青藏铁路温性草原区路域植被自然恢复过程中群落组成和物种多样性变化

以芨芨草和短花针茅为优势种的温性草原是青藏铁路进入海拔3000m以上地区所穿越的第一个地带性植被类型。在青藏铁路经过的温性草原区对未受筑路直接影响的区域、取土区、铁路路基、周围其它类型的公路路域植被进行取样，并对群落组成和有关群落特征进行了比较，以讨论青藏铁路的修建与运营对温性草原及其恢复过程的影响。结果显示，青藏铁路修筑过程对铁路两侧一定区域的温性草原有较大影响，但随着受影响区域植被的自然恢复，群落盖度、生态优势度和物种多样性等反应群落特征的指标都有一定程度的改善，一些在原生植被中很少出现或伴生种在恢复后的群落中有可能成为群落的优势种或建群种，如露蕊乌头和鹅绒委陵菜等；人为辅助措施将有利于受损植被的恢复；修筑铁路过程中受到影响的温性草原其恢复过程中尚未出现外来入侵植物。     

科尔沁沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化

为研究沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬对流动、半固定、固定沙丘和草地进行植被调查,并测定植被—土壤系统的碳氮化学计量特征。结果表明：（1） 随着沙地退化植被的恢复,地上植物、凋落物和根系的C、N含量及C/N比波动变化,土壤（0～10 cm）C和N含量及C/N比显著增加（P <0.05）。（2）沙地4种生境上的地上植物、凋落物、根系、土壤的C、N含量及C/N比年际间变化显著（P <0.05）。（3） 沙地退化植被恢复过程中地上植物、凋落物、土壤的C/N比与物种丰富度呈正线性关系（P <0.01）。沙地退化植被恢复过程中优势植物演替导致植被—土壤系统中C、N化学计量特征的变化,植被恢复过程中植物的氮素利用效率也在逐渐增强,而封育时间的增加能够促进沙地土壤中N的积累。     

科尔沁沙地植被演替的抗逆性特征

在科尔沁不同类型沙地上选择了几种优势植物,通过自然脱水、高温处理过程中抗逆生理指标的测定和叶形态观测,研究了它们的抗逆方式和生理抗逆性差异与科尔沁沙地植被演潜规律的关系。结果表明,在自然脱水、高温处理中流动沙地上的沙米和欧亚旋覆花叶片迅速脱水死亡,而细胞内膜脂过氧化作用强烈引起细胞膜严重受损是其死亡的主要原因;半流动沙地上的差不嘎蒿在胁迫过程中叶变黄,但在复水后能恢复生长,这与其胁迫过程中游离脯氨酸含量增加维持叶渗透压减少水分过度丧失有关,半固定沙地芦苇在胁迫过程中叶干枯死亡,这与其细胞保护酶反应迟钝,积累的氧自由基引起膜脂过氧化作用伤害了膜系统有关;固定沙地上的狗尾草、白草在胁迫过程中萎蔫,复水后恢复生长,生理变化表现为保护酶对胁迫反应快,可溶性糖、游离脯氨酸含量增加,是一真正生理抗逆植物。在生境从流动沙地向固定沙地演变过程中,植物抗逆性在植被演替序列中起重要作用,其演替规律为:①从躲避干旱向生理抗旱发展,其中流动沙地上的沙米、欧亚旋覆花以种子形式躲避逆境,固定沙地的白草以生理抗旱为主;②从抗风沙型向抗旱性发展,如流动半流动沙地的差不嘎蒿具有抗沙埋、抗旱特性,固定沙地上的白草的抗沙埋性差,抗旱性较强;③生存方式从单一型向多元化发展,沙米主要以种子保存物种,白草则可通过种子和根茎上芽行营养繁殖保存生命;④从多重抗性向寡抗性发展,流动沙地的沙米抗风沙、抗高温、抗干旱,而固定沙地的白草只抗干旱。     

