地形对温带密林下灌草层地上生物量分异的影响——以东北虎豹国家公园为例

为探讨地形对林下灌草层植物生物量的影响,该研究采用嵌套设计法在东北虎豹国家公园调查了138个密林下样地共1685个植物样方,通过嵌套方差分析与有序逻辑斯蒂回归模型对林下灌草层植物生物量受地形的影响进行了分析。结果表明:(1)不同坡位之间,谷底的灌草层植物生物量高于坡上,坡上高于坡下(P<0.01);不同坡向之间,阴坡灌草层植物生物量低于阳坡及平地(P<0.01),后二者间无显著差异;不同坡度之间,平坡灌草层植物生物量高于陡坡,陡坡高于缓坡(P<0.01)。(2)坡位与坡向的交互作用显著,坡下平地、坡上平地、坡上阳坡与谷底的所有坡位灌草层植物生物量最高,坡下阴坡、坡下阳坡及坡上阴坡之间无显著差异。(3)研究区现行状态下,有序逻辑斯蒂回归结果显示,灌草层植物生物量在不同海拔、坡位及坡向坡度组合下不同。坡位、坡向及坡度对林下灌草层植物生物量有显著影响,3个坡位等级间谷底最高而坡下最低,3个坡度等级间陡坡最高而缓坡最低,不同坡向比较,阴坡最低。(4)在不排除人为干扰、森林放牧的现实情况下,谷底、陡坡地带灌草层植物生物量概率最高。该研究结果可为准确估计东北虎豹国家公园林下灌草层植物对虎豹猎物种群的承载力提供重要参考,从而为濒危虎豹的保护和管理提供科学依据。

东北虎种群的时空动态及其原因分析

作者通过对广泛的历史资料的综合分析,研究了东北虎(Panthera tigris altaica)种群在近一个多世纪以来的时空动态及其原因,并从景观生态学和可持续性科学的角度对东北虎的保护提出了建议。东北虎是俄罗斯远东、中国东北、蒙古东部以及朝鲜的关键种。近百年以来的多种人为干扰因素使该种群从一个世纪前的近3,000只的历史最高纪录减少到目前约500只的低水平。现存种群主要分布在俄罗斯远东地区Sikhote山脉的一个大生境区域和两个靠近中俄边境孤立的小生境斑块,少数个体零星分布在中国境内几个小而孤立的生境斑块中。威胁东北虎种群生存的两个最主要因素是捕猎、生境丧失和破碎化。此外,食物匮乏、战争等因素也对东北虎的生存和繁衍有一定程度的影响。我们建议建立长期监测平台;禁止盗猎并限制在东北虎潜在栖息地采伐、狩猎以及修筑道路等人类活动;建立相互连通的保护区域,特别是建立中国与俄罗斯间跨国界的生态廊道。这些保护措施应该以景观生态学和可持续性科学为指导,实现空间资源的合理配置和土地利用格局的优化,同时考虑东北虎种群的生存和当地经济、社会发展的需求,从而促进实现区域可持续发展的最终目标。

凉水和帽儿山地区低级溪流生境和水质状况

为研究不同植被景观土地利用下低级溪流的生境状况和水质差异,对凉水国家级自然保护区红松原始林内和帽儿山国家森林公园境内天然次生林植被和农田背景下各3条溪流生境和水质状况进行调查。对溪流生物特性(悬浮藻、附着藻)和理化性质(温度、混浊度、溶解氧(DO)、pH、NH4+-N、NO3--N、PO43--P、总氮(TN)和总磷(TP))以及细小颗粒有机物质(FPOM)和粗大有机物质(CPOM))进行测定。研究结果表明,凉水地区原始林溪流的生境状况好于帽儿山地区的次生林,帽儿山地区农田溪流生境最差。原始林溪流具有稳定的溪底生物生活基质,稳水区和急流区均匀分布,稳水区尺度变化大,受淀积物沉降干扰小,河道较弯曲,河岸稳定,河岸植被覆盖度高;次生林溪流以急流区为主,稳定基质相对较差,并受到一定程度的淀积物沉降干扰,河岸尚稳定,有一定程度的人为干扰;农田溪流基质不稳定,受到强烈淀积物沉降影响,渠道化严重,河岸带植被严重破坏。3种景观背景下溪流总磷(TP)、溶解氧(DO)、混浊度、温度、氮磷比值(N/P)(p<0.05)存在显著差异。原始林溪流NH4+、DO、TP、TN、悬浮藻浓度和pH较高、附着藻数量较多,温度较低、FPOM和CPOM的数量较少;次生林溪流的NO3--N、N/P和TDIN较高,浊度较低;农田溪流浊度、温度、PO43--P较高,DO和pH较低,附着藻数量较少。景观尺度上的土地利用对溪流生境具有深刻的影响,同时决定溪流的水质状况。

