基于幂函数法则对放牧梯度上种群空间异质性的定量分析

 在呼伦贝尔草原的克氏针茅群落选择轻牧、中牧、重牧3个不同的放牧梯度,沿着50 m样线设置100个50 cm×50 cm的L型样方,每个L型样方内划分4个25 cm×25 cm的S型样方,以物种出现的频度（p）作为植被空间分布的观测指标,采用幂函数法则对放牧梯度上草原植物群落物种的空间异质性进行了定量研究。结果表明,在不同放牧强度下,种类结构发生明显改变,轻度放牧区羊草和星状刺骨藜、中度放牧区藜和糙隐子草、重度放牧区猪毛菜和多根葱具有高的出现频度,群落物种数随着放牧压力的增大而减小。整体来看,放牧梯度上物种的空间分布呈现明显的聚集分布,物种空间异质性（δi）随着放牧强度的增大而增加,拟合于幂函数规律曲线;群落的空间异质性（δc）随着轻牧-中牧-重牧放牧演替的进展呈现降低趋势,种群个体分布呈现片断化特征。在群落内部各个种群具有不同的异质化分布特点,物种结构主要表现出密集型种群和疏散型种群两大类型。这些趋势与种群的繁殖策略、生活史对策、群落的再生产策略等生理与生态特性密切相关。     

放牧梯度上草原植被土壤系统碳截存特征

放牧强度影响草原植被的固碳能力。本文以呼伦贝尔克鲁伦河流域的半干旱典型草原作为研究区域,开展不同放牧压力下异质性植被-土壤系统中碳截存的特征研究。研究发现:不同放牧梯度下,土壤有机质、地上生物量、地下生物量和土壤微生物生物量碳彼此之间呈一定的相关性。随着放牧强度的加剧及土层深度的加深,土壤碳截存量呈减少趋势。其中,土壤有机质的变化趋势与土壤碳截存量趋势相同;而土壤无机碳含量呈现逐渐增大的特征。过度放牧破坏了土壤的理化性质及土壤质量,加速了土壤有机质的损失。草原群落的根冠比也随着放牧强度的增大而增加。以土壤微生物生物量碳作为土壤固碳能力的指标,不同放牧强度下的草原群落土壤固碳能力为轻牧区>中牧区>重牧区。     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物多样性动态研究

利用多年样方资料的统计分析,对退化草原群落浅耕翻处理后恢复过程中的生物多样性变化规律及引起这些变化的主要植物种群进行研究,结果表明：退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中其多度分布特征表现为个别种个体的快速富集（建群种）和少数种随演替进程的富集（优势种）,多度很少的种类（偶见种和伴生种）增加的过程,以上特征与恢复过程中羊草的增加密不可分。退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中出现多样性指数的3个高峰期,但多样性指数总变化趋势为开口向上的抛物线状。物种多样性可作为丰富度与均匀度的一个综合反映,在退化草地改良恢复过程中均匀度起着更主导的作用。均匀性指数的整体趋势与多样性指数相似。群落主要植物种群与多样性指数存在着显著的相关关系,其中羊草、冷蒿、冰草、针茅、糙隐子草、变蒿、星毛萎陵菜的密度和生物量与多样性指数具有显著或极显著的线性回归关系。黄蒿的生物量、双齿葱的密度与多样性指数呈显著的线性关系。     

历山山地草甸的生态关系

以山西历山的舜王坪草甸为研究地，运用TWINSPAN和DCA相结合的数量生态方法对9个群落进行划分，得到一个明显的随放牧强度变化的群落序列，即从群落Ⅲ、Ⅳ到群落Ⅴ、Ⅵ再到群落Ⅷ，分别为过牧阶段、中牧阶段和轻牧阶段。可见，利用TWINSPAN和DCA相结合可对不同放牧强度的群落进行划分和排序。从草甸的生态关系研究得出历山山地草甸退化的主要原因是人为干扰。运用DCCA排序法，综合样方和土壤环境因子信息，定量综合研究了放牧草甸与周围土壤环境的生态关系。DCCA第一轴也表现为放牧梯度，在过牧阶段的群落中，有机质和N的含量较高，土壤的退化滞后于植被资源的退化；而在轻牧阶段的群落中，营养元素含量较高。     

