长白山园池湖岸湿地生态系统碳氮储量沿环境梯度空间分异规律

【目的】探究湖泊沿岸湿地生态系统碳氮储量沿湖岸至高地的空间分异规律及形成机制,将有助于减少湿地碳储量估算的不确定性。【方法】采用相对生长方程、碳/氮分析仪,同步测定长白山园池沿湖岸至高地环境梯度依次分布的6种沼泽类型(芦苇沼泽L、草丛沼泽C、杜香沼泽D、落叶松泥炭藓沼泽LN、落叶松藓类沼泽LX、落叶松苔草沼泽LT)的生态系统碳、氮储量(植被和土壤)及其相关环境因子(水位、水位波动幅度、土壤有机质、全氮和全磷等),揭示其空间分异规律及其形成机制。【结果】(1)植被碳、氮储量(2.17~69.98 t/hm^(2)和0.058~0.940 t/hm^(2))沿湖岸至高地环境梯度均呈递增规律(LT≈LX>LN>D>C>L),且均以优势植被层占主体地位(73.72%~93.37%和71.57%~85.24%);(2)土壤碳、氮储量(67.45~243.21 t/hm^(2)和2.44~13.53 t/hm^(2))沿该环境梯度呈阶梯式递减规律(L>C>D≈LN>LX≈LT)且其碳储量垂直空间分异存在先恒定后递减(L)、先增后降(C、D和LN)和递减(LX和LT)3种类型,其氮储量垂直空间分异与碳储量基本一致(仅C和LX略有不同);(3)生态系统碳、氮储量(122.20~245.38 t/hm^(2)和3.31~13.58 t/hm^(2))沿该环境梯度分别呈先降低后恒定型或阶梯式递减型变化规律,且其土壤碳、氮储量占比呈递减趋势(50.27%~99.11%和73.48%~99.57%),而植被碳、氮储量占比却呈递增趋势(0.89%~49.73%和0.43%~26.52%);(4)生态系统碳储量在湖岸至高地水分环境梯度的下、中、上部生境地段依次受水位促进、水位抑制和水位波动幅度抑制,而氮储量在相应生境地段上依次受水位促进、水位波动幅度抑制和土壤全氮促进。【结论】园池沿岸湿地生态系统碳氮储量沿湖岸至高地水分环境梯度存在明显的空间分异规律,且其形成机制为微地形引起的水位梯度和植被类型分布决定着各沼泽类型的碳氮储存能力,故准确测定湖岸带各沼泽类型碳氮储量将有助于减少集水区尺度上碳氮储量估算的不确定性。

松嫩平原湿地植物群落多样性的环境梯度分布格局及控制因子

物种丰富度格局及其决定因素是生态学核心问题,但对其形成机制仍缺乏共识。为探究松嫩平原西部半干旱区沿湖岸至高地环境梯度(局地尺度)植物群落多样性分布格局及其决定因素,以沿该梯度依次分布的7种群落(狭叶香蒲沼泽、小香蒲沼泽、芦苇沼泽、草丛沼泽、拂子茅草甸、羊草草甸和榆树疏林)为对象,采用样带网格调查法及聚类分析法划分群落类型,测定物种丰富度、α多样性和β多样性及其环境因子(水位、土壤含水率、有机质等),揭示群落多样性空间分布规律及其形成机制。结果表明,沿湖岸至高地环境梯度:(1)物种丰富度(2.00—18.00)和α多样性(Simpson指数0.12—0.90;Shannon-Wiener指数0.23—2.57和Pielou指数0.34—0.88)总体上均呈类似N字型分布(在下部深水生境狭叶香蒲沼泽最低、中下部季节性积水生境草丛沼泽最高、中上部湿润生境拂子茅草甸较低、上部沙丘干旱生境榆树疏林又较高);(2)广义的β多样性(Jaccard指数0.56—0.96)可以分解成物种周转(丰富度没有变化的地点间的物种替代)和嵌套(物种贫乏地点是物种丰富地点子集时的物种差异)两个过程,其在该梯度上半段干旱生境和下半段浅水生境相对较高,且主要由周转过程控制。在常年积水生境上最低且仅由嵌套过程控制,而在环境梯度中间地段则由周转和嵌套过程共同控制;(3)物种丰富度和α多样性的主控因子沿该梯度发生了明显转换,在高水位区由水位、有机质和全磷共同控制;中水位区仅由速效磷控制;低水位区由pH和含水率控制。因此,松嫩平原半干旱区沿湖岸至高地环境梯度物种丰富度和α多样性存在明显的空间分布格局及具有较高的β多样性,且其主要形成机制为微地形创造局地空间环境异质性与物种库相互作用共同塑造了植物群落多样性,故在生物多样性管理实践中应对其空间分布格局完整性加以重点保护。

