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。     

广东鹤山退化草坡从草本优势向灌木优势演变过程中的生态特征

研究了地处南亚热带的广东省鹤山草坡在从草本优势群落演变为灌木优势群落过程中的植物多样性、生物量、土壤营养等结构与功能特征的变化,发现其转变过程中的植物多样性有所增加,土壤含水量提高,土壤有机质及全氮含量均增加1倍多,同时会积累更多的生物量.恢复早期草本优势群落,在一定程度上影响着自身生境条件如土壤水分、养分等的改善,这为其后木本植物的生长创造了适宜的生境条件,有利于群落向灌木优势的结构方向发展,同时能促进群落生物量和植物多样性的提高.但以灌木为优势种的群落的植物多样性、土壤含水量等特征仍处于较低水平.南亚热带退化草坡自然恢复这一过程较为缓慢,应采取适当的人为措施,如通过人工造林恢复乔木层植被,进而增加林下植物多样性,以加速退化草坡的植被恢复.     

巴丹吉林沙漠边缘地区植被特征

通过在巴丹吉林沙漠野外植被调查,描述了植被的生活型和群落的空间分布特征,分析了植被多样性、优势度及均匀度指数,并探讨了历年来气候变化对植被分布的影响。结果表明：（1）巴丹吉林沙漠植物种类较少,可分为小乔木、灌木、小灌木、半灌木、多年生草本和一年生草本6类生活型。其中灌木种类最为丰富,小乔木最少。（2）巴丹吉林沙漠东南一带物种丰富度和多样性高于西北一带,南缘地区植被群落分布及植被群落多样性亦均高于北缘地区。（3）近53 a巴丹吉林沙漠气温发生显著变化,蒸发量增加。南缘地区增温而降水减少。这种变化对于以水分为主导因子的沙漠地区植被发育来说极为不利,有加剧沙漠南缘荒漠化的威胁。     

腾格里沙漠植被特征

腾格里沙漠植被在维持沙漠生态系统稳定、促进生物多样保护及防风固沙等方面发挥着极其重要作用。在实地调查和查阅资料的基础上,划分了腾格里沙漠植被类型,分析了典型植物群落数量特征。结果表明:(1)腾格里沙漠植被类型较多,有6个植被型组、17个植被(亚)型、35个植被群系,具有典型的荒漠化草原植被特征。植被空间分布差异明显,南部流沙分布较广,植被类型单一,北部戈壁与沙漠交错分布,植被类型及物种组成相对丰富。(2)腾格里沙漠共有天然种子植物60科201属382种,多年生草本、一年生草本和灌木分别占总物种数的44.50%、25.92%和21.99%,乔木、寄生草本和水生草本数量较少。(3)腾格里沙漠典型灌木群落中,一年生草本占有较大比例,多年生草本次之,灌木所占比例相对较小,灌木常为群落优势种,属于群落稳定层片,而一年生草本数量随降雨变化较大,属于不稳定层片。(4)群落多样性南北差异较大,沙漠南部群落物种组成相对单一,物种丰富度、Simpson指数、Shanon-wiener指数、种间相遇率相对较低,沙漠北部群落物种组成丰富,多样性指数高,生态优势度不明显。     

樟子松固沙林带间植被恢复及其对林草界面作用的响应

调查了海拉尔市巴音岱林场不同分布格局、不同带间距的人工樟子松林带内植被恢复过程及物种多样性的差异,分析了林草界面生态学效应,研究了林草界面对带间植被自然恢复的作用。结果表明,宽的带间距带内物种多样性和生物量变化曲线出现了两个高峰,而窄的带间距带内只有一个高峰,说明该地区林带之间距离不应小于12 m;当林带之间距离为16~28 m时草本物种多样性出现最大值。植被恢复效果表现为带间距12 m差于带间距24 m,虽然都差于天然植被,但边际效应大大地加速了群落演替的进程。研究区樟子松林草界面边缘效应影响域为20 m, 其小尺度范围内生境异质性也很明显。行带式造林带间距离不应大于40 m,超出边缘效应影响域不利于带间植被恢复。     