毛乌素沙地草场荒漠化评价的指标体系

毛乌素沙地草场荒漠化的主要原因是开垦、过度放牧、樵柴和挖药材等,沙地草场荒漠化过程分为4个阶段,即轻度退化、中度退化、严重退化和极严重退化。应用植物被分类、排序和梯度分析等技术研究了沙地草场荒漠化过程。轻度退化阶段以臭柏、麻黄等中旱生灌木为主;中度退化以油蒿、柠条等为主;严重退化以籽蒿、羊柴等为主;极严重退化以沙米、牛心朴子等为主。随着退化的发展,地表覆沙厚度逐渐增大,土壤中各种营养成分大幅度下降,土壤机械组成粗化,由沙壤土向沙土发展,沿退化梯度群落种多样性呈现单峰曲线变化。在此基础上提出沙地草场在群落水平上的荒漠化评价指标体系。     

内蒙古典型草原与荒漠草原NDVI对气象因子的响应

分析了内蒙古典型草原与荒漠草原NDVI的变化,探讨了干旱对NDVI的影响,建立了NDVI与气象因子的回归模型。结果表明:2000-2016年内蒙古典型草原与荒漠草原NDVI呈现波动变化,变异较小。干旱对典型草原区的羊草(Leymus chinensis)群落与大针茅(Stipa grandis)群落NDVI影响显著(P<0.05);与正常年份相比,干旱导致羊草群落与大针茅群落NDVI降低约23%。5-8月降水量和干燥度指数影响内蒙古典型草原羊草群落与大针茅群落NDVI;荒漠草原区羊草+短花针茅(Stipa breviflora)群落与沙生针茅(Stipa plareosa)群落NDVI的主要影响因子分别为年均气温与5-8月平均气温;5-8月降水量和年均气温是影响典型草原和荒漠草原NDVI的重要因子。基于气象因子的NDVI回归模型能够较好地对区域NDVI进行估测。生长季降水是影响典型草原NDVI的关键因素,而气温显著影响荒漠草原NDVI。在未来气候变化的背景下,内蒙古典型草原NDVI对干旱的响应会更加敏感。     

放牧对内蒙古草原植被群落特征的影响（英文）

近年来,畜牧业的持续增长导致了内蒙古草原生态系统的严重退化。以往的放牧实验表明,放牧对全球植被类型存在着广泛的影响,但目前仍然缺乏研究来识别区域特定植被群落对放牧的响应。本文对内蒙古不同类型草地在不同放牧强度和放牧时长下的植被盖度(VC)、植被密度(PD)、总生物量(TB)、地上生物量(AGB)、地下生物量(UGB)和Shannon-Weaver指数(SI)进行了Meta分析。结果表明,放牧显著降低了VC、TB、AGB、UGB和PD值。放牧对内蒙古草原生物量产生的负面影响高于全球而低于全国平均水平。在中等放牧强度和时长条件下,内蒙古草甸草原TB值补偿性生长增加了40%。荒漠草原和草甸草原的SI与放牧强度呈负相关。放牧期间AGB、PD和SI的变化百分比与试验年的平均气温呈二次方关系。随着试验年年平均降水量的增加,放牧对UGB和SI的负面影响先减小后增大,放牧对VC的负面影响呈三次方关系。     