黄土高原丘陵沟壑区植被恢复重建后的物种多样性研究

黄土高原丘陵沟壑区是我国物种多样性研究相对较薄弱的地区。目前关于该区植被恢复重建后的物种多样性研究尚未见报道。研究该区植被恢复重建后的物种多样性对退化生态系统的植被恢复重建具有重要的指导意义。本文选取6个物种多样性指数对纸坊沟流域主要的天然及人工群落物种多样性进行了研究，研究发现：天然灌木林物种多样性最高，均匀度最大，人工乔木林和天然草本的物种多样性及均匀度接近，人工灌木林的多样性和均匀度最小。人工林纯林（包括纯乔木林、纯灌木林及单一乔灌混交林）具有很强的抵抗其它乔灌物种入侵和定居的能力，对林下草本也有很强的控制能力。因此，要建造一个具有较高物种多样性的群落，在建造初期就要选择多物种混交，并注意初值密度。     

科尔沁沙地不同类型沙地植被恢复过程中地上生物量与凋落物量变化

植物体生长、死亡及分解是沙地生态系统物质周转的重要环节。以科尔沁沙地流动沙丘、固定沙丘及草地为研究对象,通过对2009-2011年3个生长季各生境植被特征、地上生物量和凋落物的测定,分析了沙地恢复过程中地上生物量和凋落物量的变化趋势和季节动态。结果表明:(1) 地表植被存在显著的生境差异,植被盖度、生物量和密度等均表现为草地 > 固定沙丘 > 流动沙丘。(2) 3类生境地上生物量均存在显著的单峰曲线的季节差异性,其中草地最大生物量分别出现在7月(2009年)和8月(2010、2011年),最大生物量为163.71~247.64 g·m^-2;固定沙丘最大生物量均在2009、2010、2011年7月达到最高,分别为96.13、96.02、102.74 g·m^-2,流动沙丘最高地上生物量为17.48~20.10 g·m^-2,分别出现在7月(2009年和2010年)和9月(2011年)。(3) 2009、2010、2011年3类生境中的年最大凋落物量分别为21.0、267.6、370.1 g·m^-2,其中草地和固定沙丘中凋落叶和凋落枝等非立枯有较大比重,流动沙丘凋落物主要为立枯;同时各生境凋落物具有与地上生物量相反的季节特征。     

科尔沁沙地不同类型沙地植被恢复过程中地上生物量与凋落物量变化北大核心CSCD

植物体生长、死亡及分解是沙地生态系统物质周转的重要环节。以科尔沁沙地流动沙丘、固定沙丘及草地为研究对象,通过对2009—2011年3个生长季各生境植被特征、地上生物量和凋落物的测定,分析了沙地恢复过程中地上生物量和凋落物量的变化趋势和季节动态。结果表明:(1)地表植被存在显著的生境差异,植被盖度、生物量和密度等均表现为草地>固定沙丘>流动沙丘。(2)3类生境地上生物量均存在显著的单峰曲线的季节差异性,其中草地最大生物量分别出现在7月(2009年)和8月(2010、2011年),最大生物量为163.71~247.64g·m^(-2);固定沙丘最大生物量均在2009、2010、2011年7月达到最高,分别为96.13、96.02、102.74g·m^(-2),流动沙丘最高地上生物量为17.48~20.10g·m^(-2),分别出现在7月(2009年和2010年)和9月(2011年)。(3)2009、2010、2011年3类生境中的年最大凋落物量分别为21.0、267.6、370.1g·m^(-2),其中草地和固定沙丘中凋落叶和凋落枝等非立枯有较大比重,流动沙丘凋落物主要为立枯;同时各生境凋落物具有与地上生物量相反的季节特征。     

南涧干热退化山地植被恢复的植物多样性变化

对20世纪90年代初期在南涧县城后山干热退化山地上营造的五种不同人工植物群落与未经改造次生植被的物种组成与结构进行了调查,采用生物多样性指数和相似性指数对各个群落进行测度。结果表明,经过十几年的恢复和保护,各人工群落植物种数及耐荫种数均有增加,分别在54～29和7～4间,高于坡柳、黄茅草灌草坡（26种和2种）。恢复群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、P{elou均匀度指数和Margalef丰富度指数增加,其中乔木层Shannon-Wiener指数在0．15～1．45间;除桉树群落外灌木层Shannon-Wiener指数在0．91～0．76间,均明显大于坡柳、黄茅草灌草丛（0．44）;草本层Shannon．Wiener指数在0．39～1．49间,除桉树群落和新银合欢群落外也均有增加。恢复群落物种组成与结构逐渐向良性方向发展。然而,一些引进植物如山毛豆（Tephrosia caudida）在本地区早期阶段生长迅速并能够快速郁闭,为乡土植物生长创造了条件,但因自我更新能力差,已出现衰退现象,因此,应该加强人工群落保护和后续抚育管理,促进区域生态环境改善和良性发展。     