新疆植被遥感绿度指数与水、热关系的动态相关分析

基于1982—2003年间GIMMS发布的NOAA/AVHRR遥感数据和新疆自治区53个地面国家标准站点的气象数据,研究新疆归一化植被指数(NDVI)动态变化及其与气候的时空关系。结果表明,22a间新疆植被NDVI年际变化总体上呈显著增长趋势,年平均增长率为0.59%,显著增长区域位于准噶尔盆地南缘和塔里木盆地西南缘;生长季、夏季和秋季NDVI与同季降水相关显著,春季、秋季NDVI与同季温度相关显著;NDVI与温度呈显著正相关的区域主要分布于阿尔泰山、天山和昆仑山等山区,与降水呈显著正相关的区域分布于平原、低山带和绿洲。

硝态氮和铵态氮对翠菊根系生长的影响

本试验在温室内营养液培养条件下,研究不同浓度的氮(NO3-:1,10,30mmol·L-1;NH4+:1,5,10mmol·L-1)和不同形态的氮(NH4+和NO3-)分别进行处理20和44d后对翠菊植株、根系形态和根系生物量的影响.以验证以下2个科学假设:1)20d处理,随着硝态氮和铵态氮浓度升高,根系长度、根系体积、根系表面积和根生物量分别有下降趋势;2)44d处理,随着硝态氮和铵态氮浓度升高,根系长度、根系体积、根系表面积和根生物量分别显著下降(p<0.01).结果显示:随着处理时间的增长,硝态氮处理,根系长度、表面积、体积、根系干质量随浓度升高显著下降(p<0.01),但根冠比和根系直径没有显著变化;铵态氮处理结果与之相同;相同浓度处理下,尤其是10mmol·L-1的铵态氮对根系抑制作用显著比硝态氮强(p<0.01).上述结果表明,翠菊对不同浓度氮和不同形态氮的适应性表现为根系形态和生长发育的变化.

小兴安岭地区大型偶蹄类植物性可食资源质量的研究

从食物链的角度来评价小兴安岭地区东北虎(Panthera tigris altaica)猎物的不同类别植物性可食资源品质的季节变化与所在生态系统的影响.6类植物性可食资源(灌木叶、灌木茎、蕨类、苔草、其他草本和根)样品分春、夏、秋3季分别采自随机分布于5种森林类型的样方.比较不同林型、季节及不同类别植物性可食资源的粗蛋白、粗纤维含量,得到这些植物性可食资源品质在不同森林生态系统中的分布和季节变化特点.研究发现:1)植物性可食资源的粗蛋白含量在不同森林类型、不同季节以及食物类别之间有显著差异,其中灌木叶、蕨类是粗蛋白含量最高植物性可食资源,且春季植物性可食资源粗蛋白平均含量最高,3个红松阔叶林型的可食资源粗蛋白平均含量最高;2)植物性可食资源的粗纤维含量仅在不同可食资源类别间差异显著,而季节与森林类型间差异不显著.在6类可食性资源中,灌木茎的粗纤维含量最高;灌木叶、蕨类粗纤维含量低且粗蛋白含量高而品质最高.

黄土高原地区刺槐生长模型概述

植被建设是黄土高原水土流失防治最根本、最有效的途径.作为该地区主要造林树种之一的刺槐(Robinia pseudoacacia),其发生、发展动态在一定程度上决定了水土流失防治的效益与土壤水分的平衡.文章概述了黄土高原地区刺槐生长模型方面所进行的一些研究,以期了解黄土高原刺槐生长模型的特点、进展与发展的方向.

