基于街区演替对出行拥堵影响的城市更新启示——以江苏淮安为例

城市街区演替的多维现象是各种城市问题持续劣化的微观成因,探明其中影响是实施城市更新行动的重要依据。针对江苏省淮安市107处城市街区,利用时空多源数据,采用逻辑降维、关联分析、地理加权回归等方法,构建可表征空间规模、交通设施、日常出行、社会经济及公共交通等演替现象的多维复合要素体系,揭示城市街区演替对交通出行拥堵的时空影响机理。影响机理表明空间规模与日常出行演替具有显著一致的正向影响,公共交通演替具有显著一致的负向影响,交通设施与社会经济的演替则不具显著影响。依循时空影响机理,结合可预见变化、官方指导意见和近期实践经验,情景模拟了全局性交通出行改善下各类街区更新的空间增容阙值,作为城市更新启示。

黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征及其影响因素

土壤氮矿化速率限制着森林土壤有效氮素供给能力,但目前关于黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征的认识还不清楚。选择黄土高原黄龙山次生林区草本阶段、灌木阶段、先锋乔木群落阶段、混交森林群落阶段和顶级森林群落阶段等5个演替阶段的9种群落类型,测定了其林下土壤氮矿化速率,并分析了土壤理化性质、凋落物养分特征和土壤酶活性及其对氮矿化的影响。结果表明:随着演替进展,土壤有机碳和氮不断积累,土壤硝态氮和铵态氮含量逐渐增加,凋落物养分和土壤酶活性也发生了显著变化。土壤硝化速率从草本群落阶段到顶级森林群落阶段显著增加了71.73%;土壤氨化速率一直为负值且持续负向增加;土壤净矿化速率从草本群落阶段的(0.16±0.06)mg kg^(-1) d^(-1)逐渐增加到混交森林阶段的(0.31±0.08)mg kg^(-1) d^(-1),但从混交林群落到顶级森林群落阶段有所下降。土壤理化性质(路径系数-0.530)和酶活性(路径系数-0.268)对氮矿化速率有显著的直接作用;凋落物养分对氮矿化速率的影响来自于其直接作用(路径系数-0.283)和通过调控土壤理化性质、酶活性产生的间接影响(路径系数-0.315)。结果有助于认识黄土高原植被演替过程中土壤氮循环过程,对森林可持续经营也有一定的意义。

非生物环境因子干扰对微生物群落演替影响的研究进展

了解驱动群落演替的因素是微生物生态学的中心目标之一,非生物环境因子影响着单个种群的生长及种群之间的相互作用。微生物群落非常敏感,很容易对作为干扰的非生物环境因子的变化产生响应。研究不同类型的干扰如何产生不同的影响,将增强对微生物群落多样性、结构和功能之间关系的认识。以作用对象为分类标准,梳理了各种非生物环境因子干扰对微生物群落演替的影响研究,包括非特异性、特异性及航天等特殊环境下的非生物环境因子。从干扰程度的量化、多因素干扰影响及干扰后演替的时间过程等方面,得出研究干扰下群落多样性演替机制的关键问题。展望了未来需要探索的方向,并提出相关研究建议。

人工修复边坡植被演替初期有机碳组分及土壤生态化学计量特征

[目的]研究人工修复边坡演替初期土壤有机碳组分、碳氮磷含量及其化学计量比,揭示气候因子对人工修复边坡演替初期土壤有机碳组分、碳氮磷含量及其化学计量比的影响,以期为后期人工修复边坡的养护提供指导和建议,确保人工修复边坡的正向演替。[方法]在湛江、梧州、宜昌、南阳、焦作、潍坊、加查采集了初期基材配制相同、植物配制相近,修复年限为2~4年的植被混凝土人工修复边坡土样,通过实验获得土样有机碳组分、碳、氮、磷的数据,采用冗余分析,开展气候因子对人工修复边坡演替初期土壤有机碳组分、碳氮磷含量及其化学计量比的影响研究。[结果]人工修复边坡演替初期F_(1)含量的变化范围为1.10~3.64 g/kg;F_(2)含量的变化范围为1.33~3.04 g/kg;F_(3)含量的变化范围为2.02~3.34 g/kg;F_(4)含量的变化范围为10.86~15.24 g/kg;TOC含量变化范围为15.52~24.71 g/kg;TN含量变化范围为0.61~0.93 g/kg;TP含量的变化范围为0.81~1.22 g/kg;C∶N变化范围为23.55~27.95;C∶P变化范围为17.26~23.09;N∶P的变化范围为0.72~0.98;C∶N∶P的变化范围为17.26∶0.75∶1~24.81∶0.95∶1。[结论]演替初期人工修复边坡碳磷表现为中等及以上,氮表现为缺乏;有机碳组分以惰性有机碳为主且有机碳稳定性较强。有机碳组分的主要影响因子为年平均温度、物种丰富度和年平均降水;土壤碳氮磷含量及其化学计量比主要影响因子为年平均温度、物种丰富度、pH和容重。