海口市城乡环境梯度带划定方法分析

为开展城市发展对土壤生态环境的影响研究,海口市急需划定城乡环境梯度带。本文通过分析海口市城乡发展资料、城市发展规划和遥感影像等,探讨海口市空间变化特征,结合前人研究成果,提出海口市城乡环境梯度带划定方法,并应用地理信息系统(GIS)完成海口市城市中心区、城乡交错区、农村区、自然区等4个城乡环境梯度带的划定。海口市城乡环境梯度带划定可以体现海口市城市化发展对区域土壤生态环境的影响差异,具有一定参考价值。

基于海口城乡环境梯度带划定的土壤点位布设思路与方法

为满足海口市新时期土壤生态质量评价和污染防治管理需求,海口市亟需布设基于海口城乡环境梯度带划定的土壤点位。通过分析海口市城乡环境梯度带、土地利用类型、成土母岩、土壤类型、污染源分布等,形成了海口市土壤点位布设思路与方法,并应用GIS技术完成点位布设。海口市土壤点位覆盖城市中心区、城乡交错区、农村区、自然区等4个城乡环境梯度带,基本覆盖海口市农用地主要土壤类型和主要成土母岩,布设的点位可以反映海口市不同城乡环境梯度带土壤环境质量整体状况。

黄河三角洲芦苇种群特征对水深环境梯度的响应

通过野外调查芦苇种群特征及获取的监测数据,应用多元统计法、函数极值法以及β多样性指数测度法,对黄河三角洲芦苇种群在不同环境梯度(以水深为主)条件下的生物生态学特征及β多样性进行了分析。(1)通过离差平方和聚类分析方法,将研究区的10个调查样地划分为6个类型。随水深环境梯度变化,各样地群落优势植物也发生相应变化。(2)芦苇的平均高度和平均茎粗与平均水深呈显著相关。芦苇平均密度和平均盖度值与平均水深拟合曲线的变化呈非线性变化趋势。在平均水深为0·3m时,芦苇平均密度和平均盖度出现明显的峰,随水深变化向峰两侧递减,而芦苇平均株高和平均茎粗随水深增加呈递增趋势。(3)通过β多样性分析,黄河三角洲存在明显的环境梯度变化,随着水深的变化,物种间存在明显的替代关系。通过离差平方和聚类分析后得出的各相邻样地(水深段)间的Sorensen指数值均大于不相邻样地(水深段)间的值。水生环境植物群落间的相似性程度较大,而旱生环境植物群落间相似性程度较小。

异龙湖湖滨带不同环境梯度下土壤养分空间变异性

随着环境梯度的变化,生态系统的特征会发生明显的变异,土壤是其重要的表征要素。以纵向岭谷区红河流域异龙湖湖滨带为案例,运用多种统计分析方法对其不同环境梯度下土壤单个养分指标和土壤养分综合质量的空间分布特征进行了研究,结果表明:在北部湖滨坡地,海拔对土壤养分空间分布的影响并不十分显著,而坡位对其影响较大;北部湖滨农田土壤,水分梯度对钾的影响较大,全氮和有机质则一部分受水分梯度影响,另一部分受径流作用的影响;异龙湖湖滨带土壤养分综合质量指数大小的排序为:南部湖滨农田>北部湖滨农田>北部湖滨坡地>南部湖滨坡地。还探讨了不同环境因子对单个土壤养分指标和土壤养分综合质量的影响,其中,气温、湿度、坡向和坡型对土壤中磷空间分布的影响较大,土壤含水量、坡度和海拔对土壤有机质、全氮和全钾的影响较大;土壤含水量即水分梯度对土壤养分综合质量影响最大。

