex tristachya)、青冈-粗糠柴+干花豆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Fordia cauliflora-Carex tristachya);(2)冗余分析结果较好地反映出各群丛类型的分布格局及其与环境梯度的相互关系,在10个环境因子中,岩石裸露率、土壤含水量、pH值、全氮、全磷、全钾、速效钾这7个环境因子对群落的分布影响显著。土壤含水量和全钾含量可能是影响该植物群落物种组成与分布的重要生态因子。     

江苏海岸沙生植被的研究

 海岸沙生植被系由沙生植物和一些耐沙植物所组成的隐域植被,具旱生性质;种类组成简单,只24种,隶属18科,21属。此外,在砂质海岸听见的一个向森林演替的群落地段,含有19种木本,21种草本植物,概为新发观的耐沙植物,根据组成植物的生活型分析,作了沙生植被的生活型谱。 海岸沙生植被可分为草本与木本两个基本类型、共6个群落。它们的演替规律作了论述。最后讨论了沙生植被的开发、利用及保护问题。     

三峡库区澎溪河消落带植物群落分布格局及生境影响

三峡消落带是一条特殊的水—陆交错带,其生境的特殊性及对整个三峡库区的影响逐渐成为地学、环境科学、生态学等学科的研究热点。植被是消落带各项生态功能的载体。然而,三峡水库的运行使消落带原有植被遭到破坏。通过对澎溪河消落带植物群落及其生境的实地调查,采用双向指示种法(TWINSPAN)划分植物群落类型,并结合方差分解和CCA排序法研究4类生境影响因素组14个生境影响因子与植物群落空间分布的关系,探讨生境对消落带植物群落组成、结构及多样性的影响。结果表明:(1)消落带植物群落包括5种类型:狗牙根+雀稗群落、狗尾草+狗牙根群落、黄荆群落、白茅+鬼针草群落、苔草群落;(2)CCA排序中,第1排序轴对消落带植被空间变化的累计解释量为6.83%,占生境条件总解释量的44.73%,能很好地解释消落带植物群落与生境的相互关系,植物群落类型沿排序轴呈梯度分布;(3)土壤是影响消落带植被空间分布格局的主要影响因素组,各影响因素组间交互作用明显。淹水时间、海拔、土壤含水量是植物群落空间分布的主要影响因子,解释量分别为5.3%、3.0%、2.9%;(4)4类影响因素组共解释消落带植物群落空间格局变化的14.6%,未解释部分所占比例较大,可能是由于消落带内生境条件复杂,影响其群落组成及空间分布的潜在因素较多,如各种土地利用政策、人类活动干扰及景观组成等因素也可能对消落带植物群落构成有影响。研究消落带植物空间分布及其与生境的关系,以期为科学认识消落带、保护水库环境提供依据。     

新疆博格达山地面生地衣群落数量分类及物种多样性

根据对新疆博格达山地面生地衣群落27个样点(20 m×20 m)调查的数据,以各地衣种的盖度为指标结合双向指示种分析方法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对博格达山地面生地衣群落进行数量分类并分析了群落结构特征及其多样性和相似性。采用典范对应分析法(CCA)对各群落的物种分布格局与环境因子的关系进行了探讨。结果表明,TWINSPAN分析和DCA排序将分布在博格达山的37种地面生地衣分为以下5个群丛。群丛1:膜地卷(Peltigera membranacea)+伴藓大孢蜈蚣衣(Physconia muscigena)群丛;群丛2:地卷(Peltigera rufescens)+伴藓大孢蜈蚣衣(Physconia muscigena)群丛;群丛3:裂边地卷(Peltigera degenii)+平盘软地卷(Peltigera elisabethae)群丛;群丛4:喇叭石蕊(Cladonia pyxidata)+犬地卷(Peltigera canina)群丛;群丛5:盾鳞衣(Placidium squamulosum)+缠结茸枝衣(Seirophora contortuplicata)群丛。物种多样性以群丛4最大为3.427;群丛1最小为0.672;群丛1和群丛4间的相似性最高为0.889,群丛3和群丛4相似性系数最低为0.607。CCA排序结果反映,该地区地面生地衣的分布受到森林植被郁闭度、人为干扰、光照强度的影响,而地表植被盖度和土壤pH等因素的影响不大。     

黄土丘陵区退耕还草植被恢复阶段优势种铁杆蒿的化感效应

为揭示黄土丘陵区退耕还草植被恢复阶段植被群落结构的形成与植物化感作用之间的关系,阐明退耕还草植被恢复阶段铁杆蒿群落形成的原因,采用种子萌发实验,对黄土丘陵区退耕还草中后期群落优势种铁杆蒿(恢复10 a、15 a、20 a、30 a)浸提液(水浸提液和甲醇浸提液)对其伴生种达乌里胡枝子(Lespedeza davurica,LD)、狗尾草(Setaria viridis,SV)、茵陈蒿(Artemisia capillaries,AC)以及铁杆蒿(Artemisia sacrorum,AS)自身化感作用进行研究。结果表明:铁杆蒿浸提液对3种伴生种以及自身种子萌发的化感作用差异显著(P0.05),总体表现出低促高抑"浓度效应",且根受到的抑制作用要强于芽。茎叶浸提液的浓度为0.1 g/mL时,对茵陈蒿种子萌发和幼苗生长的化感指数RI为-1.00,达到完全抑制。铁杆蒿不同器官的化感作用差异显著(P0.05),茎叶及根系浸提液不同程度的抑制LD、AC种子的萌发和幼苗生长,且在同一浓度下抑制作用随着恢复时间的增长逐渐增强。根际土浸提液促进了伴生植物及铁杆蒿自身种子的萌发,抑制了LD和AC幼苗的生长。铁杆蒿种群的化感作用可能是导致铁杆蒿在退耕还草中后期成为优势种的原因之一。