森林放牧对东北虎豹国家公园东部有蹄类动物灌草层食物资源的影响

森林放牧是中国东北虎豹国家公园内影响最广泛且强度最大的人类干扰之一。研究放牧对有蹄类动物食物资源的影响,是估算当前状态下东北虎和东北豹主要猎物承载力的关键,可为国家公园的管理提供有效的科学依据。本研究于2016年在中国东北虎豹国家公园东部的牧场和非牧场区域分层抽取50个林下样地设置围栏对照实验,于2017年生长季进行灌草层植被调查(每个样地的围栏与对照各随机调查3个1 m×1 m的样方,共调查300个植物样方),并应用红外相机技术获取对照样地内有蹄类动物丰富度和活动情况,研究放牧对研究区灌草层植物及动物的影响。研究结果显示:在生长季内,森林放牧显著降低林下灌草层植物生物量(减少约24%),牧场样地的嫩枝叶显著降低。除禾草外,牧场样地中其他类别植物的氮含量均显著高于非牧场样地(平均超出非牧场样地25%)。非牧场样地梅花鹿的相对丰富度指数(RAI)显著高于牧场样地,而狍与野猪的相对丰富度指数(RAI)在两类样地间没有显著差别。研究结果表明,东北虎豹国家公园东部森林放牧,减少了有蹄类动物灌草层食物资源,降低了有蹄类动物的多度。建议停止森林放牧,恢复有蹄类动物栖息地。

东北虎豹国家公园东部有蹄类栖息地的灌草层食物资源的量与质

东北虎和东北豹主要捕食马鹿、梅花鹿、狍及野猪等大中型有蹄类动物,而这些有蹄类的生存依赖森林灌草层的植食性食物资源,形成了东北亚温带森林生态系统完整的啃食食物链(grazing food chain)主体。本研究通过对建设中的东北虎豹国家公园东部地区有蹄类栖息地的灌草层植物进行本底调查,获得有蹄类动物的食物资源基线数据。2015年及2016年的生长季,在东北虎豹国家公园东部,随机选择141个样地嵌套496条样线,1 948个样方,对不同森林结构(郁闭林及开阔生境,开阔生境包括林窗、林缘和河岸带)的灌草层植物生物量、食物类别组成(嫩枝叶、禾莎草、杂类草和蕨类)及碳、氮含量进行调查分析。研究结果显示:灌草层生物量在开阔生境显著高于郁闭林下(94.91 g/m^2 vs.30.15 g/m^2),达到3.15倍。三种开阔生境下的灌草层食物资源类别组成差异显著,在林窗内以嫩枝叶占优势,在林缘以杂类草占优势,在河岸带以蕨类占优势。灌草层中杂类草和嫩枝叶平均氮含量高,杂类草碳含量低、C/N低;四类植物热值均超17 kJ/g,其中嫩枝叶最高。嫩枝叶、杂类草占优势的高生物量(生物量大于40 g/m^2)斑块占郁闭林下的16%、占开阔生境的50%左右,可能是精食者(browser)的取食热点区域。建议在未来国家公园建设中,在合适地段保留一定的开阔生境,为梅花鹿等食草动物补充高质量的灌草层食物资源斑块,促进有蹄类动物种群发展,并以此为基础恢复虎豹种群。

臭椿治理铜污染土壤的实验测定

臭椿(Ailanthus altissima)具有很强的抗逆性,能适应多种不良的环境,在中国广泛分布,是一个很有潜力的修复铜污染土壤的物种。通过种植实验检验臭椿修复铜污染土壤的能力。臭椿实生苗移植于4种不同铜的质量分数(0、29、57和86 mg·kg-1)、3种不同的施肥处理(对照、有机肥、无机肥)的土壤,经过5周种植,测量臭椿根、茎、叶的铜含量及各部分生物量。试验结果表明:1)土壤铜浓度的差异对臭椿生长没有显著影响;2)土壤施肥处理显著影响臭椿生长,施加无机肥生长最佳,对照次之,施有机肥最低;3)随土壤铜浓度增加,臭椿根、茎、叶的铜含量增加,然后趋缓,但似乎根、茎、叶的铜含量变化不同步;4)土壤肥力对臭椿茎、叶的铜含量没有显著影响,但对根的铜含量影响显著,施加无机肥的根中铜含量显著增加。臭椿经过短短5周处理,其体内铜的质量分数就到达120μg·g-1,且铜在各组织中的分布比为根:茎:叶=2?1?2。相比一些超富集铜的草本植物,臭椿的铜吸收能力尚有距离,但其高生长、高抗逆性、深根系的特点,加之其对其他众多重金属元素的吸收能力使得这个物种在生物修复污染土壤方面的作用不容小觑。本研究丰富了治理土壤重金属污染的物种库,为进一步寻找重金属"超富集植物",更有效的治理土壤污染提供一定的参考价值。