澜沧江上游德钦县亚高山、高山草地群落类型及其特点

摘要：采用样方调查方法获得94个草地群落样方,对澜沧江上游德钦县亚高山、高山草地群落类型及其特点进行了初步分析。结果表明,该县亚高山、高山草地群落类型存在20个类型。在放牧干扰下,大多数群落类型处于退化状态,相互之间存在明显的群落替代关系;调查发现群落中每平方米内平均含8种草本植物,平均盖度62．4％,地上平均生物量是4859kg／hm^2,平均可食率为61．5％;鸢尾群落、牛旁群落和小狼毒群落是草地严重退化后形成的典型有毒害群落类型;长期的高强度放牧虽然增加了群落类型多样性,但减少了群落内物种多样性。总体而言,长期的放牧干扰降低了德钦草地的生物多样性的质量及其生态服务功能,导致草地生态系统的非持续发展。     

毒杂草型退化草地植被群落特征的研究

在以狼毒(Stellera chamaeJasme L)侵入为主要特征的退化草地上，按狼毒盖度将草地划分为5个类组：Ⅰ类组(狼毒分盖度0419％)、Ⅱ类组(狼毒分盖度20％～39％)、Ⅲ类组(狼毒分盖度40％～59％)、Ⅳ类组(狼毒分盖度60％～79％)、V类组(狼毒分盖度80％～95％)。对各类组天然草地退化过程中植被的组成、作用及植物群落的动态变化规律进行了研究，结果表明，以针茅和扁穗冰草为优势种的山地草原，植被群落具有相对的稳定性。但是由于放牧强度的加大，改变了群落中植物间竞争格局，狼毒凭借对不良环境的适应能力以及植物间的竞争能力，个体数量及其在群落中的作用加强。伴随着狼毒分盖度的增加，针茅和扁穗冰草的地上生物量、密度、盖度和重要值明显下降，狼毒的相对值呈上升趋势。草地植物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数随狼毒生物量的增加呈现出由低到高，再到低的变化趋势，Simpson优势度指数则呈现出相反的变化趋势；植物群落主要种的优势地位发生了明显的变化，狼毒由伴生种成为优势种，天然草原退化成狼毒为优势种的植被类型。     

降水量和短期极端干旱对典型草原植物群落及优势种羊草(Leymus chinensis)叶性状的影响

植物叶性状在植物响应环境变化中具有重要作用。在气候变化的背景下,典型草原植物叶性状如何响应降水格局与短期极端干旱还不十分清楚。利用野外控制试验,研究了降水量(323 mm和236 mm)和短期极端干旱(生长季减雨66%和生长季干旱60 d)对典型草原植物群落及优势植物羊草(Leymus chinensis)叶性状的影响。结果表明:降水格局显著影响着植物群落和羊草的叶性状(P0.05),短期极端干旱对典型草原群落和羊草叶面积具有显著影响(P0.05)。随着降水量的减少,群落和羊草的叶面积与叶干物质含量降低,而比叶面积与叶片氮含量增加。降水格局与短期极端干旱交互作用显著影响着群落的叶面积与叶片氮含量(P0.05),323 mm降水量下短期极端干旱显著降低了叶面积,266 mm降水量下生长季干旱60 d增加了叶片氮含量。降水格局与短期极端干旱交互作用也显著影响着羊草叶面积与比叶面积(P0.01),323 mm降水量下短期极端干旱降低了叶面积,266 mm降水量下生长季干旱60 d显著增加了比叶面积。回归分析表明,不同处理下羊草叶面积、叶干物质含量、叶片氮含量能较好地解释群落叶性状。典型草原植物群落通过优势植物的主要叶性状改变来适应降水格局变化,而通过叶面积改变来适应短期极端干旱。     

