黄土丘陵沟壑区三种豆科人工草地的植被与土壤特征

在黄土高原丘陵沟壑区以 4龄苜蓿 (Medicago sativa)、沙打旺 (Astragalus adsurgens)和甘草 (Giycyrrhiza uralensis)单播人工草地为材料 ,人工牧草、杂草和土壤 3方面研究了其生产性能和生态特性。在相同的管理条件下 ,沙打旺种群高度平均高于苜蓿 33.8% ,是甘草的 6 .2倍 ;苜蓿的密度分别是甘草和沙打旺的 5 .9倍和 2 .6倍 ;沙打旺盖度最大 ,苜蓿次之 ,甘草最小。三种牧草的地上生物量及其占群落生物量的比例依次是苜蓿 >沙打旺 >甘草 ;苜蓿种群生物量占群落的比例接近沙打旺 ,二者远高于甘草。甘草人工草地的杂草种数、杂草生物量及其生物量占群落的比例均最大。0～ 10 0 cm土层内三种人工草地的地下生物量依次为甘草 >苜蓿 >沙打旺。 0～ 10 0 cm土层内营养物质含量 :全 P,苜蓿 >甘草 >沙打旺 ;全 N,苜蓿与甘草接近 ,高于沙打旺 ;速效 P、速效 N都是甘草最高 ;有机质含量 ,苜蓿接近甘草、高于沙打旺。讨论了管理措施与人工草地的关系 ,加大投入是维持人工草地群落稳定的前提之一     

蒙古栎群落交错带(ecotone)的研究

通过群落学的样地法对蒙古栎(Quercus mongolica)群落和核桃楸(Juglans mandshurica)群落、蒙古栎群落和长白落叶松(Larix olgensis)群落、蒙古栎群落和杂灌丛群落及其交错带进行了研究,分析了在三个地点的几种群落结构和物种组成方面的差异,计算了各群落的物种丰富度指数(d_Gl)、Simpson 物种多样性指数(D)、Shannon-Weiner物种多样性指数(H′)及Pielou均匀度指数(J)。研究发现在通化和大青沟两个地区群落交错带的物种丰富度及Shannnon多样性指数最高;而在桦甸群落交错带的物种丰富度和物种多样性指数要比核桃楸群落低,比蒙古栎群落高,没有表现出特别强烈的边缘效应。本文也分析了群落乔木层、灌木层和草本层盖度之间的关系。     

农牧交错带土地沙化的本质及其形成研究

通过对陕北农牧交错带不同类型沙化土地土体构型、土壤质地、元素组成和理化性质的分析,研究了土地沙化的本质。结果表明：受风沙作用影响,土壤中细粒物质逐渐减少,颗粒组成变粗;表层消失,最终被流沙所取代,原土壤剖面被覆盖在沙层之下;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能降低,生产力不断下降;现代土壤形成过程以侵蚀和风沙沉积为主,物质淋溶和化学风化微弱。研究区土地沙化可划分为：风沙侵蚀为主、风沙蚀积平衡、风沙沉积为主和土壤形成发育4个阶段;沙化土地的类型有：肥力衰退质地粗化、表层剥蚀、片沙覆盖、流动沙丘与固定沙丘等5种。     

川西亚高山林线交错带植被凋落物量及养分归还动态

从2006—2008年,研究了川西亚高山林线交错带群落凋落物产量及N、P、K、Ca和Mg主要养分归还动态。结果表明:林线交错带植被凋落物年产量为389.83kg.hm-2.a-1,5种主要养分年归还量总量为15.82kg.hm-2.a-1,归还量排序为Ca>N>K>Mg>P。其中,叶、枝和其他混合杂物分别占凋落物总量的72.2%、17.9%和9.9%,占养分归还总量的87.4%、7.0%和5.6%。凋落物各组分及养分归还月动态均呈单峰曲线型变化,叶高峰期在9月,而枝、杂物则在10月。凋落物养分含量季节动态因不同凋落物组分和养分元素而异。叶凋落物中N、P、K和Mg含量在生长高峰的6、7月较高,而Ca含量较低;枝凋落物各元素含量总体上月变化不显著,其他混合杂物各元素含量6与10月相对较高,其余各月则无显著差异。     