祁连山东大河林区煤矿修复对地表甲虫多样性的影响

覆土和恢复草本植物可以快速改善高寒山区煤矿矿区环境,植被和土壤环境变化会强烈影响地表甲虫的分布及多样性,煤矿矿区海拔影响甲虫的群落结构变化。以地处祁连山中部的东大河林区为研究区,依据海拔选择宏达、头沟大坂和下泉沟3个典型煤矿作为研究对象,解析高寒山区煤矿人工修复对地表甲虫多样性的影响规律,确定影响地表甲虫分布的主要环境要素。结果表明：东大河林区人工覆土和恢复草本植被的煤矿矿区5年后,煤矿修复区和对照区地表甲虫群落组成还存在一定差异,海拔较高的下泉沟煤矿修复区和对照区地表甲虫群落的平均相异性（84.4%）高于海拔较低的宏达（54.6%）和头沟大坂（57.2%）煤矿。煤矿修复显著提高了头沟大坂和下泉沟煤矿地表甲虫的活动密度,地表甲虫的物种丰富度仅在下泉沟煤矿修复区显著高于对照区。煤矿修复对大、中型甲虫影响较小,但提高了小型甲虫的活动密度和物种丰富度,这在下泉沟煤矿表现尤为明显。海拔、坡度、草本盖度和土壤有机碳含量是影响煤矿修复区和对照区地表甲虫分布的主要环境因子,它们解释了地表甲虫群落变异的22.1%。大、中型地表甲虫分布与海拔和坡度密切相关,而小型地表甲虫分布与草本盖度变化有关。祁连山区...     

不同演替阶段人工柠条林丛枝菌根真菌分子多样性研究

采用PCR-DGGE和DNA克隆测序技术对黄土沟壑区一时间演替序列（5、13、20 a和42 a）上的人工柠条林的丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi;AMF)进行群落结构及多样性研究。结果显示,所有DNA序列聚为四个均属于AMF Glomus属的序列群,分别与Genbank上已登录的G.intraradices（同源性≥98%）、G. fasciculatum（=99%）、Glo18（=98%）和G. sp.（=98%）相关,这表明,在特定的时间点上柠条根系的AMF多样性十分低下。这四个序列群在5~20 a的柠条林中均出现,而在42 a的柠条林中只有G. sp.未出现,这表明,AMF群落组成并未随着柠条林的演替而发生显著改变,即AMF群落并未随着人工柠条林的恢复演替而得到恢复;土壤理化性质的稳定以及人工柠条林中的AMF群落与植被之间的正向反馈关系可能是导致这种现象的主要原因。     

黄河下游河滨湿地不同草本植物群落物种多样性研究

暖温带河滨湿地植被以草本植物群落为主。以黄河下游河滨湿地的河漫滩和背河洼地的15个草本植物群落为调查对象,研究河滨湿地不同草本植物群落的组成及多样性。结果表明,15个草本植物群落中共有31科73属94种植物,包括2科蕨类植物门植物和29科被子植物门植物,其中,禾本科植物最多(12属17种);丰富度最高的是狗尾草(Setaria viridis)群落;15个草本植物群落的Shannon-wiener指数介于0.22～2.07之间,人工群落荷花(Nelumbo nucifera)的Shannon-wiener指数最低,仅0.22,而另一人工群落水稻(Oryza sativa)的Shan-non-wiener指数却最大,达到2.07;典型湿地植物群落的Pielou均匀度指数较高,如扁秆藨草(Scirpus planiculmis)、芦苇(Phragmites australis)、水烛(Typha angustifolia)群落的Pielou均匀度指数都大于0.6;Simpson多样性指数最高的是荷花群落,而最低的是水稻群落;15个群落中,多样性指数、丰富度、均匀度指数和优势度指数在各群落间存在显著的差异;河滨湿地自然草本植物群落的Shannon-wiener指数、物种丰富度、Pielou均匀度指数均高于人工草本植物群落,而Simpson多样性指数则是前者低于后者,但人工草本植物群落与自然草本植物群落间4个多样性指数的差异并不明显。     

