放牧对内蒙古典型草原α、β和γ多样性的影响机制

人类活动干扰对生物多样性和生态系统功能的影响机制是近年来生态学研究的一个热点问题。该研究以内蒙古锡林郭勒草原生态系统国家野外科学观测研究站的大型放牧控制实验为平台, 系统地研究了不同降水(丰水年份和平水年份)和地形(平地和坡地)条件下, 放牧对典型草原不同空间尺度植物多样性(α、β和γ多样性)的影响。研究发现: (1)降水和地形条件及其交互效应对植物多样性有明显的影响, 丰水年份的α、β和γ多样性均高于平水年份; 降水和地形条件存在交互效应, 平水年份坡地系统的α多样性高于平地系统, 丰水年份平地系统的α和γ多样性高于坡地系统, 而地形对β多样性并没有显著影响; (2)随着放牧强度的增加, 平地和坡地的α多样性均呈逐渐下降的趋势, 不同植物群落成员型(优势种、常见种和稀有种)对放牧的响应及其对α多样性的贡献不同, 其中稀有种对α多样性的贡献最大, 常见种次之, 优势种最小; (3) γ多样性对放牧强度的响应受地形条件的影响, 随着放牧强度的增加, 平地γ多样性呈逐渐下降的趋势, 而坡地γ多样性呈现先减少后增加的趋势; (4)平地β多样性随放牧强度的增加而逐渐减小, 而坡地并没有明显的规律。该研究表明, 植物多样性对放牧的响应受降水和地形因素的调控, 平地对放牧的缓冲能力强于坡地, 干旱会加剧过度放牧对生物多样性的影响; 稀有种对于草地生态系统的多样性维持具有重要意义。因此, 在确定合理的放牧强度时, 应结合降水和地形条件。在平水年份需加强平地系统植物多样性的保护, 而在丰水年份需加强坡地系统植物多样性的保护, 从而实现草地资源的可持续性利用。     

内蒙古锡林河流域植被退化的格局及驱动力分析

草地退化是中国北方草原面临的主要生态问题。该文以1984和2004年草原植被群落调查数据为主要依据, 以优势种、建群种和群落类型及其比例的变化作为主要指标, 并与20世纪80年代的植被类型图比较, 分析了内蒙古锡林河流域草地的退化趋势及其空间分布。根据流域内草地退化的实际情况, 将其分为未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5种退化类型。另外, 根据近20年前后草地植被变化的实际情况, 又划分了恢复和盐化两个类型。结果表明: 草地退化呈现明显的空间分布, 以锡林河为标志, 总体上从上游到下游退化程度逐渐加剧, 表现为浑善达克沙地进入锡林河的部分及沿河地区为重度退化, 锡林浩特市以北的区域, 尤其是流域的西北部, 已经达到了极度退化; 流域中部的白音锡勒牧场主要是中度退化; 轻度退化则均匀地分布于整个流域; 未退化类型多分布于锡林河的西部, 锡林河中下游地区由于农田退耕、草地围封出现了一定程度的恢复; 锡林浩特市以北沿锡林河植被的盐化程度较重。不同的植被类型退化程度也不同, 沙地灌丛植被轻度退化比例较高, 占植被的43%; 羊茅(Festuca ovina)草原和榆树(Ulmus pumila)疏林沙地中度退化草地的比重较高, 超过50%; 贝加尔针茅(Stipa baicalensis)草原和无芒雀麦(Bromus inermis)杂类草草甸的重度退化面积达50%以上; 极度退化比例较大的有克氏针茅(S. krylovii)草原和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化草原。对于羊草(Leymus chinensis)草原, 以轻度和中度退化为主。导致不同区域和不同植被类型草地退化的原因也不尽相同, 从近20年的时间尺度来看, 过度放牧、不合理的居民点布局, 以及道路等是草地退化的主要人为驱动因子。研究结果还显示, 仅以生物量的变化来划分草地退化存在一定的局限性, 因此, 该文以群落优势种和建群种来表征草地的退化类型更具有客观性和实际的应用价值。     

土壤有机质对农田管理措施的动态响应

土壤有机质在农田肥力、环境保护、农业可持续发展等方面具有重要意义。它不仅决定农作物产量,而且在全球碳素循环中起着重要作用。由于大气CO2浓度升高与全球气候变暖等一系列环境问题的加剧,全球碳素循环受到越来越多的关注。农田具有大气CO2源和库的双重潜力。历史上由于人类对农田的过度开垦和耕种,造成土壤有机质含量大幅度下降,降低了农田的作物产量潜力;同时导致大量的碳以CO2形式由陆地生态系统排放到大气圈,加剧了全球温室效应。大量研究结果表明,诸如耕作、种植制度、施肥等农田管理措施能够显著地影响土壤有机质动态,而免耕、提高复种指数、合理的轮作换茬、有机肥料和化肥的施用以及弃耕农田还林还草等保护性管理措施则能够提高农田土壤有机质含量,使农田起到大气CO2汇的作用。综述了近年来农田管理对土壤有机质动态影响研究方面的进展。     