大兴安岭不同演替阶段天然林物种多度格局模拟

为实现大兴安岭地区落叶松天然林的全周期可持续经营,以新林林业局翠岗林场3块100m×100m不同演替阶段(白桦林、落叶松-白桦混交林和落叶松林)的天然林固定调查样地数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(断棍模型、生态位优先占领模型、Zipf模型、Zipf-Mandelbrot模型)和中性模型(群落零和多项式模型、Volkov模型)对不同演替阶段天然林的乔木层、幼苗层和由乔木层划分的不同林层的物种多度格局进行拟合,并用χ~2检验和Kolmogorov-Smirnov检验选择最佳模型。结果表明:(1)在大兴安岭地区不同演替阶段的落叶松天然林群落中,Zipf-Mandelbrot模型的拟合效果均最好。(2)对数正态模型对于稳定的演替阶段白桦林和落叶松林的群落相较于过渡阶段群落落叶松-白桦混交林的物种多度分布的拟合效果更好。(3)在大兴安岭地区落叶松天然林中,生境过滤主导群落构建,随着群落不断演替生境过滤和中性过程减弱。(4)天然林群落乔木层的群落构建过程与乔木层内不同生长阶段林层的构建过程不同,生境过滤过程在落叶松林乔木层中逐渐减弱,而在落叶松林不同生长阶段的林层和更新层中增强。

灵武白芨滩不同年限柠条固沙林林下草本群落演替规律及机制

为探讨柠条固沙林林下草本群落演替序列与环境因子的关系,调查了灵武白芨滩不同种植年限(3、5、10、20、30、40、50、60和70年)柠条林下草本群落,测定了土壤理化性质,采用双向指示种分析(TWINSPAN)、除趋势对应分析(DCA)和冗余分析(RDA)的方法对群落进行数量分类和排序,并分析群落演替序列与环境因子间的关系。结果表明:1)应用TWINSPAN将9个样地的27个样方划分为4个群落类型:蒙古虫实+沙蓬群落→沙鞭+白沙蒿群落→狗尾草+藜群落→猪毛蒿+短花针茅群落。2)DCA排序与TWINSPAN分类结果一致,DCA排序进一步印证了TWINSPAN分类的合理性。3)通过冗余分析(RDA)显示,土壤有机质含量和土壤pH值是影响林下草本植物群落演替的主要环境因子,解释量分别为19.3%和13.6%,贡献率分别达37.5%和26.5%(P<0.05)。本研究对揭示白芨滩固沙林林下草本群落演替规律和驱动因素具有重要意义,结果可为荒漠化治理及白芨滩自然保护区的科学管理提供理论依据。

黄土高原次生林演替对团聚体有机碳含量及化学稳定性的影响

次生林演替过程中土壤团聚体有机碳的积累机制和化学稳定性研究较少。为探明次生林演替对土壤团聚体有机碳含量及其化学组成稳定性的影响,选取黄土高原次生白桦林(演替初期),山杨辽东栎混交林(演替中期)和辽东栎林(演替后期)为研究对象,分析演替过程中不同粒径土壤团聚体有机碳含量变化特征。采用傅里叶红外光谱技术(FTRI)测定活性(AC)和非活性(IC)有机碳化学组成,以(IC/AC)作为有机碳化学组成稳定性指标,并分析其影响因素。结果表明:次生林演替过程中土壤团聚体有机碳含量表现出逐渐增加的趋势且各群落间差异显著(P<0.05),以演替后期的中等粒径团聚体为最高(37.63 g/kg)。土壤团聚体AC中多糖体有机碳含量最高(55.87%),而IC中芳香族有机碳含量最高(94.45%),演替过程中IC与AC总体变化趋势均呈现先降后增。IC/AC随着演替的进行呈先降低后升高的趋势,其中演替后期微团聚体有机碳化学组成稳定性最强达到了3.95。微团聚体含量(WM)与土壤全氮、全磷、全钾一起,显著促进了团聚体有机碳化学组成稳定性(P<0.05)。综上,次生林演替有利于促进土壤团聚体有机碳的积累以及有机碳化学稳定,其中微团聚体起到了关键性作用。

