古尔班通古特沙漠南部短命植物生长对水热条件变化的响应

于2002至2004连续3年对古尔班通古特沙漠南部短命植物生长和土壤水分状况进行系统监测,并对同期气象资料进行分析,结果表明,短命植物的种子萌发和植株生长对于水热条件变化反映极为敏感．2003年早春日均温和日最低气温稳定回升到0℃以上的时间较2002年推迟了近10天,而同期土壤水分条件变化不大,观测到2002年有28种短命植物萌发,生活期近70天,短命植物层片盖度最高可达到46．4％．而2003年只有17种短命植物萌发,生活期50天左右,层片盖度最高为20．8％．2002年春季短命植物植株高度亦显著高于2003年,可见早春时节短命植物的萌发、生长和数量动态强烈依赖于热量条件．水分条件的变化不仅通过地形分异作用影响短命植物的空间分布,亦通过其时间变化影响其萌发与生长．2002年夏季没有较强降水发生,继6月底短命植物完成生活周期后,只在秋季发现个别短命植物的秋萌株．而2003年和2004年,在7和8月份>60 mm的较强降水影响下,尖喙栊牛儿苗和囊果苔草等以>10％盖度迅速覆盖沙丘表面．可见春季过后短命植物不仅只存在秋萌现象,夏季如遇到适量的降雨,其中的一些种亦可成批萌发．研究短命植物生长对水热条件变化的响应,不仅具有一定的生态学意义,而且也有助于理解该沙漠的沙面稳定性与区域气候变化的关系．     

弄岗喀斯特季节性雨林15ha样地密度制约效应分析

密度制约是自然森林群落物种共存的重要机制之一.然而,密度制约效应受生境异质性影响,生境异质性强的群落密度制约效应表现得较弱.北热带喀斯特季节性雨林是位于我国桂西南地区的重要植被类型之一,其具有水平空间的高度异质性和垂直剖面的多层次性的地质地貌特征.本研究基于弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha动态监测样地第一次普查数据,综合分析了样地中每个生长阶段出现个体数均≥15的物种(共计96个)的密度制约效应,以及种群分布格局与生境的关联性.结果显示:(1)仅有14个物种表现出从小树到成树聚集度降低的变化趋势,即表现出密度制约自疏效应;(2)23个物种的小树周围出现同种成树的频率低于小树周围出现同种小树的频率,表现出小树相对于成树有额外的聚集格局,也即表现出密度制约稀疏效应;(3)通过Berman-test检验发现几乎所有物种的种群分布至少与一种环境变量呈显著关联性,且种群的所有个体和不同生长阶段均对某一环境因子表现出的显著关联性具有很好的一致性.研究结果从不同角度验证了弄岗喀斯特季节性雨林样地中仅有较少物种表现出密度制约效应,这可能与喀斯特地区极其独特的地质、地貌特征有关.此外,也可能是由于未将幼苗阶段纳入分析而造成的.     

岷山北部大熊猫主食竹天然更新与生态因子的关系

为了探究箭竹(Fargesia spp.)天然更新与生态因子的关系,2010和2011年在岷山北部四川包座和贡杠岭2个大熊猫自然保护区设置样方对开花后枯死竹林的更新状况进行了调查.共调查大样方183个,小样方717个.共记录可能影响箭竹天然更新的生态因子变量12个(地形及林分因子:海拔、坡向、坡度、坡位、乔木郁闭度和灌木盖度;微生境因子:上层植被盖度、草本盖度、苔藓盖度、苔藓厚度、枯枝落叶盖度和枯立竹密度).以箭竹幼苗密度作为衡量天然更新的指标,分别采用单因素方差分析和基于广义线性模型的负二项回归分析幼苗密度与地形及林分因子、微生境因子的关系.结果表明:(1)坡向、坡度、坡位和灌木盖度对箭竹幼苗密度的影响不显著,仅海拔高度和乔木郁闭度对箭竹幼苗密度影响显著,幼苗密度随着海拔高度和乔木郁闭度的增大呈现先增大后减小的趋势;(2)在微生境上苔藓厚度、苔藓盖度和枯立竹密度3个因子对幼苗密度影响显著.苔藓在地面的存在,对更新具有促进作用,随着苔藓盖度和苔藓厚度的增大,幼苗密度增大;而环境中存在的枯立竹则不利于箭竹的更新,随着枯立竹密度增大,箭竹幼苗密度减小,因此极早地去除枯立竹可能会有利于竹类的天然更新.同时,由于该区域存在较大强度的放牧活动,放牧强度大时会对地表的苔藓造成破坏,并使幼苗受到践踏而死,因此在竹类恢复更新区域应最大限度地减小放牧强度,以利于竹类的快速恢复.     