放牧对浑善达克沙地丘间低地植被群落及土壤的影响

为探究放牧对丘间低地植被群落及土壤的影响,分析了浑善达克沙地丘间低地在重度和轻度放牧下植被的地上生物量、物种重要值、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson生态优势度指数及0~10 cm土壤中黏粒、粉粒、砂粒、有机碳和全氮含量。结果表明：（1）植被地上生物量、土壤黏粒、粉粒、砂粒、土壤有机碳和全氮含量在不同放牧程度下存在极显著差异（P<0.01）,物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在不同放牧程度下差异不显著（P>0.05）,Simpson生态优势度指数在不同放牧程度下差异显著（P<0.05）。（2）放牧区植被以禾本科为主,禾本科植被地上生物量占整个植被群落的54.88%~57.76%;重度放牧区植被地上生物量为63.59 g·m^-2,比轻度放牧区低26.61%。（3）羊草（Leymus chinensis）和狗尾草（Setaria viridis）是放牧区的优势种,其重要值依次为14.16%（重度放牧区）和19.10%（轻度放牧区）、13.40%（重度放牧区）和15.42%（轻度放牧区）,重度放牧下雾滨藜（Bassia dasyphylla）、克氏针茅（Stipa krylovii）和猪毛蒿（Artemisia scoparia）的重要值较显著高于轻度放牧区,而羊草则低于轻度放牧区。（4）重度放牧加剧了土壤沙漠化,使砂粒含量增加,草地生产力下降,土壤有机碳和全氮含量降低。     

沙坡头地区固沙植物油蒿、柠条蒸散状况的研究

应用一组自动称重式lysimeter对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区半灌木油蒿(Artemisia ordosica)与灌木柠条(Caragana korshinskii)植丛的蒸散与流沙区蒸发比较,在生长季节进行两年连续观测研究。结果表明,植丛生长季节蒸散约占同期降水量的90%以上,根层220cm深度以下无降水补给作用。裸沙蒸发量与深沙层补给量分别占降水量的70.5%与12.6%。湿润年(P=215.8mm,其中生长季P=1837mm)生长季内油蒿与柠条植丛日平均蒸散速率接近,分别为0.86mm·d^-1,0.87mm·d^-1。干旱年(P=121.0mm,其中生长季P=114.0mm)油蒿植丛日平均蒸散速率降低为0.68mm·d^-1,而柠条植丛日平均蒸散速率仍然高达0.80mm·d^-1。由油蒿、柠条植丛月蒸散量比较,干旱年柠条在降水相对集中且丰沛的月份具有较高的蒸散量(如1991年8月,ET为66.3mm(相当于蒸散速率2.15mm·d^-1)),致使根层年内贮水量亏缺量(ΔS=-42.6mm)较油蒿植丛严重(ΔS=- 18.7mm)。而油蒿植丛在全生长季保持低下蒸散水平,表明由于植物种利用水分的机制不同,其植丛ET随年降水变化差异明显。但是,较之于湿润年均呈现下降趋势。在湿润年,裸沙区日均蒸发量为0.60mm·d^-1,而在干旱年,其蒸发速率降低为0.44mm·d^-1,相应的月蒸发最高值为38.0 mm(相当于蒸散速率1.27 mm·d^-1)。裸沙区蒸发量日均值与月最大值几乎均降低为植丛蒸散量的一半。     

退化草原轻耙处理过程中植物种多样性变化的研究

利用多年样方资料的统计分析,对退化草原群落轻耙处理后恢复过程中的生物多样性变化规律及引起这些变化的主要植物种群进行研究,结果表明:在退化群落耙地恢复过程中,整个群落的物种丰富度变化不大,物种分布的均匀性指数随演替过程呈现波动下降的趋势,多样性指数也呈现波动下降的趋势,恢复后期有所升高,且物种分布的均匀性是造成物种多样性指数变化的主要原因。羊草(Leymus chinensis)的密度和生物量的变化与多样性指数具有极显著的负相关关系。冷蒿(Aartemisia frigida)、洽草(Koeleria cristata)的密度和生物量与多样性指数具有极显著的正相关关系。隐子草(Cleistogenes squarrosa)、变蒿(A.commutata)的密度与多样性指数具有极显著的正相关关系。多样性指数与耙地处理后的恢复年限(11 a间)的关系可表示为:以密度为指标的多样性指数D_n=3.579-0.665Lnx(r=-0.9185);以生物量为指标的多样性指数D_w=4.4-0.7696Lnx(r=0.8667)。     