西双版纳热带林植物功能性状与演替及环境因子的关系

以经历刀耕火种后处于不同演替阶段的西双版纳热带林为对象,通过广义线性模型、RLQ分析和第四角分析方法,探讨演替过程中植物功能性状及其与环境因子的关系。结果表明:次生林与原生林的功能性状分布特征存在显著差异,次生林之间差异不明显;叶片性状从保守策略转变为获取策略,种子重量及木材密度从获取策略转变为保守策略;单一性状与特定环境因子的关联性随演替增强,演替早期的功能性状仅与土壤pH值的关联性强,演替中期和原生林的功能性状则与多个环境因子产生了强关联,其中原生林受土壤全磷的影响最为显著。

酿酒酵母对浓香型白酒发酵过程中微生物群落演替的影响机制

分析酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)对浓香型白酒发酵过程中酒醅微生物生态位和群落组装的改变,以探究其对酒醅微生物演替的影响机制。通过接种1株从浓香型白酒中筛选得到的酿酒酵母菌株至酒醅中进行发酵实验,利用高通量测序技术研究对照组和实验组酒醅微生物群落结构,采用统计学分析方法研究对照组和实验组的生态位变化,利用零模型分析微生物群落的组装机制。结果表明:与对照组相比,实验组微生物群落多样性降低、物种组成减少;实验组的微生物群落生态位宽度降低、特化种类群的相对含量升高;在共现网络中,实验组网络主要模块中特化种的相对丰度增加,并且网络的复杂性增加;对照组和实验组微生物群落的组装均主要受随机过程主导,但实验组生态漂移和均匀质扩散对群落构建的重要性降低,使微生物的群落演替更具确定性。本研究揭示了酿酒酵母在浓香型白酒发酵过程中的生态功能,对白酒发酵具有重要影响。

亚热带森林演替中优势种茎干-土壤碳氮磷生态化学计量的变化特征

【目的】开展不同演替阶段植物与土壤的养分化学计量特征的研究,分析森林演替过程中植物-土壤化学计量的关联性,为揭示群落演替过程植物的生存策略提供理论依据。【方法】采用时空替代法,在江西官山保护区选取3种生活型树种(耐受型树种-马尾松、杂草型树种-拟赤杨、竞争型树种-钩栲)构成的森林群落为研究对象,测定不同群落不同发育阶段(早期、盛期和末期)优势种的茎干和土壤C、N、P含量。【结果】(1)3种森林土壤C、N、P含量由早期到末期呈递增趋势,其中马尾松林分别增加5.5倍、6.1倍、0.04倍,拟赤杨林分别增加0.45倍、0.38倍、0.21倍,钩栲林分别增加0.26倍、0.55倍、0.34倍。(2)从早期到末期3个树种茎干养分变化规律不同,马尾松茎干C、C∶N、C∶P分别增加7.1%、164%和200%,而N、P含量分别减少58.9%和70.0%;拟赤杨茎干C、N和P含量及化学计量比波动较小;钩栲茎干C、N含量变化较小,P含量下降25%。(3)同一发育阶段不同树种之间茎干的N、P养分差异较大,早期和盛期钩栲的全N、P和N∶P均为最高,拟赤杨次之,马尾松最低;同时土壤C、N、P表现为钩栲林显著高于拟赤杨林、马尾松林。(4)马尾松茎干全C与土壤C、N、C∶P、N∶P呈现显著正相关,茎干全N、P与土壤C、N、C∶P、N∶P呈现显著负相关,而拟赤杨及钩栲的茎干和土壤C、N、P化学计量特征的相关关系较弱。【结论】耐受型树种马尾松对N、P的需求量低于竞争型树种钩栲,马尾松更适应演替早期的贫瘠土壤,并能明显地提高土壤C、N、P养分含量,为演替后期树种对土壤C、N、P的养分需求创造条件。