纵向岭谷区山地植物物种丰富度垂直分布格局及气候解释

为了解纵向岭谷区山地植物物种丰富度垂直分布格局,选取不同纬度的西双版纳(热带山地)、哀牢山、无量山、高黎贡山和白马雪山(亚热带山地)等5个地区为研究对象,对比分析了山地垂直高程范围内物种丰富度、面积及气候要素沿海拔梯度的分布特征及其相关关系.结果表明:研究区山地植物物种丰富度沿海拔梯度存在由平缓至递减(热带山地)和先增后减—物种丰富度在山地中间海拔最大(亚热带山地)两种格局;随着纬度的增加,山地植物物种丰富度沿海拔梯度最大值出现的位置依次升高;物种密度与物种丰富度垂直分布格局相同;从气候的角度而言,实际蒸散量作为区域水热平衡的表征因子,能较好地解释不同山地植物物种丰富度垂直分布格局及其异同;亚热带山地下部较低的植物物种丰富度受制于高温、少雨的气候特征,随着环境干燥程度的增加植物物种丰富度迅速减小.     

人类工程活动影响下冻土生态系统的变化及其对铁路建设的启示

通过样带与样方结合的调查方法, 从冻土生态系统结构、群落种类、生物多样性以及生物生产力等生态要素和生物生境条件: 如土壤环境、冻土环境等方面研究了青藏公路沿线多年冻土区公路工程干扰迹地生态系统的变化特征. 结果表明, 经过近25年的自然恢复, 在生态系统恢复的生物学方面, 高寒草原生态系统明显优于高寒草甸生态系统, 表现在高寒草原的优势建群植物种类已出现并占据优势地位, 局部地带生物物种多样性与种群多度恢复到接近甚至高于自然未干扰草原系统水平; 在土壤环境方面, 高寒草原干扰迹地土壤有机质含量平均减少61.65%, 全氮含量减少52.51%, 但大部分地区其表层土壤养分现状与干旱区主要草原土壤相当, 有利于耐寒旱生物物种生长; 高寒草甸干扰迹地土壤(寒冻雏形土)平均养分含量高于天然寒冻干旱土壤, 保存草甸土壤结构的完整程度对于高寒草甸生态系统恢复至关重要. 受扰动高寒草原生态系统的恢复程度与冻土环境没有明显制约关系, 高寒草甸生态系统的分布和保育与冻土环境关系密切, 受工程活动破坏后恢复困难. 类比青藏公路沿线生态系统变化规律, 提出了青藏铁路建设过程中保护生态环境的几点启示.     

外来植物及生态学影响

地球上的植物分布是在一定气候、土壤、自然地理地貌等条件下,经漫长演化与适应而来.各地的自然地理地貌不同,最初出现的植物种类也有明显差异,通过长期积淀形成了独特的植物区系组成特征,并成为该地域自然环境的综合标志.所谓外来植物(alien plant,exotic plant)就是经长距离迁徙或扩散而进入某地域生态系统中的新植物,非该地域自然发生或进化.也就是指,经非人为或人为途径,以超过自身的迁徙能力扩散到原生境以外的地域,正常完成生活周期并建立种群的植物(含种及种以下各等级).     