长白山森林/沼泽生态交错带群落和环境梯度分析

揭示了森林 沼泽过渡带群落的结构、生产力、植物多样性等群落梯度和交错带环境梯度的相关规律 ,并结合交错区环境梯度分析这些群落特征形成机制 ,为维持、保护与经营管理这一交错带生物资源提供了理论依据 .将长白山地区森林和高、中、低位沼泽所形成的三大类型过渡带作为研究对象 ,采用样带网格的调查方法 ,并应用系统软件分析方法建立了经验回归模型 ,研究了森林 /沼泽生态交错带群落的种类组成、群落建群种径级结构与年龄结构、植物多样性、群落生产力及其随生态交错带环境梯度变化趋势 .结果表明 ,森林 /沼泽生态交错带群落结构特征、植物多样性、群落生产力均随着交错带环境梯度的变化而呈现有规律的分布格局 .沿着沼泽至森林方向的交错区环境梯度 ,群落建群种发生更替现象 ;群落种类数目呈现指数递增趋势 ;群落的径级结构呈现双曲线分布规律性 ;年龄结构一般呈三次式分布规律 ;植物多样性呈二次式递增分布趋势 ;群落生物量均呈现三次式函数曲线递增趋势 。

延河流域植物群落功能性状对环境梯度的响应

研究群落水平上的植物功能性状特征及其随环境梯度的变化规律,对认识不同环境梯度下植物群落的形成及其对环境的适应机制具有重要意义。以延河流域不同环境梯度下的稳定的自然植物群落为对象,测量了植物群落组成物种的叶厚度、比叶面积、叶组织密度、比根长、根组织密度、单位质量叶氮含量、单位质量根氮含量、种子质量、种子体积等9个性状,然后以物种重要值为基础加权平均得到各个性状在群落水平上的平均值(即群落性状值);以现有的环境因子栅格图为基础,利用ArcGIS提出各群落对应的环境因子值,同时测定各个群落的土壤水分,分析群落各性状值与环境因子的关系,并建立关系模型。结果表明:在群落水平上,9个植物功能性状分别与13个环境因子存在不同程度的相关性,同时这9个植物功能性状对8个环境因子梯度(土壤水分、年4—10月平均气温、年7—9月总降雨量、降雨季节变化、年平均降雨量、年平均蒸发量、坡度、坡向)的响应特征较好,不同植物功能性状间具有较好相关性。群落水平上植物功能性状及其组合随环境梯度的规律性变化,反映了延河流域植被群落构建过程中环境对功能性状的筛选效应。该研究结果对该区的植被恢复重建的物种选择及植被布局规划具有重要的实践意义。

环境梯度下蒙古栎群落的物种多样性特征

通过样地法研究了东北地区处于不同经度、纬度和海拔的 13个地点蒙古栎群落的物种丰富度、Gini指数、PIE指数、Shannon指数和 Pielou指数 ,利用相关和回归的统计方法分析了不同地点物种的丰富度指数、Simpson多样性指数和 Shannon多样性指数与各地所处的经度、纬度和海拔的关系。结果发现 :不仅不同地点 (较大尺度 )的物种丰富度和多样性指数均有差异 ,即使在相同的地点 (较小尺度 ) ,物种丰富度及多样性指数也有差异 ,有时还具有很大的差异 ,呈现空间异质性分布的特征 ;因为影响这些多样性指数的环境因子更加复杂 ,不仅受经度、纬度和海拔的影响 ,也受地形、群落的年龄、干扰史等多种生态因子影响。不同地点的物种丰富度与海拔和纬度都具有明显的相关性 (p<0 .0 5 ) ,物种丰富度随海拔和纬度的升高而降低 ,依据显著度的大小可以推测物种丰富度与海拔的相关性比与纬度的相关性更密切 ;蒙古栎群落不同类群的植物种的丰富度具有不同的分布格局 ,木本植物的丰富度与当地纬度具有明显的相关性 (p<0 .0 5 ) ,而与所在地的海拔没有显著的关系 (p>0 .0 5 ) ,而草本植物受海拔的影响更显著 (p<0 .0 5 ) ,而与纬度之间没有显著的关系 (p>0 .0 5 )。群落的 Gini指数、PIE指数、Shannon指数和Pielou指数未发现与海?