东北退化草原恢复演替系列羊草和寸草无性系种群构件营养繁殖特征比较

营养繁殖是无性系草本植物种群更新的主要方式,根茎型草本植物通过营养繁殖形成的构件年龄结构在种群现状分析、动态预测和恢复演替动态分析中发挥着重要作用。本研究以东北退化草原恢复演替系列5个阶段中主要无性系草本植物羊草和寸草为研究对象,对两植物种分株和根茎的年龄结构、各龄级分株生产力、根茎贮藏力以及分株和根茎营养繁殖力进行了对比分析。结果表明:各恢复演替阶段羊草和寸草分株均呈增长型年龄结构,根茎呈稳定型或增长型年龄结构。不同恢复演替阶段羊草分株生产力和根茎贮藏力均强于寸草。随草原恢复演替的进程,羊草1 a根茎贮藏力呈显著上升趋势,寸草2 a分株生产力呈显著下降趋势。羊草与寸草共生的恢复演替阶段中,羊草根茎营养繁殖力均强于寸草。总体上,不同恢复演替阶段中羊草与寸草构件年龄结构特征具有相似性,但随草原恢复演替的进程,羊草种群增强幼龄和壮龄分株营养繁殖力的繁殖策略较寸草种群仅增强幼龄分株营养繁殖力的繁殖策略更有利于种群的维持和扩展。羊草将逐渐取代寸草成为群落中的优势种。

基于稳定性同位素核酸探针技术的同化利用玉米秸秆碳微生物群落演替研究

[目的]研究秸秆分解过程中同化利用秸秆碳源的微生物生态演替过程,明确参与秸秆分解的主要微生物类群,为秸秆高效利用提供科学依据。[方法]采用^(13)C标记高丰度玉米秸秆。微宇宙室内培养试验的供试土壤为华北平原石灰性潮土。共设置3个处理:不添加秸秆(soil)、添加自然丰度秸秆(soil+^(12)C-straw)和添加13C标记秸秆(soil+^(13)C-straw)。培养30天时,结合同位素示踪与高通量测序等技术,测定秸秆添加对土壤有机碳的激发效应,分析利用秸秆碳源的细菌、真菌群落结构及其与土壤胞外酶活性的关系。[结果](1)秸秆添加显著提高了土壤CO^(2)排放,添加秸秆对土壤有机碳的激发效应在培养第1天达到峰值,土壤和秸秆CO^(2)排放比例均在培养第3天达到峰值。(2)整个培养时期共发现参与秸秆碳同化利用的细菌微生物操作分类单元(operational taxonomic units,OTU_(s))238个,真菌OTU_(s)24个。细菌OTU_(s)主要属于细菌变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)与绿弯菌门(Chloroflexi),真菌OTU_(s)主要为子囊菌门中的粪壳菌纲(Sordariomycetes)。(3)秸秆分解不同时期的微生物群落结构存在显著差异,在整个培养时期,以热单胞菌属(Thermomonas)与溶杆菌属(Lysobacter)为代表的7个细菌属快速响应秸秆添加,以假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)与土生单胞菌属(Terrimonas)为代表的6个细菌属延迟响应;两个真菌属枝鼻菌属(Cladorrhinum)与葡萄穗霉属(Stachybotrys)表现为对秸秆添加的快速响应,新赤壳属(Neocosmospora)与unclassified_f_Halosphaeriaceae为延迟响应。(4)曼特尔分析表明,细菌热单胞菌属(Thermomonas)、溶杆菌属(Lysobacter)、绿弯菌门(Chloroflexi)以及真菌裂壳菌属(Schizothecium)与碳氮转化相关土壤胞外酶活性呈显著正相关关系。[结论]外源秸秆添加对土壤有机碳产生正激发效应,显著增加了土壤CO^(2)排放。同化秸秆碳源的微生物随培养时间延长发生群落演替,细菌的热单胞菌属(Thermomonas)、溶杆菌属(Lysobacter)、绿弯菌门(Chloroflexi)以及真菌的裂壳菌属(Schizothecium)在玉米秸秆分解过程中具有重要作用,可为秸秆高效腐熟菌剂的研发提供依据。