桂西北喀斯特人为干扰区植被的演替规律与更新策略

采用全面调查和样方调查方法,以木论自然保护区顶级群落为对照,运用群落生态学原理和方法,研究桂西北喀斯特人为干扰区进入环境保护阶段22 a后植被自然恢复过程中群落的演替规律及物种多样性变化.结果表明,干扰区的物种多样性丧失严重,有维管束植物91科206属241种,仅为自然保护区的26.6%,6种植被类型的顺向演替系列为石漠化稀疏草丛→草丛→草灌丛→灌丛→藤刺灌丛→乔灌丛.除石漠化稀疏草丛植被极少外,随着干扰区群落的自然恢复,群落的高度(0.49～15.56 m)上升而密度(468.50～0.31株/m2)下降,总盖度呈高(0.85)→低(0.50)→最高(0.90)→次高(0.80)的变化;群落生物量(7.74～131.42t/hm2)逐渐积累增大,随高度的升高和草本生物量占总生物量百分比的减少而增加;物种数(14～46)、Shannon-Wiener多样性指数(0.89～4.13)升高,生态优势度在演替的前期(0.28)和后期(0.23)较高,中间较低且保持相对稳定(0.10～0.16),均匀度的变化规律正好相反.和顶级群落相比,干扰区最大的群落高度、生物量和多样性指数分别下降了10.82 m、42.02t/hm2和0.29.针对干扰区植被恢复缓慢的现状,分析了喀斯特干扰区形成机理及其对植被的影响,提出了干扰区不同立地类型上人工与自然相结合的3条植被恢复途径,对大面积处于极度退化下的桂西北喀斯特人为干扰区植被的恢复建设和生态重建具有重要的理论价值和实际指导意义.     

生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的影响

生物土壤结皮广泛分布在干旱半干旱地区与寒区荒漠,是荒漠生态系统的主要组成和景观特征之一,其重要性已被大量的研究报道所证实。然而,关于生物土壤结皮与昆虫种类多样性之间关系的研究却很少。本文以腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区半固定沙丘柠条－油蒿群落和固定沙丘柠条－油蒿群落为观测样地,选择具有不同类型生物土壤结皮分布的植被群落为观测样方。昆虫的调查采用100 m×100 m的样方,利用样筐和网捕法收集昆虫,记录昆虫数量,采集标本在室内进行鉴定。结果表明:与无结皮覆盖的植被区相比,生物土壤结皮在地表的覆盖显著地增加了昆虫的多样性和种的丰富度,其中以苔藓和地衣为主的结皮覆盖的植被样方中昆虫种的多样性和丰富度显著地高于以蓝藻和藻类为主的结皮样方。生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的贡献可能是由于稳定了土表、改善了植被系统中的土壤环境,为昆虫,特别是幼虫阶段提供相对适宜的土壤生境或部分食物来源。     

Topography-Controlled Soil Water Content and the Coexistence of Forest and Steppe in Northern China

The semi-arid forest-steppe ecotone in China is characterized by a patchy pattern of forest and steppe, with forest patches restricted to shady slopes. To address the effect of topography on forest distribution through regulation of available water, we calculated evaporation as a function of slope aspect and inclination. Field vegetation records from randomly selected sites with minimum slope inclination were used to test the simulated forest distribution. Seasonal and diurnal changes of surface soil temperature and moisture of shady and sunny slopes were recorded. Soil water content was measured during two growing seasons on both sunny and shady slopes with the same forest type at three sites located along the mean annual precipitation (MAP) gradient. Evaporation decreases with slope inclination on shady slopes, but increases with inclination on sunny slopes. The shady slope received 35% of the annual direct solar radiation received by the sunny slope when the slope inclination was 25°, and the contrast in annual direct solar radiation between the shady and sunny slopes further widens as slope inclination increases. Steeper shady slopes can support forests in dryer climates, with log-linear regression revealing a minimum slope inclination for forest distribution along the MAP gradient. The simulated minimum slope inclination for forest growth was larger than the observed minimum inclination, and the difference was greater in wetter conditions. A larger forest area fraction was considered to lead to a reduction in soil temperature and evaporation, as verified by soil temperature and moisture records and soil water content measurements. The slope-specific forest distribution in the semi-arid region of China can be explained by a topography-controlled soil water supply. Lower evaporation, resulting from lower direct solar radiation on shady slopes, allows shady slopes to retain a water supply sufficient for sustaining forests, and the existence of forests on shady slopes further reduces evaporation. Different tree species coexist at the xeric timberline due to regulation by slope inclination and aspect.     