大青沟国家自然保护区地面苔藓植物分布格局

用双向指示种分析（TWINSPAN）、除趋势对应分析（DCA）和典范对应分析（CCA）研究了大青沟国家自然保护区32个样地36种地面生苔藓植物分布格局。TWINSPAN和DCA分析结果显示,地面生苔藓植物群落可以分成双色真藓（Bryum bicolor）-小石藓（Weissia controversa）群落、西伯利亚瘤冠苔（Mannia sibirica）+小石藓（Weissia controversa）群落、密叶绢藓短柄变种（Entodon compressus var.zikaiwiensis）-密叶绢藓（Entodon compressus）+反扭藓（Timmiella anomala）群落、绒叶青藓（Brachythecium velutinum）-鳞叶藓（Taxiphyllum taxirameum）+尖叶匐灯藓（Plagiomnium cuspidatum）群落和地钱（Marchantia polymorpha）+曲肋薄网藓（Leptodictyum humile）-鳞叶藓（Taxiphyllum taxirameum）-柳叶藓（Amblystegium serpens）+平肋提灯藓（Mnium laevinerve）群落5组,对应分布在羊草（Leymus chinensis）草地、西伯利亚杏（Prunus sibirica）灌丛、大果榆（Ulmus macrocarpa）林、蒙古栎（Quercus mongolica）林和水曲柳（Fraxinus mandschuria）林。CCA分析结果显示,影响苔藓植物分布的主要因子有土壤水分、乔木盖度、空气湿度、凋落物盖度、草本层盖度等。     

氮素添加对草原不同冠层植物光合作用的影响

氮沉降对植物的生理生态特征具有重要影响,草原不同冠层植物光合特性对氮沉降的响应不同。通过向内蒙古典型草原人工施加氮肥模拟氮沉降,测定上层代表性植物羊草（Leymus chinensis）及下层代表性植物黄囊苔草（Carex korshinskyi）的光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（G_s）等光合特性指标及生物量,分析氮沉降对草原不同冠层植物的影响。结果表明：羊草净光合速率随着氮添加量增加呈先上升后下降趋势,而黄囊苔草净光合速率随着氮添加量增加呈上升趋势。氮添加增加了羊草的水分利用效率、生物量和相对生物量,但是对黄囊苔草的水分利用效率、生物量和相对生物量没有影响。在施氮量高于0.8 mol·m^-2后,黄囊苔草的气孔导度和蒸腾速率极显著高于羊草（P<0.01）;整体上看,随着氮添加梯度黄囊苔草蒸腾速率呈现增加的趋势,而羊草的气孔导度和蒸腾速率的变化没有明显的规律。典型草原区不同冠层植物的光合特性对氮添加具有不同的响应,上层植物对下层植物光合作用的限制较小。     

科尔沁湿草甸参考作物蒸散发模拟分析

为探明气候变化下干旱半干旱地区湿草甸参考作物蒸散发(ET₀)影响因子,使用FAO 56 P-M模型对科尔沁湿草甸ET₀进行模拟,利用涡度相关系统对模型的适用性进行评价,并通过通径分析及指标敏感性分析对ET₀的影响因子进行辨识。结果表明:(1)小时尺度模拟精度最高,日尺度次之,月尺度较差,小时尺度上晴、阴、雨3种天气条件下模拟效果不同,晴天最优,阴雨天较差。(2)ET₀年内变化呈单峰曲线状,生长季明显高于非生长季,集中在3—10月,占全年89.79%。生长季典型晴天ET₀逐小时分布特征遵循倒“U”单峰型变化规律。(3)通径分析结果显示,对ET₀的通径系数以及对回归方程估测可靠程度E的总贡献均表现为VPD(饱和水汽压差) > T_min(最低气温) > R_n(冠层表面净辐射)>u₂(2 m高度风速),即VPD为影响ET₀最重要的因子;指标敏感性分析中,在去除VPD后引起的E变化最大,说明ET₀对VPD的变化最为敏感,其次为u₂、T_min和R_n。     