南澳岛退化草坡的植被恢复研究

在南澳岛建立次生草坡对照及草坡种植试验样地,观测群落植物多样性、土壤肥力及生物量变化,以探讨海岛退化草坡的植被恢复过程。结果显示,海岛迎风面上修建公路、风能发电场或开垦后的弃耕祼地在自然状况下很难恢复其植被,植物种类和数量甚至有所减少,植被覆盖度下降,需要进行人工植被恢复;在迎风面恶劣的环境下,次生草坡可能是一种偏途顶极,短时间内植物多样性变化不大。退化草坡的土壤肥力较低,开垦后若不及时恢复适当植被,情况会恶化。该岛草坡的生物量均较低,远低于该岛一般人工林或次生林的水平。海岛本身存在水分、土壤、生物条件等方面的脆弱性,在工程建设过程中应尽量避免对地形地貌和植被造成破坏,一旦破坏要尽快进行适生的人工植被恢复。     

科尔沁沙地金龟总科昆虫幼虫群落特征研究

通过对科尔沁沙地几种主要生境类型,固定沙丘、半固定沙丘、农田和沙质草甸蛴螬群落的组成和动态研究。结果表明:几种生境蛴螬群落优势种均为东方绢金龟和黄褐异丽金龟,常见种相互间有明显差别。几种生境蛴螬群落的密度、频度和种类数的大小排序为农田>固定沙地>半固定沙地,沙质草甸蛴螬群落有较高的密度和频度,但种类数相对较少。由于特殊的地理环境和气候条件,科尔沁沙地蛴螬群落季节动态呈夏季密度较高、春秋季密度较低,但年度间明显不同。而且,对于缺少人为管理的固定沙地和半固定沙地,降水成为制约蛴螬群落发生的主要因素。     

含油污水对芦苇沼泽土壤线虫群落组成及多样性的影响

为了研究含油污水对湿地土壤线虫群落的影响,在大庆油田附近,选择受含油污水影响程度不同的4块典型芦苇(Phragmites australis)沼泽样地,分析其土壤线虫群落特征。在4块典型芦苇沼泽样地中,共鉴定出24科34属土壤线虫。其中,有食细菌线虫15属,食真菌线虫、捕食杂食线虫各6属,植物寄生线虫7属。Panagrolaimus和Aphelenchoides为优势类群,个体数占总捕获个体量的26.91%;受到含油污水的影响,土壤线虫的群落结构和多样性都发生改变,受污染样地线虫个体数及类群数显著低于对照样地(p0.01),且与对照样地相比,食细菌线虫相对丰度随着污染程度的增加而增大,重度污染样地中食细菌线虫的相对丰度显著高于对照样地(p0.05),而捕食杂食线虫的相对丰度则与之相反(p0.01)。从土壤线虫的生态指数来看,在不同污染程度条件下,受污染样地丰富度指数显著低于对照样地,而自由生活成熟度指数则相反。     

科尔沁沙地松树山地区苔藓植物物种多样性与分布特征分析

通过标本采集和群落调查,探明科尔沁沙地松树山地区有苔藓植物76种(包括变种和亚种),可归为苔类(9种)和藓类(67种)两个大的类群,隶属于21科、41属;可划分为7种区系地理成分,以北温带成分、世界广布种和东亚成分为主要区系成分, 分别有48种、12种和8种。石缝土层、岩面、树干小生境苔藓植物群落丰富,少数物种局限分布在一种小生境中,多数物种同时分布在两种以上小生境中。维管植物群落共有地面生苔藓植物39种,优势种有双色真藓(Bryum dichotomum)、土生对齿藓(Didymodon vinealis)、小疣冠苔(Mannia triandra)、西伯利亚疣冠苔(Mannia sibirica)、褶叶青藓(Brachythecium salebrosum)。随着水分条件改善,地面苔藓植物群落优势种构成发生有规律地变化,顶蒴藓类→顶蒴藓类+叶状体苔类→叶状体苔类+顶蒴藓类→侧蒴藓类+叶状体苔类+顶蒴藓类。认识群落随水分条件变化的特征对从更大尺度上认识苔藓植物结皮层形成和维持有重要参考价值。     