怀洪新河蓄水性河段浮游植物功能群演替及水生态评价

为探究怀洪新河蓄水性河段浮游植物功能群演替及水生态现状,于2019—2020年在怀洪新河新浍河段开展8次季度调查。采用浮游植物功能群划分法和冗余分析(RDA)探究浮游植物功能群演替特征以及主要环境影响因子,采用综合营养状态指数、多样性指数、河流生态健康指数(Q r)对水环境状况进行综合评价。结果显示,调查期间怀洪新河浮游植物共8门70属136种,绿藻门种类数量占比最高(52.21%),蓝藻门(19.12%)与硅藻门次之(13.24%)。浮游植物丰度季度均值变化范围为1.60×10^(6)~3.61×10^(7)L^(-1),平均为(8.99±3.84)×10^(6)L^(-1);生物量季度均值变化范围为0.59~6.07 mg·L^(-1),平均为(2.48±0.35)mg·L^(-1)。浮游植物优势种主要为尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)、啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)、梅尼小环藻(Cryptocryptophyta acuminatum)和微囊藻(Microcystis)等。怀洪新河共划分出25个功能群,其中优势功能群9个,2019—2020年优势功能群季节演替特征为B、X2、Y(春季)→M、J、Y(夏季)→B、P、Y(秋季)→B、X2、Y(冬季)→B、X2、Y(春季)→J、S1、S2、Y(夏季)→B、P、J、Y(秋季)→B、E、Y(冬季),主要优势功能群B、Y指示怀洪新河水体为中至富营养静水状态。RDA结果显示,温度、氮磷营养盐和pH值是影响怀洪新河优势功能群演替的主要环境因子。Q_(r)指数指示怀洪新河新浍河段水质为“好-中等”,与综合营养状态指数评价结果相近。相较于多样性指数,Q_(r)指数更适用于怀洪新河蓄水河段水生态评价。

甘肃兴隆山不同演替阶段群落土壤氮素矿化对温度的响应

土壤氮素矿化是土壤中氮素循环的关键过程,而温度是影响土壤氮素矿化的最重要的因素之一,研究温度变化对不同演替阶段群落土壤氮素矿化特征的影响,对于明确陆地生态系统中土壤氮素循环过程具有重要意义。本研究以甘肃兴隆山不同演替阶段群落为研究对象,采用室内恒温好气培养法,研究不同演替阶段群落[草地、灌丛林、白桦林(Betula platyphylla forest)、青杄-白桦林(Picea wilsonii-Betula platyphylla forest)和青杄林(Picea wilsonii forest)]在不同温度(15℃、25℃和35℃)下的土壤氮素矿化特征。结果表明:(1)除草地的0~20 cm土层外,其余演替阶段群落土壤氮素矿化速率随着温度(15~35℃)的增加而增大,且不同演替阶段群落土壤氮素累积矿化量随着温度的增加而增加;(2)随着演替的正向推进,不同演替阶段群落土壤氮素矿化速率与累积矿化量均呈先升高后降低趋势,白桦林的土壤氮素矿化速率最大,分别均是草地、灌丛林、青杄-白桦林、青杄林的1.63倍、1.61倍、1.25倍、1.47倍;而青杄-白桦林的累积矿化量最高,分别是草地、灌丛林、白桦林、青杄林的0.68倍、0.72倍、0.84倍、0.97倍;(3)随着土壤深度的增加,土壤氮素矿化速率与累积矿化量均呈降低趋势,以0~20 cm土层的最大;(4)不同演替阶段群落在15℃培养和25℃培养下的温度敏感系数Q10均有显著差异(P<0.05),随着演替的正向进行,温度敏感系数Q10呈先降低后增加趋势,而不同演替阶段群落在25℃培养和35℃培养下的温度敏感系数Q10均无显著差异(P>0.05)。研究结果将为群落土壤的质量演变和土壤供氮能力的动态变化提供理论依据。