高层楼群近地风环境对人居生态的影响以及利用景观建筑设计措施缓解

随着我国城市现代化的迅速发展,大、中城市的高层商住小区鳞次栉比.在人民生活水平、居住条件不断改善的同时,随城市现代化而产生的各种城市病也随之产生.高楼风的负面影响即是其一.本文通过对国内外研究成果的系统分析,利用风动模拟结果对高楼风的产生条件、格局、尤其是近地风环境进行深入分析,并对高楼风对小区环境质量(如沙尘、热岛效应、污染、噪音)、人居舒适度的影响进行讨论.在此基础上,对利用景观建筑设计和植物设计技术缓解高层小区近地高楼强风进行初步尝试.结果表明:通过分析具体地区不同季节高层建筑对近地风环境,在相对于建筑的不同地方,进行乔灌草植物、常绿与落叶植物的合理配置,或必要的地貌调整,能够有效地缓解近地高楼风的负面影响.

土地利用、溪流级别与溪流河水理化性质的关系

为研究土地利用对溪流水质的影响 ,对黑龙江省尚志市帽儿山境内阿什河流域的 1～ 5级溪流河水进行采样 ,同时记载森林覆盖度、邻近土地利用类型及地貌特征。对溪水样品的的 p H,浑浊度 ,NH+ 4- N、NO- 3- N和 PO3+ 3- P浓度进行分析测定。对不同溪流级别和土地利用类型的溪流河水进行分析。结果表明 :随着溪流级别的升高和土地利用类型由森林变为农田和村镇 ,溪流河水的 p H,浑浊度 ,NH+ 4- N、NO- 3- N和 PO3- 3- P浓度均显著升高。森林植被保存相对较好的 1、2级溪流水质最佳 ,但溪水中溶解无机磷和无机氮的浓度与美国温带地区相似的低级溪流相比 ,分别高 30倍和 1 0 0倍。河岸带破坏 ,土地利用的变化 ,放牧。

森林放牧对林下灌草层片的影响

野生东北虎(Panthera tigris altaica)和东北豹(Panthera pardus orientalis)是中国东北和俄罗斯远东地区森林生态系统食物链的顶级物种,是森林生态系统健康、生态系统良好结构的指示物种。林下灌草层片是东北虎、东北豹所食猎物的主要生境和食物来源。因此调查中国吉林珲春地区次生林、林下灌草层生物量,对蒙古栎重要值大于50%的162条样线和646个1 m 2样方进行分析。野外调查将样方的放牧强度分为对照组、轻度放牧组和放牧组,样方内的植物分为灌木/树叶、禾草/莎草、其他禾草和蕨类4个类别。以放牧强度为自变量,以4种植物类别的生物量为响应变量,进行嵌套多元方差分析。结果表明,森林放牧显著减少林下灌木层植物的生物量。从食物链的角度出发,为维持生态系统结构平衡和野生动植物种群健康,建议科学放牧,降低放牧强度和密度。