内蒙古锡林河流域不同植物群落中羊草和糙隐子草水分利用效率的变异

用稳定性同位素技术,研究了锡林河流域不同群落和生境下羊草（Leymus Chinensis(Trin.)Tzvel.) 和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng.)叶片δ^13C值及其水分利用效率的变化。结果表明,在不同生境下,羊草和糙隐子草叶片δ^13C值随土壤水分含量的降低而增大,并与不同土层土壤水分含量均表现出极显的线性负相关关系;而二的叶片水分含量与土壤水分含量无显的相关关系。这一结果说明,羊草和糙隐子草的水分利用效率均随土壤水分含量的降低而提高,而叶片水分含量保持相对稳定。这两种植物可能通过调节气孔导度,提高水分利用效率和参透调节能力等生理生态机制适应不分状况不同的生境,从而使它们能够在锡林河流域不同植物群落中广泛分布并成为建群种或优势种。     

植物非结构性贮藏碳水化合物的生理生态学研究进展

非结构性碳水化合物是参与植物生命过程的重要物质。蔗糖不仅是植物体内碳水化合物运输的主要形式,而且可以在基因表达水平上对细胞内的代谢进行调节。果聚糖是植物营养组织碳水化合物的主要暂贮形式;淀粉是植物主要的长期贮存物质之一。植物体内非结构性碳水化合物的代谢在很大程度上影响着植株的生长发育和对环境因子的响应。综述了植物非结构性贮藏碳水化合物的生理生态学研究进展,着重介绍了蔗糖,果聚糖和淀粉代谢的生理过程及对环境因子（温度和水分）和人为因素的响应机制。     

稳定性碳同位素技术在生态学研究中的应用

 植物光合作用是自然界产生碳同位素分馏的最重要过程,也是碳同位素技术在生态学研究中应用的基础。最初,碳同位素主要应用于光合途径的鉴别。随着技术的不断完善和研究的不断深入,目前此项技术在生态学研究的许多领域都得到了广泛的应用。作者从植物叶片、功能群、群落冠层、生态系统以及全球等几个不同的尺度上,对碳同位素技术在生态学研究中的主要应用进行了简要的总结。     

内蒙古草原典型植物对土壤微生物群落的影响

为了分析内蒙古草原不同植物物种对土壤微生物群落的影响, 采用实时荧光定量PCR (real-time PCR)以及末端限制性片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)等分子生物学技术, 测定了退化-恢复样地上几种典型植物的根际土壤和非根际土壤中细菌和真菌的数量及群落结构。结果表明, 不同植物物种对根际和非根际细菌及根际真菌数量均有显著影响。根际土壤中的细菌和真菌数量普遍高于非根际土壤, 尤其以真菌更为明显。对T-RFLP数据进行多响应置换过程(multi-response permutation procedures, MRPP)分析和主成分分析(principal component analysis, PCA), 结果表明, 大多数物种的根际细菌及真菌的群落结构与非根际有明显差异, 并且所有物种的真菌群落可以按根际和非根际明显分为两大类群。此外, 细菌和真菌群落结构在一定程度上存在按物种聚类的现象, 以细菌较为明显。这些结果揭示了不同植物对土壤微生物群落的影响特征, 对理解内蒙古草原地区退化及恢复过程中植被演替引起的土壤性质和功能的变化有一定的帮助。     

羊草草原群落6种植物叶片功能特性对氮素添加的响应

 该文比较了羊草草原群落中包括建群种和优势种在内的6种植物,羊草（Leymus chinensis）、西伯利亚羽茅（Achnatherum sibiricum）、大 针茅（Stipa grandis）、 冰草（Agropyron cristatum）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）和黄囊苔草（Carex korshinskyi）的比叶 面积(Specific leaf area, SLA)、叶片含氮量和叶绿素含量等叶片功能特性( Leaf functional trait)对氮素添加的响应,旨在探讨草原生态 系统中,不同物种对氮素可利用性改变的响应和适应对策。结果表明：随着氮素添加量的增加,物种对光资源的竞争增强,不同物种在光资源 的竞争策略和竞争力间存在着显著的差异。羊草通过提高SLA、单位质量叶片的叶绿素含量和含氮量,使单位面积叶片含氮量和叶绿素含量均呈 线性提高,进而增强了其对光的竞争力。西伯利亚羽茅主要通过提高SLA增加光合总面积,来增强自身的光竞争力。冰草在SLA和单位质量叶片 的叶绿素和氮含量均有一定的可塑性,但对光的竞争力明显弱于羊草和西伯利亚羽茅。大针茅和黄囊苔草对SLA的调节能力较低,加之大针茅 SLA较低,而黄囊苔草处于群落的下层,这两种植物的光竞争力较弱。糙隐子草具有较高的SLA,对单位质量叶片叶绿素和氮含量的调节能力相 对较强,其光竞争力高于黄囊苔草。同时,糙隐子草叶片叶绿素a与叶绿素b的比值沿氮素添加梯度显著降低,进一步证实氮素添加改变了群落 的光环境。     

物种多样性与生态系统功能：影响机制及有关假说

本文主要介绍了有关物种多样性对生态系统功能的影响机制及有关假说,包括冗余种假说、铆钉假说、不确定假说、无效假说、补偿／关键种假说、非线性假说、单调／驼峰模型假说等。尽管这些假说的提出都有一定的理论或实验研究基础,但到目前为止,还没有一种假说被普遍认为反映了两者之间关系的实际情形（如果确实存在这样一种普适机制）。通过分析,我们发现在这些假说之间存在一定的内在联系,它们或者互相包含,或者互相补充,并且都可以归结到冗余种假说有关。