Effect of grazing intensity on evapotranspiration in the semiarid grasslands of Inner Mongolia,China

The eddy covariance technique was used to measure evapotranspiration (ET) at four different grazing intensity sites to investigate the grazing effects on ET in the semiarid steppe ecosystems of Inner Mongolia. By reducing available energy, and decreasing soil water content (SWC), grazing decreased ET on a seasonal scale compared with the site ungrazed since 1979 (UG79). The most important climatic factor controlling ET on daily scale shifted from SWC to Net radiation (R_n) when grazing intensity increased. SWC, R_n and air temperature (or vapor pressure deficit) can explain 59%–71% of the variation in daily ET. On the other hand, leaf area index (LAI) affected ET slightly at UG79 under the commonly limited soil water conditions. Even no effect of LAI at the heavily grazed site was detected. This suggests that the direct effect of grazing reducing LAI on ET is not significant in this semiarid steppe ecosystem. Soil evaporation compensates for most of the loss in transpiration due to reduced LAI.     

敦煌绿洲边缘植物群落与土壤养分互馈关系

植物群落与土壤性状相互作用研究对于认识生态系统结构与功能有着重要的意义。通过对敦煌绿洲边缘典型植物群落21个样地（20m×20m）的植被和土壤系统取样调查,在分析植物群落及其土壤养分特征的基础上,采用CCA典范对应分析法研究了土壤养分对植物群落物种分布的影响。结果表明：调查区域植被群落共出现植物27种,隶属于15科,26属,以藜科（Chenopodiaceae）植物居多,占总物种数的29.6%。柽柳（Tamarix chinensis）群落的物种丰富度最大,胡杨（Populus euphratica）群落的物种丰富度最小。植被0~80 cm土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量排序为柽柳>黑果枸杞（Lycium ruthenicum） > 梭梭（Haloxylon ammodendron） > 沙拐枣（Calligonum mongolicum）,全磷、全盐、速效氮含量排序为柽柳 > 黑果枸杞 > 沙拐枣 > 梭梭,全钾含量排序为黑果枸杞 > 柽柳 > 梭梭 > 沙拐枣,pH值排序为梭梭 > 沙拐枣 > 黑果枸杞 > 柽柳。不同植被覆盖各养分指标之间差异显著。随土层深度的增加,柽柳和黑果枸杞群落土壤全氮、有机质、全盐、速效氮、速效钾含量逐渐降低,表聚效应明显,土壤全磷、全钾、速效磷含量逐渐增大后减小,梭梭与沙拐枣养分层次特征不明显。4种植被群落土壤pH值随土层深度的增大呈波动的趋势。CCA排序结果表明植被群落物种分布的土壤环境调控因子重要性排序为全氮 > pH > 全钾,土壤全氮是植物群落物种分布的最重要调控因子。     

内蒙古半干旱区蒸散估算和归因分析

蒸散(Evapotranspiration,ET)是生态系统水循环中的重要一环,决定了生态系统水分和热量传输。从区域尺度对蒸散及其蒸腾(Transpiration,T)和蒸发(Evaporation,E)组分进行量化,认识环境因素对其的影响机制,有助于合理利用、分配水资源,为研究气候变化对区域生态系统水文循环的影响提供参考。基于生态系统生产力模拟(Boreal ecosystem productivity simulator,BEPS)模型,验证模型在研究区域的适用性,量化1981—2018年内蒙古半干旱区的ET及其组分的变化情况,并对其进行归因分析。结果表明：经不同数据验证,BEPS模型计算结果能够精确反应研究区域ET及其组分的分布情况和变化趋势。1981—2018年研究区草地、农田和森林多年平均ET分别为278.22 mm、362.50 mm和308.81 mm。E、T和ET多年呈显著上升趋势,上升速率分别为0.42mm·a^-1、0.63 mm·a^-1和1.05 mm·a^-1。ET与T在全区域内空间分布格局相似,与E...