吉林珲春自然保护区东北虎和东北豹及其有蹄类猎物的多度与分布

珲春国家级自然保护区是东北虎(Panthera tigris altaica)、东北豹(Panthera pardus orientalis)等濒危物种在中国的核心分布区。为了探究该区域野生动物的多度水平和空间分布,了解人类干扰情况,我们运用相对多度指数(relative abundance index,RAI)分析了2013年4–6月设置于此的83个红外相机位点的监测数据。红外相机的总捕获天数6,060 d,共捕获10科18种野生哺乳动物,其中鼬科4种,猫科动物3种,犬科、鹿科和松鼠科各2种,猪科、熊科、麝科、猬科和兔科各1种。研究期间共拍摄到东北虎11只个体,东北豹13只个体。从相对多度指数来看,东北虎的相对多度(0.84)远高于东北豹(0.48),它们的有蹄类猎物中梅花鹿(Cervus nippon)的相对多度最高(2.18),其次为狍(Capreolus pygargus)(1.53)和野猪(Sus scrofa)(0.92)。人类活动和放牧的相对多度水平(分别为40.64和2.76)显著高于野生动物。在空间分布上,东北虎和梅花鹿主要在保护区的核心区分布,且与保护区社区共管区的多度水平差异显著,而东北豹在不同功能区之间的分布差异不显著,狍在保护区北部的多度水平较高,但各功能区之间差异不显著,野猪在社区共管区的多度水平显著高于核心区。可见,核心区频繁的人类活动和放牧活动对野生动物的保护产生了影响,未来应加强关于人类干扰对虎、豹种群及其有蹄类猎物的影响评估。

植物根系养分捕获塑性与根竞争

为了更有效地从土壤中获取养分,植物根系在长期的进化与适应中产生了一系列塑性反应,以响应自然界中广泛存在的时空异质性。同时,植物根系的养分吸收也要面对来自种内和种间的竞争。多种因素都会影响植物根竞争的结果,包括养分条件、养分异质性的程度、根系塑性的表达等。竞争会改变植物根系的塑性反应,比如影响植物根系的空间分布;植物根系塑性程度差异也会影响竞争。已有研究发现根系具有高形态塑性和高生理塑性的植物在长期竞争过程中会占据优势。由于不同物种根系塑性的差异,固定的对待竞争的反应模式在植物根系中可能并不存在,其响应随竞争物种以及土壤环境因素的变化而变化。此外,随着时间变化,根系塑性的反应及其重要性也会随之改变。植物对竞争的反应可能与竞争个体之间的亲缘关系有关,有研究表明亲缘关系近的植物可能倾向于减小彼此之间的竞争。根竞争对植物的生存非常重要,但目前还没有研究综合考虑植物的各种塑性在根竞争中的作用。另外根竞争对群落结构的影响尚待深入的研究。

东北虎分布区土地利用格局与动态

土地利用变化是影响东北虎栖息地和东北虎长期生存的关键因素之一.基于东北虎分布区土地利用和土地覆盖的时空变化及其对东北虎种群动态的影响,本文从古代(1860年以前)、近代(1860—1949年)和现代(1949年至今)3个不同的历史时期,系统地分析了东北虎分布区最主要土地利用类型(农业用地、森林、城镇)的发展历程和特征.古代东北虎分布区内零星的人为土地利用对东北虎的生存没有显著影响,而近代以来广泛、剧烈的土地利用变化则是导致东北虎生存空间压缩、种群数量减少的主要原因之一.近代以来,东北虎分布区分属中国和俄罗斯,两国土地利用格局、政策和强度的不同导致东北虎在两国生存状况的差异.东北虎分布区内土地利用的主要驱动力为人口增长、政策变化和生产力的发展.

如何写好数据分析和几个相关的统计问题

该文就生态学论文"材料和方法"部分中"数据分析"的写作规范进行讨论,希望对论文写作有所帮助。还讨论了在生态学论文数据分析部分常遇到的几个统计问题,如采用更有效的统计方法、相关因变量、方差不齐性、统计显著性与生物学/生态学显著性、伪重复问题。

植物养分捕获的菌根塑性——外生菌根的塑性

植物根资源捕获塑性是地下生态学研究的重点之一,在过去二三十年间有长足的进步。菌根塑性是根资源捕获塑性的重要方面,但由于研究手段的限制,目前仅有概念上的探讨。缺乏菌根塑性的根塑性研究至少是不全面的。菌根生物学的迅速发展,尤其是分子生物学手段的介入,使对菌根塑性进行深入研究成为可能。该文对外生菌根塑性进行讨论,在简要介绍了外生菌根的生物学基本知识后,着重讨论了外生菌根形态塑性和生理塑性的定义与内涵。通过文献综述,分析讨论了外生菌根塑性的研究现状:很少有研究聚焦在菌根塑性本身,现有的材料多为其他研究的隐示或研究结果的引申,并多在形态塑性方面。外生菌根的生理塑性未见有直接的实验数据。该文还对外生菌根研究中发展的、可用于菌根塑性研究的方法进行了综述。由于外生菌根塑性的复杂性,对菌根塑性的研究会较植物根本身塑性的研究复杂得多,问题也会相对复杂,比如植物和外生菌根菌之间的营养需求关系、植物外生菌根塑性的生态意义、实验方法的缺陷等等。对今后外生菌根塑性研究的方向进行了探讨。