芦芽山林线白杄生长季径向生长动态

高山林线作为树木分布的高度上限, 是全球范围最重要的植被过渡带之一, 其树木生长显著受到外界极端环境条件的影响。利用点状树木径向变化记录仪于2009年5-9月, 对山西省芦芽山林线组成树种白杄(Picea meyeri)生长季内树木径向生长进行了持续的动态监测。结果表明: 白杄茎干日变化主要受到树木蒸腾作用日变化的影响, 茎干呈现出白天脱水收缩与夜间吸水膨胀的循环变化; 生长季白杄径向生长可划分为3个不同的生长时段: 1)茎干水分恢复时段, 2)茎干快速生长时段, 3)茎干脱水收缩时段。在茎干水分恢复时段, 白杄茎干径向累积变化主要受到土壤含水量变化的影响。土壤温度是茎干快速生长时段影响茎干径向生长的主导环境因子, 同时它也影响着白杄茎干径向生长的开始。在茎干脱水收缩时段, 土壤温度、土壤含水量是影响茎干径向累积变化的主要环境因子。白杄径向生长最大速度出现在6月末, 其主要受到光周期(即白昼长短)影响, 是对林线处极端环境的一种适应。     

青藏高原东缘高山森林-苔原交错带土壤微生物生物量碳、氮和可培养微生物数量的季节动态

为了了解青藏高原东缘高山森林-苔原交错带土壤微生物的特征和季节变化, 研究了米亚罗鹧鸪山原始针叶林、林线、树线、密灌丛、疏灌丛和高山草甸土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)和可培养微生物数量的季节动态。结果表明, 植被类型和季节动态对MBC、MBN和微生物数量都有显著影响。不同时期的微生物在各植被类型间分布有差异, 植物生长季初期和生长季中期, 树线以上群落的MBC高于树线下的群落, 而到生长季末期恰恰相反, 暗针叶林、林线和树线的MBC显著升高, 各植被之间MBC的差异减小; 微生物数量基本上也是以树线为界, 树线以下群落土壤微生物数量显著低于树线以上群落, 其中密灌丛的细菌数量最高; 可培养微生物数量为生长季末期>生长季初期>生长季中期。生长季末期真菌数量显著增加, 且MBC/MBN最高。统计分析表明, MBN与细菌、真菌、放线菌数量存在显著的相关关系, 而MBC仅与真菌数量存在显著相关关系( p < 0.05)。植物生长季末期大量的凋落物输入和雪被覆盖可能是微生物季节变异的外在因素, 而土壤微生物和高山植物对有效氮的竞争可能是微生物季节变异的内在因素。植物生长季初期对氮的吸收和土壤微生物在植物生长季末期对氮的固定加强了高山生态系统对氮的利用。气候变暖可能会延长高山植物的生长季, 增加高山土壤微生物生物量, 加速土壤有机质的分解, 进而改变高山土壤碳的固存速率。     

青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林的空间格局

为深入理解高山林线原始林中优势树种的空间结构特征和种间关系,以青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林1 hm²样地调查数据为基础,采用成对相关函数g(r)函数,分析了优势种岷江冷杉(Abies faxoniana)和凝毛杜鹃(Rhododendron agglutinatum)各径级的空间分布格局和各径级间的空间关联性。结果表明:岷江冷杉和凝毛杜鹃径级分布连续,呈倒"J"型,均为进展种群。小尺度上,对于岷江冷杉活立木(小树+中树+大树)、小树、中树为显著聚集分布,大树为均匀分布,死树则为随机分布;凝毛杜鹃活立木(小树+中树+大树)、小树、中树、大树、死树均为显著聚集分布。小尺度上随径级增大岷江冷杉的分布格局从聚集分布趋于均匀分布。岷江冷杉大树与其小树的空间关联验证了Janzen-Connell假说中的距离制约效应。通过验证接受了随机死亡假说,发现种内的密度制约效应不明显。两个树种的枯立木对凝毛杜鹃小树均表现为排斥关系,而对岷江冷杉小树表现为相互独立的关系。两个优势种总体表现为相互独立,但种间不同径级间的空间关联性各异。     