柽柳灌丛下与灌丛外短命植物AM真菌多样性

对生长在柽柳荒漠生境中最常见的4种早春短命植物离子草(Chorispora tenella (Pall.) DC.)、角果毛茛(Ceratocephalus testiculatus (Crantz) Bess.)、东方旱麦草(Eremopyrum orientale (L.) Jaub et. Spash)和弯果婆婆纳(Veronica campylopoda Boiss.)进行取样调查, 分析了柽柳灌丛下和灌丛外的4种植物丛枝菌根(AM)的形成状况、根际AM真菌的孢子密度和群落组成, 并探讨了柽柳灌丛对其菌根侵染状况、根际AM真菌群落组成的影响. 结果表明, 柽柳灌丛下短命植物的侵染率和根际土壤中AM真菌孢子的密度显著低于灌丛外的植物, 并且灌丛下AM真菌的种类(12种)少于灌丛外(19种). 灌丛下短命植物根际土壤由于受到柽柳灌丛的影响, 其养分含量除速效钾外, 都高于灌丛外; 灌丛下碱解氮和速效磷的含量分别为65.37和44.50 mg/kg, 而灌丛外的含量则为32.33和33.85 mg/kg. 本研究共从短命植物根际分离到21种AM真菌, 其中无梗囊霉属有5种、原囊霉属1种、球囊霉属13种和类球囊霉属2种. 通过上述结果得出以下结论: 柽柳灌丛影响着土壤的理化特性及其下生长的短命植物丛枝菌根的形成和根际AM真菌群落的组成.     

纵向岭谷区高速公路干扰下群落组分及其水平分布格局变化研究

选定纵向岭谷区大保(大理-保山)和思小(思茅-小勐养)两段高速公路,采用对比分析、差异性分析等方法研究了高速公路干扰下沿线群落主要组分及其水平格局的变化.结果表明:(1)高速公路建设干扰下沿线乔木和灌木优势和亚优势物种的数量有所减少,草本优势和亚优势种群数量有所增加,并出现了入侵物种;(2)高速公路建设干扰下沿线群落中各优势和亚优势植物种群的分布格局将发生由均匀型或者随机型向集群型的转化,其聚集程度加剧,扩散能力增强;(3)高速公路沿线紫茎泽兰和飞机草种群的平均盖度和高度等指标均高于远离公路处,其频度在公路沿线200m范围内没有明显变化;(4)大保高速公路对沿线群落构成及种群分布的影响强度高于思小公路,两条公路在山腰路段的影响强度高于山顶路段.     

洪水灌溉对策勒绿洲优势植物及生境的影响?

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲前沿的优势植物疏叶骆驼刺(Alhagi.sparsifolia SHAP.)-里海旋覆花(Karelinia caspica Less)群落为研究对象,利用人工模拟洪水的方法在生长季内对群落进行了3次灌溉.通过灌溉与非灌溉对照实验,研究灌溉对策勒绿洲前沿多年生植被的更新、生长、群落物种组成以及土壤水分和养分的影响.结果表明:(1)多次灌溉对多年生植物疏叶骆驼刺和里海旋覆花的更新和生长具有明显的促进作用,其中更新方式以根蘖苗更新为主,种子实生苗更新较少;(2)灌溉使得群落中的一年生杂草大量出现,群落物种多样性增加,群落盖度也相应的增加;(3)灌溉有效地增加了群落生境中土壤上层的水分和养分,同时改变了土壤养分在垂直剖面上的再分布,地表以下3m范围内土壤速效N,P,K和全量P,K含量显著地增加.从长远来看,这种模拟洪水灌溉的生态学意义在于说明洪水作为一种生态脉冲对干旱区生态系统中植物的更新、地下水位的补充以及土壤养分的增加有重要的促进作用.     