文峪河上游河岸林群落环境梯度格局和演替过程

以文峪河上游河岸林为研究对象,通过对群落建群种的DCA排序和物种关联分析进行生态种组划分,阐明了河岸林群落建群种各生态种组之间的生态演替功能差异,结合对样地和生态适应性功能组的DCA排序结果,分析了河岸林群落空间分布的环境梯度格局及其影响因素,基于以上分析,构建了研究地区河岸林群落演替过程,揭示了环境梯度格局对河岸林群落演替的控制作用。通过研究,文峪河上游河岸林群落生态适应性功能组比群落在排序空间上具有更好的分异性,采用生态适应性功能组更有利于分析群落的时空关系;研究地区河岸林群落9个建群种划分为阳性喜湿先锋型、阳性中生演替型、耐阴喜湿演替后期型和阳性中生逃避型4个生态种组;研究地区海拔梯度、河岸带坡度和河谷型共同决定了河岸林群落的分布格局,河岸带坡度和河谷型实际反映的是河岸带水文状况对河岸林群落时空格局的控制作用;根据生态适应性功能组和生态种组构建了研究地区河岸林群落演替模型,不同的海拔及其相应的河谷型具有明显不同的演替过程。

喀斯特低热河谷石漠化区环境梯度的小气候效应——以贵州花江峡谷区小流域为例

对典型喀斯特石漠化小流域区4种石漠化等级(潜在(L)、轻度(SL)、中度(M)、强度(ST))样地的小气候特征进行了监测,对比分析了它们的气温、相对湿度、光强分布和土壤温度、湿度分布状况和日变化动态。结果表明,各等级石漠化样地内光照强度、气温及其变动幅度的大小顺序为ST>M>SL>L;土温和土壤湿度及其变动幅度为M>ST>SL>L;大气相对湿度及其变动幅度为ST>M>SL>L。强度石漠化样地内日平均相对湿度雨季仅76%,旱季只有51%,分别与潜在石漠化相差13%和35%;光照强度为潜在的4倍以上;雨季气温高3℃;表土(5 cm)土温最高相差16.5℃;日均表土含水率低4.97%。随着石漠化程度的加深,退化生态系统的环境调蓄能力逐渐减弱。

辽东栎幼苗根系形态特征对环境梯度的响应

以辽东栎(Quercus liaotungensis)在陕西不同分布区:秦岭北坡(太白)、黄土高原南部(黄龙)和黄土高原中部(延安)为研究地点并设置样地,对1—5年生辽东栎幼苗的根系形态指标进行测定,分析辽东栎幼苗根系形态特征及其与环境因子的关系。结果表明:由秦岭北坡到黄土高原中部,黄龙地区辽东栎幼苗根系在发育前期(1—2年)低于太白和延安,总体上黄龙地区幼苗根系总长度、表面积、总体积、根尖数、平均直径、组织密度和单株生物量高于太白和延安地区。在太白地区,辽东栎幼苗根系表面积、总体积和平均直径较小,根系分岔数较大,幼苗根系主要通过提高分岔数来拓展自己的营养空间以适应环境;在黄龙和延安地区,幼苗根系表面积、总体积和平均直径较大,根系分岔数较小,幼苗根系主要是通过根系的伸长生长适应胁迫环境。3个地区辽东栎幼苗根系总长度、表面积、总体积、根尖数和分岔数随年龄的增长呈线性函数变化格局,均可用线性函数方程y=ax+b(a>0,P<0.05)进行描述。冗余分析表明幼苗根系分岔数、总长度、比根长和根尖数与土壤速效磷、硝态氮、速效钾、降雨量、石砾含量和速效氮呈正相关;与较高的土壤pH值、年均温和夏季气温呈负相关。未来辽东栎林抚育经营中,含石砾的湿润土壤生境更有利于辽东栎幼苗根系生长。