基于人地关系视角的鄱阳湖水陆交错带范围划分

水陆交错带是典型的过渡性地理空间,是地理学研究的关键样带,承载着特殊且复杂的人地关系。根据鄱阳湖过水性、吞吐型、季节性特点,考虑行政区划完整性与尺度效应,基于高分辨率遥感影像和长时间序列水位变化数据,利用非监督分类、目视解译、调查验证等方法,从自然和行政区划两个维度划分了鄱阳湖水陆交错带的地域范围,阐述了其自然、经济和社会等基本特征,分析了其理论基础、现实意义及科学内涵。研究表明：(1)鄱阳湖水陆交错带最大自然范围约为2508.08 km~2,行政范围涉及11个县(市、区)78个乡镇单元,包含行政村974个;(2)其景观要素变化多样,经济发展主要以生态农业、生态旅游业为主,人口分布呈现带状特征,与交错带范围高度吻合;(3)自然基础、尺度效应和内涵特征是其范围划分的理论基础,探究其人与环境相互作用的过程、机理与规律是重要现实意义;(4)未来可以从景观格局变化、人地关系分解、社会生活变迁等方面开展进一步研究,以揭示该区域特殊人地关系变化。     

长白山林线过渡带树岛土壤微生物群落结构和生态功能

林线过渡带是指从郁闭森林上限到树种分布上限之间的区域,过渡带内生物多样性丰富,生态系统结构、功能和生态过程在很小的海拔梯度内发生剧烈变化,因此对全球气候变化和人类活动极为敏感。树岛是在林线过渡带内出现的斑块状或条带形不连续分布的树木集群,树岛内生存的树木通常能达到与较低海拔郁闭森林同样的高度和胸径,因此揭示树岛这一特殊生境的生态特征及其形成机制,对于预测未来气候变化下林线动态具有重要意义。以长白山岳桦林线过渡带一大型树岛作为研究对象,测定了土壤理化性质和土壤酶活性,采用宏基因组测序技术分析了微生物群落结构组成和功能基因丰度,通过与同海拔的开阔区生境进行对比,揭示了树岛这一特殊生境的土壤微生物群落结构特征和潜在生态功能,从土壤养分和土壤微生物学角度,阐明树岛形成的可能驱动机制。结果表明,树岛土壤的含水量、总碳、总氮和微生物生物量显著高于同海拔开阔区（P<0.05）,与微生物r-策略相关的生理生化和遗传学指标,包括纤维素酶活性、放线菌相对丰度、与转录、防御、控制细胞周期相关的基因丰度、小分子碳降解基因丰度,均高于开阔区（P<0.05）。相反的,与微生物K-策略相关的指标,包括酸杆菌相对丰度、大分子碳降解基因相对丰度低于开阔区。揭示了树岛土壤微生物学特征,并从土壤微生物组学角度探讨了树岛形成的潜在机制,认为树岛内土壤养分增加并导致微生物群落r-策略倾向,这种变化反过来也可能促进树岛进一步扩大,进而影响林线动态。     

鄱阳湖水陆交错带生态韧性时空变化及影响因素

鄱阳湖水陆交错带是一典型水陆相复杂生态系统,其人地关系矛盾和冲突强烈改变了区域生态韧性格局。基于适应性循环理论框架"潜力-连通度-恢复力"三维综合评价体系,以乡镇为研究单元,对鄱阳湖水陆交错带2000年、2010年、2020年的生态韧性进行评估;并运用地理探测器分析各因素在不同时期对生态韧性的影响强度及其相互作用机制,从而为地区生态韧性提升策略的制定提供指导。结果表明：（1）2000-2020年鄱阳湖水陆交错带综合韧性指数先增后减,整体呈上升趋势,韧性低值区经历了"小集聚大分散→大集聚小分散→整体分散"的空间演化特征;（2）鄱阳湖水陆交错带大部分乡镇经历了"释放→重组→开发"的演化交替,其中2020年各乡镇韧性演化处于开发（r）、保护（K）、释放（Ω）、重组（α）阶段的乡镇数量分别占49.4%、28.3%、8.2%、14.1%;（3）2000-2020年内的不同时期,鄱阳湖水陆交错带生态韧性驱动因子的影响强度存在差异,其中植被覆盖、夜间灯光强度、建设用地距离以及夜间灯光强度变化趋势成为研究区韧性变化的主导驱动力,且影响强度出现较为明显的逐年增强趋势。本研究可以在一定程度上剖析研究区域的韧性发展现状和趋势,推动形成具有地域特色且可持续的人地耦合系统。