科尔沁沙地草地植被对围封和放牧的响应

研究了科尔沁沙地疏林草地、针茅草原和草甸植被盖度、地上和地下生物量、物种多样性对围封和放牧的响应。结果表明：（1）围封与放牧草地的优势植物不同,围封草地植物群落优势植物为多年生禾本科植物,放牧草地中一年生植物和小半灌木优势明显。（2）围封和放牧草地的植物盖度、凋落物量、地上生物量和物种丰富度存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高了植被盖度和地上生物量,由疏林草地、针茅草原到草甸,植物盖度和地上生物量逐渐增加,而3种草地植被凋落物量大小顺序为针茅草原> 疏林草地> 草甸;放牧条件下植物盖度、凋落物量和物种丰富度差异不显著（P>0.05）。（3）3种草地之间的地下生物量无显著差异（P>0.05）,但围封与放牧之间、不同土壤层次之间地下生物量存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高草地的地下生物量（P<0.05）;草地地下生物量随着土壤深度表现出下降趋势（P<0.05）。长期放牧增加了草地一年生植物和小半灌木植物的优势,消除了不同草地之间植被盖度和物种丰富度的差异;而围封能提高草地多年生禾本科植物的优势、增加其物种丰富度,对于草地质量和植物多样性的恢复和保育具有积极作用。     

科尔沁沙地荒漠化土地初析

应用1996年TM卫星影像资料得出,科尔沁沙地中心地区荒漠化土地占总土地面积的34.02%,以风蚀荒漠化土地为主。各种荒漠化土地在14个旗(县)的分布不同,按严重程度划分为重度荒漠化地区、中度荒漠化地区和轻度荒漠化地区。对历史时期和近期的分析表明,科尔沁沙地荒漠化土地产生和扩展的根本原因是过度开垦。     

科尔沁沙地的土地利用与沙漠化

根据1985年和2000年的土地利用数据和从相同时期的TM影象上提取的土地沙漠化数据, 运用ARC/INFO软件和Access统计软件, 分析科尔沁沙地近20a来土地利用和沙漠化土地的构成及变化特点、土地利用与土地沙漠化之间的关系得出: 草地和耕地是土地利用的主要类型, 未利用地面积较大, 其他利用类型面积较小; 15a来, 耕地和林地增加幅度最大, 草地减少幅度最大, 土地利用转移的主要方向是草地变为耕地和林地。科尔沁沙地沙漠化土地比例大, 占一半左右, 以中度类型为主; 变化趋势是沙漠化面积增加, 程度减轻。在持续强度利用条件下, 面积广大的草地和耕地发生退化, 由潜在沙漠化土地发展为轻度和中度为主的沙漠化土地; 而土地利用方式变化所形成的沙漠化土地面积较小, 在新增沙漠化土地中的比例亦很小。所以, 草地、耕地等土地利用强度的增大是沙漠化土地面积扩大的最主要原因, 而土地利用方式的改变则能加快土地沙漠化的进程。     

科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区1986-2013年湖泊演变

湖泊变化敏感地记录着气候变化的信息。以科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区为研究区,利用多时相TM/ETM+遥感影像,基于遥感和GIS技术提取研究区1986-2013年湖泊个数与面积信息,分析其变化规律及空间分异特征。在此基础上,联系降水量、蒸发量等气候要素和以人类活动影响为主的时间因子t,采用多元统计分析方法对研究区湖泊面积进行了模拟分析。结果表明:(1)研究区小型湖泊近30年间面积和个数均发生了不同程度的变化,其变化趋势与降水量呈现很强的正相关,与蒸发量呈较强的负相关,人类活动对小型湖泊面积的影响不太显著,随着时间的推移,研究区湖泊面积趋于萎缩,这种萎缩主要归因于气候的干化;(2)研究区t年湖泊面积A_t与前一年湖泊面积A_t-1、t年降水量P_t和蒸发量E_t存在较强的相关关系;(3)1986-2013年研究区典型湖泊--王巴哈嘎湖泊总体上呈萎缩状态,但不同方向上既有萎缩也有扩张,Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ区域(以北向为0°,顺时针每45°一个区域,并顺序标记为Ⅰ~Ⅷ区域)萎缩,其他区域扩张,其中以Ⅱ、Ⅲ、Ⅷ、Ⅳ区域为主导变异方向,Ⅵ方向次之,其他方向变化缓滞。研究成果不仅为科尔沁沙地生态系统的健康维持提供技术支撑,对其他同类地区湖泊环境的研究也具有指导作用。     