塔克拉玛干沙漠腹地沙地咸水灌溉(技术)研究

自1997年起在塔克拉玛干沙漠腹地,针对沙地咸水灌溉的方式、灌溉制度和咸水灌溉后沙地土壤的水盐分布及动态变化等方面进行了试验研究.结果表明,在沙漠腹地利用地下咸水建立沙漠公路生物防沙体系时,可选用滴灌的方式给苗木灌水(地势平缓的地段也可采用沟灌);滴灌制度为在林带栽植当年的灌溉周期为20天,灌溉量为30 kg/m2次,但随着林龄的增加灌溉量可以适当增加,灌溉周期可以延长.     

负密度制约和生境过滤对古田山幼苗系统发育多样性时间变化的影响

负密度制约和生境过滤是解释森林群落物种共存和生物多样性维持机制的重要假说.已有大量研究表明,负密度制约通过优势物种的种内竞争及近缘种之间的种间竞争、个体间病菌传播等过程为非优势物种及非亲缘种提供生存空间,从而使局域群落的系统发育?多样性随时间的推移而增加;由于生境过滤的作用,特定的生境选择亲缘关系相近的物种,因而随着时间的推移,同一生境内群落间的系统发育?多样性会降低.前人的研究主要集中于利用负密度制约和生境过滤来解释物种多样性的空间变化格局,而利用这2个机制来解释在时间序列上群落系统发育多样性格局变化的研究还很少.本文以浙江古田山24 hm2亚热带常绿阔叶林永久性样地中的幼苗(胸径1 cm)为研究对象,利用2006和2007年的幼苗动态监测数据,分析位于不同生境的342个幼苗样方内的系统发育?多样性和样方间的系统发育?多样性随时间的格局变化.结果表明,随着时间的变化,位于同一生境的样方幼苗系统发育?多样性显著增加;而幼苗系统发育?多样性在同一生境内显著降低.因此,在亚热带森林群落中,负密度制约效应和生境过滤共同维持幼苗群落的物种共存.     

地球上有多少物种?

地球陆地与海洋生境中有多少物种?半个世纪以来,生物学家对这一问题进行了研究,不同研究者用不同方法得到的物种估计数不同,估计地球物种总数在50万~1亿.直到今天,生物学家没有一个确切的地球物种数目.但是,有些生物类群的种数较为确定,如植物、淡水鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类.为什么地球物种数目测不准?究其原因,是因为物种定义的差异、系统分类方法的不同、分类学家的标准不同、不同类群研究深度的差异,所以绝大部分种仍是未知,加之物种的生境千差万别,所以,我们无法获得地球物种总数.即使有一天人们能够对地球上所有生境中的所有生物类群进行深入分类学研究,然而,当研究不同类群、甚至研究相同类群的分类学家无法统一划分物种标准时,学术界仍将不可能就地球物种总数达成共识.然而,这并不妨碍我们估计推测地球物种总数.     

高黎贡山乔木树种丰富度快速评估及其环境解释

采用现有资料和已发表研究文献,通过分析高黎贡山乔木树种多样性随海拔梯度变化及物种分布中心与分布幅宽间的关系,对高黎贡山的物种多样性进行了快速评估,并采用环境因子对其进行了解释.研究发现,乔木树种多样性随海拔高度的升高呈现出明显的变化趋势;物种分布中心与分布幅度关系表明,分布幅度较窄的物种分布于较低海拔和较高的海拔,而分布中心在中海拔(2000m左右)地区的物种则具有较宽的分布幅.采用数理统计和回归分析的方法,对气候因子随海拔变化与乔木树种多样性变化的相关关系进行了分析,结果表明不同的气候因子在不同海拔范围对物种分布和多样性的作用不同.     