翠菊根系养分捕获形态塑性及其生理机制

为验证以下3个假设:1)NO3–和NH4+及其不同供给方式显著影响根系生长;2)NO3–和NH4+以及不同供给方式对根内激素含量影响显著;3)根构型(1级根长、单位2级根上1级侧根密度(分枝强度)和1级根在2级根上的根间距)与根内激素(生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和细胞分裂素(玉米素核苷+玉米素)(CK(ZR+Z))含量显著相关,采用营养液培养方法,使实验植物翠菊(Callistephus chinensis)在两种氮肥(NO3–和NH4+)、不同施氮浓度(NO3–:0.2、1.0和18.0mmol·L–1;NH4+:0.2、4.0和20.0mmol·L–1),以及脉冲和稳定两种施用方式处理下生长。在处理35天后收获植物,测定根系生物量、根系构型指标(根系1级根长、单位2级根上1级侧根数和1级根在2级根上的根间距)和根系中激素含量(IAA、ABA和CK(ZR+Z))。结果显示:1)实验处理对根生物量和根系中IAA、ABA和CK(ZR+Z)含量均有不同程度的显著影响:施用NH4+使根生物量和根内IAA含量显著低于施用NO3–;高浓度NO3–和NH4+处理亦使根生物量和IAA降低;相对于稳定处理,脉冲施氮显著降低根生物量和根内IAA含量;NO3–使根内CK(ZR+Z)含量显著高于施用NH4+,且与施氮浓度及施氮方式无关;NO3–处理下,高浓度使根内ABA含量提高,且脉冲处理使ABA含量升高。NH4+处理下,高浓度使根内ABA含量降低,而施氮方式对其没有显著影响。2)根构型因素与根内激素关系各异:各激素与1级根间距无显著关系;IAA和CK(ZR+Z)与1级根长和侧根密度有显著回归关系。3)根构型因素与根生物量的关系是根生物量与1级根长和侧根密度有显著正回归关系,与1级根间距无显著回归关系。实验结果表明翠菊根生长的"反常"可能是由于其对脉冲高浓度NH4+耐受阈值低所致。该研究通过实验建立了氮养分种类/供应方式通过改变激素、影响根构型而影响根生长的联系,进一步探究了植物根养分捕获塑性机制。

植物吸收根的增殖和生长与养分变异的关系——臭椿、翠菊、加拿大一枝黄花分根实验的启示

构件理论认为植物根可以相对独立地吸收养分和对所处环境的养分条件做出响应。根据成本-收益理论,单个根(构件)的生死、生长发育与其吸收的养分收益和自身建造、维持的消耗有关。基于此,该文提出两个关于吸收根生死条件的假设:1)当可利用养分低于低临界值,根死亡在一段时滞(数天到几周)后发生;2)当可利用养分高于高临界值并持续一段时间,新的侧根产生。为了检验这两个假设,用臭椿(Ailanthus altissima)、翠菊(Callistephus chinensis)、加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)作实验物种,设计了温室分根实验。每株植物选3个一级根,分别引入3个不同养分水平的斑块:0、20、200μgN·g–1。每4天将根暴露并拍照,查数新根数并测量细根总长度和一级侧根长。由于高养分处理斑块内根的快速生长,实验在开始后8天或12天结束。结果显示:除臭椿在0养分处理外,三物种在各养分处理下都有侧根产生,总根长均有增加;臭椿、翠菊、加拿大一枝黄花在不同观测时间和养分水平处理间的侧根数目和总根长差异显著,而一级侧根长除臭椿外变异均较小;整个过程中没有根死亡。研究结果部分支持两个假设。本研究还为进一步探究根模块构件增殖、生死过程机制提出新的建议,即除需要更长的实验时间外,还应该考虑:1)多种资源各自及联合对根生长、生死过程的影响;2)资源斑块和整个根系生长背景的资源丰度对比;3)根构建和根维持的相对C消耗。