中晚全新世科尔沁沙地演化与气候变化

科尔沁沙地位于东亚季风区的东北缘,环境对气候变化反应非常敏感。地层沉积相、粒度与地球化学参数表明中晚全新世科尔沁沙地环境与气候变化可以分为以下3个阶段：7.0~3.6 cal ka BP,沙地逐渐固定、缩小,冬季风减弱,夏季风不断增强,气候趋于暖湿;3.6~1.3 cal ka BP,沙地总体上较为稳定,但也存在活化、扩张,与上一阶段相比夏季风强度有所降低,但仍强于冬季风,气候相对暖湿;1.3~0.65 cal ka BP,沙地出现多次活化、扩张和固定、缩小,冬夏季风交替频繁,气候呈现冷干-相对暖湿的组合。具体来讲,中晚全新世以来科尔沁沙地存在8次活化、扩张和8次固定、缩小期,气候变化也存在8次冷干和8次相对暖湿期,两者存在明显的对应关系。太阳辐射与全球冰量变化是中晚全新世科尔沁沙地演化与气候格局的主要驱动力。     

科尔沁沙质草地不同恢复年限草本层群落结构及其与土壤理化性质的关系

草本植物在沙地植被恢复过程中具有重要作用,研究自然恢复沙质草地草本层植物群落组成变化规律及其与土壤因子之间的关系,对植被与土壤恢复具有重要的意义.本研究对科尔沁严重退化沙地封育12、17年和20年的自然恢复沙质草地植物组成和土壤理化性质进行研究,同时分析了植物组成与土壤因子的相关关系.结果表明:随着恢复年限的增加,土壤...     

放牧强度对科尔沁沙地沙质草地植被的影响

为了研究科尔沁沙地沙质草地在不同放牧强度下植被特征的变化规律,比较了围封、中度放牧、重度放牧3种条件下的植被盖度、群落组成、物种多样性、地上/地下生物量和凋落物量等植被特征的变化特征。结果表明:(1)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地的优势植物均为一年生植物,但围封和中度放牧中多年生禾本科植物优势度高于重度放牧,重度放牧沙质草地一年生植物所占优势度最大;(2)放牧强度对沙质草地植被盖度、地上生物量及凋落物量有显著影响。随着放牧强度的增加,植被盖度、地上生物量和凋落物量均降低;(3)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地物种丰富度及多样性差异均不显著;(4)放牧强度和土壤深度及其交互作用均能影响地下生物量。随着放牧强度的增加,总的地下根系生物量减小。而重度放牧草地中, 3个土壤深度间地下根系生物量差异不显著。放牧改变了沙质草地植物群落的组成、极大降低了植被盖度和生产力;尤其是重度放牧急剧增加了一年生植物的优势、且对浅层根分布的减少影响最大。     

科尔沁沙地几种常见植物茎叶吸水特征

植物通过茎叶吸水能够极大地改善自身水分条件。为研究科尔沁沙地植被茎叶吸收水分变化特征,于2017年7-8月选取科尔沁沙地常见植物差不嘎蒿（Artemisia halodendron）、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）、猪毛菜（Salsola collina）,通过自然降雨、茎叶隔雨、根部隔雨的控制试验,运用压力室法测定了降雨前后的植物水势（Ψ）变化。结果表明：（1）根部隔雨试验中,差不嘎蒿、小叶锦鸡儿和猪毛菜降雨后的水势值与降雨前相比分别升高了约66.7%、59.5%和87.9%,在降雨后第2天的水势值与降雨前相比分别升高了约73.2%、86.7%和90.6%。（2）差不嘎蒿和猪毛菜在不同部位隔雨试验中的茎叶水势值差异不明显（P>0.05）,小叶锦鸡儿茎叶水势值存在显著差异（P<0.05）。（3）差不嘎蒿、小叶锦鸡儿和猪毛菜都存在茎叶吸水现象。小叶锦鸡儿比差不嘎蒿和猪毛菜更能够适应科尔沁沙地的生存环境。