东北哈尼泥炭脱-A-三萜烯系列化合物的组成特征及生态意义

为了认识和明确五环三萜类的降解产物——脱-A-三萜烯的气候及生态响应, 应用GC- MS技术对东北长白山哈尼泥炭样品进行了分析与研究. 结果表明, 在泥炭中存在丰富的脂肪族脱-A-三萜烯化合物. 高的总脱-A-三萜烯量主要出现于全新世时段, 对应低的沉积速率, 其积累机制与以往研究并不完全一致, 提出生物群落构成类型也是影响因素之一. 总脱-A-三萜烯量在整个序列中显著的阶段性变化主要是对不同生物(微生物和植物)过程及其作用响应的体现, 可能指示了16000 cal a BP沼泽环境中生物群落和功能结构至少发生了4次显著的演替. 在约10200, 8700, 7700, 6600, 4480~3940以及3040 cal a BP左右, 低的总脱-A-三萜烯揭示出全新世沼泽发育的大环境下, 微生境发生了千年尺度上的多次波动. 脱-A-三萜二烯与脱-A-三萜一烯(DT/MT)、脱-A-羽扇烷与脱-A-三萜一烯和脱-A-三萜二烯之比[DL/(MT+DT)]及单个化合物之间的比值与总脱-A-三萜烯含量变化相反, 即在末次冰消期和晚全新世晚期较高, 其他时期变化稳定且低, 显示了各化合物对微生境变化及微生物活动的响应不一致. 该研究从微生物这一视角探讨了沼泽环境发育的物种群落的多样性演变及生物功能组成对微生境的响应, 不仅为以往研究提供了很好的补充材料, 而且也为该系列化合物今后在生态环境方面的应用提供了重要信息.     

土壤——人类生存不起眼的“必需品”

土壤也许是我们日常生活中最不起眼的东西,却也是人类生存和发展的必需资源。土壤不是死的东西,而是我们身边具有生命力的伙伴。然而,你知道吗?我国的土壤正面临着退化和污染,需要我们的珍惜和保护。有土斯有人,万物土中生土壤通常是由固体、水分和空气三部分组成。固体组分包含矿物质、有机质和其他营养成分,这些成分是植物和土壤动物生长的必要条件,同时土壤中还生存着大量的土壤动物和微生物。因此土壤并不像我们通常认为的是死的东西,相反土壤是活的,是有生命力和生产力的。     

青藏高原冰缘植物多样性与适应机制研究进展

高山冰缘带紧邻雪线,位于高山生境的最前端,在山地植物垂直带谱中位居最高,是陆地生态系统中最为极端的生境之一.受到高原环境中多变的气候、多样的地形、独特的生物交流屏障和迁移通道等因素的综合影响,青藏高原孕育了全球最为丰富的冰缘植物多样性资源.这类极端环境下的生物多样性形成和维持机制一直是学界关注的热点和难点问题.本文总结了青藏高原冰缘生态系统植物多样性特征及物种生态适应、繁殖和维持机制的最新研究进展,并特别关注了冰缘植物的生态适应结构,植物种间互助以及植物与昆虫间协同进化对于维持冰缘生态系统物种多样性的重要性.已有研究表明,全球气候变化对于冰缘生态系统多样性维持和物种共存会产生重要影响.如何预测和判断全球气候变化背景下,青藏高原冰缘生态系统内生物多样性资源的命运及其对生态系统功能的影响,将是生态学研究者面临的新挑战.     

塔克拉玛干沙漠腹地沙地成水灌溉(技术)研究

自1997年起在塔克拉玛干沙漠腹地,针对沙地成水灌溉的方式、灌溉制度和咸水灌溉后沙地土壤的水盐分布及动态变化等方面进行了试验研究．结果表明,在沙漠腹地利用地下成水建立沙漠公路生物防沙体系时,可选用滴灌的方式给苗木灌水(地势平缓的地段也可采用沟灌);滴灌制度为在林带栽植当年的灌溉周期为20天,灌溉量为30 kg／m2次,但随着林龄的增加灌溉量可以适当增加,灌溉周期可以延长．     

