历山白云洞景区植物群落物种多样性研究

采用TWINSPAN将历山白云洞景区植物群落分为8个群丛,应用丰富度指数、多样性指数和均匀度指数对不同群落类型和层片的物种多样性进行了研究.结果表明:(1)Shannon-Wiener多样性指数与均匀度指数变化趋势整体相似,与丰富度指数变化趋势略有差别,与Simpson多样性指数变化趋势相反,三种多样性指数取得了较一致的分析结果.(2)不同层次的物种对群丛的物种多样性贡献是不等价的,群丛的丰富度指数主要取决于灌木层和草本层,而多样性指数和均匀度指数主要取决于灌木层和乔木层.     

土壤水分含量对银杏生长及生物量分配的影响

应用温室盆栽试验方法,采用完全随机试验设计,研究了1 年生银杏(Ginkgo biloba L.)实生苗在不同土壤水分条件下的生长和生物量分配。试验共设16 个处理,即4 个银杏半同胞家系(44 号、11 号、55 号、32号)、4种水分水平(土壤含水量为土壤田间持水量的80%,60%,40%和20%),处理时间为100 d。研究结果表明:(1)银杏4家系相对高生长、相对地径生长、生物量增量、单株叶面积、单株根系体积等均随着土壤水分含量的减少而减少;(2)55号和44号家系随着土壤水分含量的减少,根冠比逐渐增大,而32 号和11 号家系在前3种水分条件下随着土壤水分含量的减少,根冠比逐渐增大,但在W4 水分条件下,根冠比均减少;(3)随着土壤水分含量的减少,银杏4家系根、茎和叶生物量增量均减少,但不同的家系减少程度不同,4 个银杏家系在不同土壤水分条件下,根、茎和叶生物量增量均表现为根的最多,茎的次之,叶的最少;(4)不同家系银杏生物量增量分配到根系的比例随土壤水分含量的减少而增大,而分配到茎和叶中的比例则随着土壤水分含量的减少而减少。     

高寒草甸阳坡-阴坡梯度上环境因子特征及其与地上生物量和物种丰富度的关系

以甘南高寒草甸为对象,研究了坡向梯度上环境因子的变化特点及其与地上生物量和物种丰富度的关系.结果表明:0～20 cm与20～40 cm的土壤含水量均是自阳坡到阴坡呈递增的变化趋势,且20～40 cm土壤的含水量高于0～20 cm的;两层土壤的全磷质量分数和w(C):w(N)与含水量的变化相同,土壤全氮、有机质、速效磷及速效氮质量分数的变化均呈先减小后增大的趋势,偏阳坡最小.土壤养分质量分数均是0～20 cm的大于20～40 cm的,表现出表层土壤养分富集的现象,土壤pH值沿阳坡到阴坡呈递减趋势.地上生物量和物种丰富度的变化特点均为阴坡>偏阴坡>偏阳坡>阳坡,且地上生物量与物种丰富度显著正相关.同归分析表明:土壤含水量与土壤全磷,有机质质量分数是影响地上生物量和物种丰富度的主要因子,其中土壤含水量是关键限制性因子.     

不同放牧梯度上草原群落植物功能群的结构组成及其变化

以蒙古高原东部克鲁伦河流域的放牧退化草原为研究对象,依照植物水分生态型、生活型进行植物功能群划分,在此基础上,比较了不同放牧退化阶段植物功能群的结构组成、地上生物量和物种多样性的变化。结果显示:植物生活型功能群中,多年生杂类草在轻牧、中牧梯度上都占有明显优势,而一、二年生植物在重牧区占有优势;从生物量分布来看,多年生禾草在轻牧阶段占有绝对优势。植物水分生态型功能群中,旱生植物在轻牧、中牧和重牧状态下均占有明显优势;旱生植物在轻牧阶段生物量最大。从物种多样性指数的变化来看,多年生杂类草和多年生草本功能群多样性指数随放牧梯度的增加呈现减小趋势,一、二年生草本与灌木、半灌木以及中生植物功能群多样性,随放牧强度的加大而呈现递增规律。在群落水平上,轻牧下草原群落的物种丰富度最高,重度放牧区均匀度最高,中牧条件下Shannon-Weaver多样性指数最大。     