山西云顶山亚高山草甸群落生态分析

应用双向指示种分析法 (TWINSPAN )和除趋势对应分析 (DCA )等数量分析方法,对山西云顶山亚高山草甸生态关系进行了研究,将该草甸划分为5个群落类型,分别位于不同的海拔高度。分类结果很好地反映了植物群落类型及优势种的分布与环境因子之间的关系,并在DCA二维排序图上得到了较好的验证。DCA排序轴反映了海拔高度、放牧强度和群落土壤湿度的梯度变化,表明海拔高度和水热条件是影响植物群落变化的主要环境因子,物种多样性在群落类型分化中有重要作用,同时放牧对亚高山草甸演替过程的干扰明显。     

立地条件和积雪厚度对古尔班通古特沙漠梭梭造林的影响

为了辨认立地条件和积雪厚度对梭梭苗木成活的影响,于2009年4月,在新疆古尔班通古特沙漠南缘选取了沙丘阴坡、沙丘阳坡、丘间平地作为研究样地,在原有自然降雪的基础上,通过补水模拟不同年份的积雪厚度,进行了梭梭春季免灌造林研究,选择适宜实施梭梭免灌造林的立地环境和积雪条件。研究结果表明,不同立地条件之间梭梭免灌造林成活率差异显著,沙丘阴坡、丘间平地和沙丘阳坡梭梭免灌造林成活率分别为53.66%、14.42%和4.73%,这与3种立地条件的土壤水分状况吻合,说明水分是影响梭梭免灌造林的关键因子;在不同的立地条件下,积雪厚度对梭梭免灌造林成活率的影响程度不同,在年积雪厚度达到17 cm时,沙丘阴坡梭梭免灌造林成活率能达到54.95%,而在丘间平地与沙丘阳坡梭梭免灌造林成活率却很小,由于3种立地条件各种环境因子的差异,造成了不同立地条件下同一积雪厚度对梭梭免灌造林成活率存在差异。     

内蒙古高原东南部森林-草原交错带的地形-气候-植被格局和植被恢复对策

探讨内蒙古高原东南缘森林-草原交错带地形-气候-植被格局,表明植被分布受气候和地形综合影响,在区域尺度上,随降水量减少阔叶林逐步由桦林向栎林、山杨林转变,针叶林更为接近森林旱极;在局地尺度上,阔叶林多分布在蒸发微弱、土壤容重较小的陡阴坡,草原分布在对应的阳坡上,非地带性榆树疏林分布在毛管作用微弱、蒸发小的沙地上。交错带植被建设应在降水量允许范围内优先考虑针叶树;其次要考虑坡向、坡位对土壤水分条件的影响,森林应尽量栽植在坡度10°~40°的阴坡;在区域和局地尺度上都应注意造林密度以及乔灌草结合,沙地不宜栽植密林。     

宁化县紫色土侵蚀区治理年限对不同治理模式植物多样性的影响

以宁化县紫色土侵蚀区4种主要治理模式的植物群落调查资料为基础,采用丰富度指数、均匀度指数和多样性指数对其进行分析。研究结果表明：1）与对照区相比,各治理样地植物群落物种多样性、丰富度和均匀度指数均有不同程度提高,植物群落结构趋于复杂稳定。2）随着演替的进展,群落多样性指数在乔灌草混交及封禁治理模式增大,但在油茶园改造模式中变化不明显。3）经济林模式治理年限短,受人为干扰强烈,植物多样性差异较大,其随治理年限的变化有待于进一步观察。4）植物多样性与植物生长型的关系：物种丰富度和多样性指数在治理初期为草本层大于灌木层,随着群落演替的进展,灌木层逐渐大于草本层;均匀度指数的变化,在油茶园改造及乔灌草混交模式中草本层大于灌木层,而在经济林和封禁模式中,多表现为灌木层大于草本层。因此,后续治理应注意：侵蚀劣地的生态恢复必须进行科学的人为干预,生物措施应合理配置乔灌草物种数和个体数,对树种单一的群落需进行补植修复;针对不同治理阶段和治理模式,生态恢复侧重点要有差异。     