中国北方几种常见表土花粉类型与植被的数量关系

通过中国东北样带(NECT)沿水分梯度分布的30 个样方的植被调查和表土花粉分析, 选取重要和常见的花粉类型松(Pinus) 桦(Betula) 栎(Quercus) 椴(Tilia) 槭(Acer) 榆(Ulmus) 蒿(Artemisia) 藜(Chenopodiaceae) 禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae), 取其花粉百分比值与植物重要值进行回归和相关分析. 结果表明花粉百分比和植物重要值显著相关样带东部森林区与西部草原区的回归参数有明显差异松桦藜蒿具有高的斜率和y-截距, 是超代表性花粉类型槭莎草科禾本科具有低的斜率和截距, 是低代表性花粉类型栎椴榆的斜率和截距互为消长, 是具代表性花粉类型. 具高斜率或高截距的花粉类型, 变异系数都比较低, 反映这些花粉类型的斜率和y-截距在植被重建中具有较高的精确度.     

中国野生兰科植物物种多样性与地理分布

中国是世界上兰科植物最为丰富的国家之一,且全科植物均在《国家重点保护野生植物名录》和《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)的保护之列.本研究在确立中国野生兰科植物物种名录和建立物种地理分布数据库的基础上,对其进行物种多样性及其地理分布特征的研究.据统计,中国野生兰科植物共计187属1447种,包括特有种601种,生活型以地生兰和附生兰为主.中国野生兰科植物集中分布在我国的西南地区和台湾,尤以喜马拉雅山脉东段、横断山脉地区、西双版纳地区,滇东-桂西山地、台湾东部山地、海南岛南部、黔桂交界山区、鄂西渝东山地、秦岭伏牛山一带最为丰富,同时兰科植物在这些地区的区系分化率也非常高.相对地,特有兰科植物的分布呈现出与所有兰科植物完全不同的地理格局,特别是靠近西南国界的地区差异最为显著,分析得到兰科特有比例较高的地区在全国范围内呈现出离散的分布格局,且许多物种丰富度较低的区域特有种的比例却非常高.最后,采用筛除算法鉴别得到中国野生兰科植物分布的18个热点县,这些热点地区共代表了75%的兰科植物,并且绝大多数与全球生物多样性热点地区重叠.本研究旨在为我国野生兰科植物的优先保护提供重要依据.     

宝天曼自然保护区不同生活型物种与土壤相关性分析

植物群落更新过程受森林垂直结构的影响,而土壤是群落更新演替过程中的重要影响因素.本研究以宝天曼自然保护区1 hm2固定监测样地调查数据为依托,采用方差分解(RDA)分析了表层土、深层土与不同生活型物种分布的关系,并对两层土壤理化性质进行主成分分析(PCA),通过广义可加模型(GAM)拟合了乔木、小乔木、灌木中主要物种分布与主成分分析中各主分量的关系.结果表明:(ⅰ)表层土、深层土共同解释了全部物种、乔木、小乔木、灌木分布的40.52%,40.46%,37.17%,42.14%,其中表层土壤独立解释了14.68%,17.32%,10.61%,14.34%,深层土壤独立解释了18.24%,17.22%,18.8%,18.84%;(ⅱ)15个土壤理化性质主成分分析表明,前4个主分量分别代表了38.02%,14.41%,9.06%,5.79%,累计贡献率达67.28%;(ⅲ)GAM拟合结果显示,不同生活型物种与4个主分量相关程度不同,乔木层D2介于0.63%~9.07%,小乔木层D2介于1.41%~29.93%,灌木层D2介于1.91%~15.53%.本研究结果支持物种共存机制中的生态位理论,土壤理化性质对宝天曼物种分布具有重要影响;表层土养分含量大于深层土,但并不意味着对物种的作用也大于深层土,在今后研究中要结合物种自身特性,重视深层土壤理化性质对物种分布的作用;不同物种以及不同生活型物种对土壤等资源的利用存在差异,这种差异促进了物种的共存.