中亚热带不同演替阶段森林土壤水分时空异质性

【目的】探究典型中亚热带区不同演替阶段森林群落土壤体积含水量的时间(年、干湿季)与空间(土层)异质性特征,分析森林群落演替进程中引起土壤不同土层体积含水量异质性的主要因素,为区域林水资源管理及森林生态系统服务功能评估提供基础数据。【方法】选取云南玉溪磨盘山的典型森林,包括演替初期的云南松林(PF)、演替中期的云南松阔叶混交林(PBMF)和顶级群落常绿阔叶林(EBF),应用时域反射法与经典统计学分析法,于2021年5月至2022年4月测量样地0~60 cm土层内每10 cm土层的土壤体积含水量,探析森林土壤水分的时空异质性及影响因素。【结果】1)在气候干湿分明、干旱频繁的中亚热带地区,森林土壤储水量在时间上呈中等变异且与降水变化趋势一致。随演替进行,年均土壤储水量为EBF最大,MPBF次之,PF最小。EBF与PBMF全年土壤储水量较PF分别平均增加31.24%和15.22%。2)3种演替阶段森林的土壤体积含水量均随土层加深而增大,0~10 cm土层土壤体积含水量平均比50~60 cm土层低45.22%,土壤体积含水量变异系数与土壤体积含水量呈显著负相关(P<0.05)。3)土壤体积含水量与林分密度、树高、胸径、土壤密度、土壤砂粒含量均极显著负相关(P<0.01),与叶面积指数、郁闭度、土壤孔隙度、黏粒含量、粉粒含量、有机质含量和有机碳含量均极显著正相关(P<0.01),叶面积指数、土壤孔隙度、粉粒含量、有机质含量和有机碳含量与土壤含水量的关联程度最高。【结论】云南玉溪磨盘山不同演替阶段森林的年、干湿季和0~60 cm土层的土壤体积含水量变异系数均值分别为19.86%、17.31%、14.06%和20.58%,均表现出中等强度异质性,随演替进行森林土壤储水能力不断增强。叶面积指数、土壤孔隙度、砂粒含量、有机质含量和有机碳含量是土壤不同土层体积含水量产生空间异质性的主导因素。

小兴安岭阔叶红松林次生演替不同阶段空间结构特征研究

选取小兴安岭凉水自然保护区内阔叶红松林次生演替序列中的天然枫桦次生林、次生阔叶林、次生针阔混交林以及原始阔叶红松林为研究对象,采用空间结构参数(角尺度、大小比数、混交度)的一元和二元分布,分析林木的空间结构特征。结果表明:一元二元分布中,林分角尺度均呈现相对正态分布,在W=0.5时频率最高,4个阶段的平均角尺度分别为0.577、0.557、0.634、0.589,均以轻度聚集分布为主;并随着演替进行,聚集趋势上升,到原始阔叶红松林后聚集程度又下降;4个演替阶段林木之间呈现混交状态为极强混交,强度和极强度混交的比例依次为69.94%、70.08%、65.56%、63.64%,混交林木的比例随着演替序列呈现先上升后下降的趋势。从不同演替阶段的优势种空间分布来看,前5位优势树种呈集聚分布,树种混交程度都较高,但阳性先锋树种和耐阴树种林木的大小分化差异较大。可见,阔叶红松林4个演替阶段的变化说明演替前期林木的角尺度和混交度较大,后期尤其是原始阔叶红松林中聚集程度降低,随机分布比例上升,有利于群落长久稳定发展。

滇中磨盘山不同演替阶段林分结构及物种多样性研究

为探明中亚热带不同演替阶段林分结构特征及其与物种多样性的关系,以滇中磨盘山处于演替前期、中期和后期的针叶纯林、针阔混交林、常绿阔叶林3种典型林分为对象,量化研究不同演替阶段林分空间结构多个指标变化规律和物种多样性指数的差异,并借助冗余分析探究二者间相互作用关系;再利用多元分布对林分空间结构参数进行全面描述和综合评价。结果表明,林分空间结构参数在不同演替阶段林分中差异显著,群落演替对树种混交度、林层差异度的影响最大,均在演替后期达到最大值,分别为0.703、0.511;综合比较多元分布结果发现,3种林分类型中,以常绿阔叶林空间结构相对最为合理;乔木层物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数均随着演替进展而上升,并在常绿阔叶林中各指数最高;树种隔离程度是影响乔木层物种多样性的主要驱动因子,其次是胸径结构及林分密度。研究结果可为该地区林分结构调整和森林可持续经营提供理论依据。