阳坡-阴坡生境梯度上植物群落α多样性与β多样性的变化模式及与环境因子的关系

采用野外调查与室内实验相结合的方法,研究了甘南地区青藏高原高寒草甸不同坡向上的植物群落物种多样性变化特点及与环境因子的关系.结果表明:阳坡—阴坡生境梯度上,光照、土温和含水量总的变化趋势为阳坡半阳坡阴坡.土壤养分除了全磷质量分数自阳坡到阴坡出现递增的趋势外,其他土壤养分质量分数均呈现阴坡阳坡,阳坡和阴坡稍高,半阳坡最低的趋势.阳坡—阴坡生境梯度上植物群落物种的α多样性的变化趋势为:阳坡半阳坡阴坡;β多样性从阳坡,半阳坡到阴坡为一单峰曲线,即呈现先升高后降低的变化趋势,这表明在土壤湿度和日照时间适中时,物种替代速率比较快.不同坡向上的植物群落α多样性和β多样性与光照和土温均呈负相关,与0～15,15～30 cm土层的土壤含水量和土壤全磷质量分数均呈显著正相关关系.通过主成分分析可以得出:引起α多样性和β多样性沿生境梯度变化的最重要因子是土壤水分和全磷质量分数.     

Changes in plant community diversity and aboveground biomass along with altitude within an alpine meadow on the Three-River source region

The grassland is an important component of terrestrial ecosystems and plays a significant role in biodiversity and ecosystem functions.In the present study,the changes of plant species diversity and aboveground biomass productivity were examined along with the altitude in natural alpine grassland in the source region of three rivers on the Qinghai-Tibetan Plateau.Eleven experimental locations were selected with altitudes ranging from 3862 to 4450 m above sea level(a.s.l.).The results indicated that Kobresia pygmaea meadow,Kobresia humilis meadow and Salix cupularis shrub meadow had higher indices of diversity and aboveground biomass.The distribution of species diversity,richness and aboveground biomass showed similarly unimodal patterns across the altitude gradient with the highest indices appeared at mid-altitudes locations.The changing trend of species diversity,richness and evenness also showed significant unimodal patterns with total aboveground biomass,and the highest species diversity occurred at intermediate level of productivities.This research would provide a valuable reference for the protection of grassland biodiversity and maintaining of the grazing ecosystem function in the source region of the Three Rivers.     

内蒙古草地土壤细菌生物多样性与 生产力的相关关系分析

以内蒙古草地土壤细菌为研究对象,在3个不同的空间尺度上采集土壤样品,探讨内蒙古草地土壤细菌群落生物多样性与生产力之间的关系.内蒙古草地土壤细菌物种丰富度很高,达到上千个实用分类单元(OTUs);分属14个门,其中放线菌、变形菌和酸杆菌相对多度之和达80%以上.细菌群落生物量(每克干土DNA条带数)介于2.91×108~4.28×109条·g-1.稀化处理后的细菌OTUs数目、香侬-威纳指数和辛普森指数分别为721.79~1 023.47、5.84~6.21和82.98~229.02.但是,土壤细菌群落的生物多样性与生产力之间并不存在显著的相关关系,并且该模式与地理尺度无关.该结果暗示着该地区土壤细菌可能是中性或者近中性共存.     

草原植物高生长,体内水分和叶绿素含量对火烧的反应

研究了草原火烧对植物高生长，体内含水率和叶绿素含量的影响，火烧对大多数草原植物的高生长有利，延长了植物的高生长期，使群落平均高度增加。草原植物高生长过程可用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程很好地拟合。     

武夷山不同海拔植被带土壤微生物量磷的时空变异

为了阐明我国中亚热带森林区土壤微生物量磷的时空变异特征及其主要影响因子,在福建省武夷山国家自然保护区选择了常绿阔叶林(EBF,海拔500 m)、针叶林(CF,海拔1 200 m)、亚高山矮林(SDF,海拔1 800 m)和高山草甸(AM,海拔2 100 m)共4种不同海拔植被类型作为实验样地进行了相关实验研究。结果表明:土壤微生物量磷含量随着海拔高度的增加显著增加,其中在0～10 cm的表层土壤中,EBF、CF、SDF和AM 4种植被类型土壤微生物量磷年均值分别为12.35、14.63、23.98和31.99 mg/kg,除EBF与CF两种植被类型之间土壤微生物量磷差异不显著外,其他不同海拔植被类型之间土壤微生物量磷含量均差异显著(p<0.05)。土壤微生物量磷含量在0～10 cm土壤表层最高,随着土壤深度的增加而逐渐减小。不同植被类型及不同土壤层次中土壤微生物量磷均具有明显的季节动态变化且变化规律一致,均表现为冬季最高,秋季次之,夏季最低。相关分析表明,在0～10 cm土层影响土壤微生物量磷沿海拔梯度空间变异的主要因子是土壤湿度和土壤有机质含量,而影响土壤微生物量磷季节性变异的主要因子是土壤湿度和土壤温度。     