黄土丘陵区坡面尺度上不同植被格局下植物群落和土壤性质研究

通过对黄土丘陵沟壑区陕西延安羊圈沟小流域坡面上退耕还林还草后形成的林地(单一种植刺槐人工林)、草地(单一的撂荒草地)、草地-林地-草地(上坡位和下坡位撂荒草地,中坡位种植刺槐人工林)及林地-草地-林地(上坡位和下坡位种植刺槐人工林,中坡位为撂荒草地)四种不同的植被格局下植物物种多样性及土壤理化性质变化的研究,旨在揭示植被恢复过程中,坡面上植被不同的空间配置模式对植物物种的组成及土壤环境变化的影响.研究发现,4种植被格局下植物物种的多样性以单一的撂荒草地坡面最高,人工林的种植一定程度上影响了林下植物物种多样性的恢复,但整个灌木和草本的群落结构4种植被格局之间均未达到极不相似水平.土壤有机碳及总氮含量均以坡面上草地-林地-草地的空间配置格局最高且有机碳存在显著差异,而撂荒草地则在土壤水分的保持及改善土壤pH值上优于其他3种植被格局.     

沙坡头地区地形对凝结水形成特征的影响

以沙坡头地区经草方格沙障固定的典型流动沙丘作为研究对象,采用PVC管手动称重法和布板法（CPM—Cloth-Plate Method）对该区不同地形位置凝结水的形成特征进行了研究。结果表明：地形作用下凝结水的形成量和形成间期均表现为中等空间异质性;不同坡向凝结水形成量符合经典的水汽对流模型,丘间低地凝结水形成量最高,迎风坡凝结水形成量高于背风坡,具体表现为：丘间低地>西面向坡>北面向坡>丘顶>南面向坡>东面向坡;同一坡向不同坡位处凝结水形成量表现为：坡脚>坡中>坡顶;坡度与凝结水形成量呈负的线性相关关系,随着坡度的增加,凝结水形成量逐渐减少,垂直坡面上凝结水形成量仅为水平面的一半。这说明地形是影响干旱区凝结水形成特征的重要因子。     

基于无人机高分辨率航空影像的榆树疏林空间分布格局及其地形效应

依托位于内蒙古自治区正蓝旗浑善达克沙地榆树疏林草原长期生态定位观测大样地（42°57′53″ N、115°57′30″ E）,利用无人机获取的高精度数字高程模型数据和样地内3 768棵榆树空间位置和胸径、树高和冠幅的地面调查数据。综合坡度、坡向、坡向变率和小尺度的海拔高差,基于决策树分类的方法对样地地形进行分类,分析榆树疏林在不同地形上的数量、密度和榆树结构的空间特征。主要结果为：1）样地地形分为沙平地、沙甸、阳坡、阴坡和沙脊5种类型,各类型面积分别占样地总面积的52.89%、17.25%、12.47%、10.05%和7.35%。2）在沙平地、沙甸、阳坡、阴坡和沙脊5种地形下的榆树密度分别为28.9、17.0、41.2、141.7和65.2棵/hm2。3）位于沙地阳坡的榆树胸径、冠幅和树高最大,分别为18.9±7.52cm、5.19±2.33m和4.89±2.33 m。4）榆树在沙丘阴坡的分布密度最高,阳坡的榆树胸径、冠幅和树高显著大于其他地形部位。研究结果表明：基于综合地形因子的沙地微地形分类可更好地表征榆树疏林的空间分布规律,同时也证明了无人机可成为分析植物空间分布格局的有效工具。     

腾格里沙漠东南缘固沙灌丛林土壤理化性质及分形维数

以腾格里沙漠固沙灌丛林为研究对象,选择大、中、小沙丘的迎风坡、丘顶和背风坡为研究样地,调查不同沙丘微地形土壤理化性质和土壤粒径分布的分形特征,阐明沙丘大小和微地形差异对固沙灌丛林土壤理化性质和土壤分形维数分布的影响规律.结果表明:(1)土壤含水率和全碳含量均表现为背风坡中部显著高于丘顶;土壤容重表现为迎风坡中部、丘顶和...     

古尔班通古特沙漠草本植物生物量分配特征

草本植物层片是古尔班通古特沙漠早春生产力的主要贡献者,为深入了解荒漠草本植物在群落水平上对荒漠环境的整体适应性,分析了沙漠中部1 hm2样地中草本植物层片地上与地下生物量分配关系,并验证了草本植物层片生物量与根冠比、物种丰富度以及植株密度之间的关系.结果 表明:(1)类短命植物囊果苔草(Carex physodes)是...