采伐后各演替阶段红松种群结构和动态特征

研究阔叶红松林皆伐后各演替阶段红松种群结构和动态特征可以更好地理解生态系统的演替规律及其维持生物多样性的作用机制,为林区可持续经营提供理论依据。以分布于小兴安岭地区凉水国家级自然保护区内原始红松林采伐后形成的4个不同演替阶段的次生林为对象,根据全体乔木和红松的种群静态生命表、存活曲线、生存函数和动态指数以及对其时间序列预测,进行种群结构和动态特征分析。1)在次生演替序列中,在先锋群落和中期群落,全体乔木和红松第Ⅰ龄级的株数均较多,分别为1 486 plant·hm^(-2)和467 plant·hm^(-2),占总株数的77.032%和94.341%。2)全体乔木在先锋群落第Ⅳ-Ⅴ龄级死亡率(q_x)最高,达到0.934;而在稳定群落第Ⅲ-Ⅳ龄级的死亡率最低,仅有0.032。红松在先锋群落第Ⅱ-Ⅲ龄级死亡率最高,达到了0.911;而在顶极群落第Ⅲ-Ⅳ龄级死亡率最低,仅有0.065%。3)红松和全体乔木的存活曲线均更接近于Deevey-Ⅱ型。4)从反映红松和全体乔木整体年龄结构动态的V_(pi)和V_(pi′)来看,两者都有缓慢增长的趋势。红松在未来6个龄级时间内,先锋群落第Ⅷ龄级株数一直为0株;稳定群落第Ⅵ和Ⅶ龄级株数增长到11株和7株后会稳定;顶极群落第Ⅶ和Ⅷ龄级的株数有一定的起伏,峰值分别为25株和21株。小兴安岭地区凉水国家级自然保护区中的阔叶红松林是能够自我更新的生态系统,红松的种群动态表现出低龄级个体成活率较低,高龄级成活率较高的特点。建议在小兴安岭地区进行阔叶红松人工林经营时,可以在先锋群落和中期群落时期采取适宜的抚育措施,来调节种群的生长发育以及自我更新。

熊本牡蛎幼体、葡萄牙牡蛎幼体和长牡蛎幼体共生菌群构成随宿主发育的演替差异分析

为了解同一育苗厂育苗的熊本牡蛎幼体、葡萄牙牡蛎幼体和长牡蛎幼体共生菌群随宿主发育的演替是否存在差异,采用16S rRNA高通量测序技术对这3种牡蛎幼体4个发育时期的共生细菌群落构成进行了比较。结果显示,在它们的4个发育时期共鉴定到3484个细菌OTUs,其中在D形幼虫、壳顶幼虫、眼点幼虫和稚贝期共有的OTU数分别占总OTU数的43.1%、24.9%、31.3%和36.8%。4个发育时期的优势菌主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria),而其丰度在不同发育时期存在变化,特别是在细菌属水平差异显著。在4个发育时期3种牡蛎幼体共生菌群多样性有所差异,其中在眼点幼虫期的长牡蛎幼体中菌群多样性最高,而在壳顶幼虫期的熊本牡蛎幼体中菌群多样性最低。值得注意的是,3种牡蛎幼体的共生菌群结构随宿主发育呈现相似的演替变化,但在相同发育时期菌群结构差异显著。进一步对它们各发育时期的共生菌群潜在功能进行比较,发现由共生细菌参与的糖类的生物合成和代谢、脂质代谢、免疫系统等功能通路的丰度在D形幼虫期最高,而参与氨基酸代谢、细胞生长和死亡、其他次级代谢物的生物合成等功能通路的丰度在稚贝期最高但在壳顶幼虫期最低。这些结果表明熊本牡蛎幼体、葡萄牙牡蛎幼体和长牡蛎幼体4个发育时期的共生细菌群落构成存在较大差异,可能受宿主遗传的影响明显。

青藏高原海螺沟冰川退缩区原生演替序列优势乔木氮磷化学计量及重吸收特征研究

以海螺沟冰川退缩区原生演替序列为对象,研究各演替阶段优势乔木氮(N)、磷(P)化学计量及重吸收效率特征。结果表明:优势乔木鲜叶及凋落叶N、P浓度随演替下降,且鲜叶的N∶P在整个演替序列中总体小于14,表明该演替序列优势乔木的生长主要受N元素限制;优势乔木N、P的重吸收效率在演替中期最高,表明植物较高的生长速率会增加其对养分的吸收利用效率;优势乔木N、P的重吸收效率与其生长速率呈正相关关系,而与土壤的N、P储量呈负相关关系,说明树木生长速率(需求)和土壤养分状况(供给)共同调节植物对养分的吸收模式;优势乔木N重吸收效率与其鲜叶N∶P呈正相关关系,表明植物对N的重吸收过程对维持其体内N∶P的平衡有着重要意义。研究结果有助于深入认识原生演替过程中植被对养分的利用机制,可为植被恢复提供理论依据。