植物根系占位对土壤热湿迁移的影响

将土壤床作为非饱和多孔介质,考虑土壤内热、湿、气的耦合迁移机制,针对根系占位或不占位两种情况,对植物根系土壤床中的传热传质进行数值模拟,比较土壤中各量场的分布,分析植物根系占位对土壤床内热量及水分迁移的影响,计算和分析结果表明,植物根系的占位对土壤床内水分迁移有明显的影响,根系的存在使土壤内部的水分分布更为均匀,有利于水分向植物根系密集的上层土壤迁移,也有利于水土保持。     

三峡山地不同坡位土壤水分的时序变化研究

土壤水分是维持森林生态系统可持续的重要因子,降水作为土壤水分最主要的补给来源,定量认识两者的关系对深入了解土壤水分入渗及产流汇流等生态水文效应和区域水平衡至关重要.该文采用时间序列法分析了2018年—2019 年三峡山地大老岭林区典型小流域土壤含水量和降水之间的相关关系,结果表明：1) 研究区降水过程无显著自相关性,而土壤含水量呈现高度自相关性,且随时间尺度缩小不断增强;2) 降水量与土壤水分含量同消同涨,两者之间存在协相关关系,月尺度上土壤含水量与降水相关性较弱,日尺度上二者相关性呈明显的“单锋型”,小时尺度上降水序列和土壤水分序列相关性在降雨事件发生后2～4 h最显著;降雨72 h后,各深度土层相关系数差异明显减小.3) 在不同时间尺度下,不同深度土层土壤含水量与降水的协相关性变化趋势表现出较强的一致性,随土壤深度增加,土壤含水量与降水的相关性降低,且水分变化对降雨滞后性增加.4) 不同坡位土壤水分与降水的协相关性差异显著.坡下土壤含水量对降水的响应强烈,而坡上两者相关系数偏低.5) 土壤水分序列与降水序列协相关性在不同时间尺度有所差异,小时尺度和天尺度两者协相关性较为显著且均随着时间推移呈先增大后减小的特征,而月尺度两者相关性则表现为随滞后时间距增加而单调递减趋势.     

岷江上游花椒地/林地边界土壤水分分布及影响域

在岷江上游干旱河谷区选取典型的花椒地,林地边界,利用TDR仪测定干旱条件下和雨后0-15cm表土层水分体积分数,刻画沿样带梯度土壤水分分布以及不同时段土壤水分变化,同时用移动窗口法判定土壤水分的边界影响域。结果表明,在干旱河谷区土壤水分体积分数较低并沿样带存在明显的变化,从林地到边界到花椒地土壤水分体积分数基本呈“V”字型变化;而在林地和花椒地内部,水分体积分数呈“W”型波动。干旱时土壤水分体积分数日间变化不大,而雨后水分体积分数逐日递减。土壤水分的影响域在雨后可达14m,干旱时为8m。     

黑河中游山前荒漠和绿洲荒漠过渡带土壤植被空间分布特征研究

干旱区呈现荒漠和绿洲邻接共存的独特景观,区域内土壤植被起到维持生态系统结构功能稳定的基础性作用.本文以黑河中游山前荒漠及绿洲荒漠过渡带作为典型区域,设置土壤植被调查样带,在采样分析土壤机械组成、水分、盐分离子、有机质质量分数及植被覆盖度、冠幅、高度等数据的基础上,探究土壤植被在垂直和水平方向的空间分布特征.得到以下结论:1)黑河中游样带土壤平均质量含水量在1.49%~5.57%范围内,祁连山前样带北山前样带,体现祁连山区对于荒漠的水分补给;2)祁连山前样带土壤质地主要为粉壤土和砾质壤土,盐分和有机质含量较高,相反,北山前样带土壤质地主要为砾石土和砂土,盐分和有机质含量较低,土壤含水量与土壤颗粒组成、盐分、有机质含量等其他土壤属性存在显著的相关关系;3)植被覆盖度在祁连山前荒漠较高,北山前荒漠较低,远离绿洲方向的样带土壤含水量及植被覆盖度总体呈上升趋势,表现生态裂谷特征,威胁黑河中游绿洲生态系统安全;4)植被与土壤属性之间高度相关,主要表现在植被覆盖度与土壤水分、土壤细粒径颗粒和有机质含量的正相关关系,以及植被覆盖度、高度和冠幅随盐分先增加后降低的二次抛物线关系,表明盐分对植物的生长具有一定的抑制作用.     

土壤中热、湿、气及溶质耦合迁移的数学模型

从连续介质力学出发，应用Whitaker提出的局部体积平均法，建立了一个描述植物生长的土壤中热、湿、气及溶质耦合迁移的多场数学模型，以揭示非饱和土壤内复杂的传输机理．此模型中考虑了植物根系对水分、热量、气体和溶质的吸收或排放，同时在边界条件中反映了植物冠层对土壤表面遮阳的影响．因此，该模型相对于已有的其他模型来说，所包含的物理机制更加完备，并且它还具有可解性．