北京东灵山地区农耕干扰和环境梯度对植物多样性的影响

于北京东灵山地区,选取10条样带、94个样方、15个环境因子,采用主成分分析和相关分析研究了东灵山地区人为干扰(如农耕)及其造成的环境条件变化对植物α多样性的影响.(1)调查结果表明:植物群落可归入4类土地利用类型(农田、撂荒地、灌丛和林地)中;(2)主成分分析和相关分析表明:2个主成分(地形和土壤因子)影响着植物群落结构、物种组成和多样性的变化,尤其是海拔梯度与多数环境因子显著相关,起决定性作用;(3)多样性分析表明:Shannon-Wiener指数和Margalef指数都能较好地反映植物群落α多样性的变化,Simpson指数变化不明显.4种土地利用类型中植物群落α多样性的变化依次为:林地>农田>撂荒地>灌丛,且草本层对植物多样性的贡献最大.

基于GIS的秦岭山地植被类型与环境梯度的关系分析

应用地理信息系统技术支持下的环境梯度分析方法,充分利用G IS强大的空间分析功能,选取了海拔、降水量、温度、坡度和坡向5个影响因子,将各环境因子分布图分别与秦岭植被类型分布图叠加,对植被分布与环境梯度的关系进行了研究及统计分析,得出结论:(1)证明植被分布与海拔、降水、温度、坡度和坡向之间是相互制约、相互影响的;(2)海拔是决定秦岭植被分布的主导生态梯度,随着海拔高度的增加,环境中的水热因子发生变化,形成水热因子的复合梯度,生境中所对应的植物种类相应改变;坡度、坡向体现了山体南仰北俯的地形特点,对植被分布的影响是次要的;(3)反映了植被的连续性变化、各植被类型的最优生长环境区间及植被与环境梯度的分布规律,定量描述了各植被类型的海拔、降水量、温度、坡度和坡向分布,结合实际给出了理论解释,证明了G IS结合生态分析方法在秦岭山地植被与环境梯度的关系研究中是十分有效的。

关帝山植物群落与环境梯度分析

该文应用环境梯度分析的原理和方法，研究了山西省关帝山孝文峰自然景现在一定干扰情况下的植物群落空间分布格局、分类与环境梯度变化的相互关系；环境梯度与主要森林类型以生产力为基准的重要值的关系；计算了各群落的环境梯度指数。文中还讨论了梯度分析对植物群落的排序分类，用双重加权平均排序法将孝文峰植物群落划分为五类，即灌丛草甸、针叶林、落叶阔叶林、低中山针叶林、疏林灌丛农耕地，此研究为该区植被演替、更新、适地适树提供了理论根据。

地理信息系统和遥感技术支持下的山地环境梯度分析方法研究

文章提出了一种地理信息系统和遥感技术支持下的环境梯度分析方法。应用该方法可将研究区域的ＴＭ遥感影像经遥感图像处理和分类得到该地区的植被类型分布图，充分应用地理信息系统强大的空间信息管理和分析功能，将各环境因子分布图分别与植被类型分布图进行叠加分析得到各种植被类型与各环境因子关系的向量表达式，进而建立符合环境梯度分布的植被空间分布模型。在此基础上，综合各环境因子分布图与植被类型分布图进行叠加分析和植被群落空间分布制图。该方法曾应用于贺兰山环境梯度分析并得到较满意的结果。

过伐林景观要素沿环境梯度分布趋势的研究

运用趋势面分析方法 ,在arcinfo的支持下 ,采用统一网格样点采样法 ,通过对不同森林类型的演替阶段定量化 ,对吉林省汪清林业局金沟岭林场的森林景观要素沿环境梯度分布的趋势进行研究。结果表明 :在金沟岭林场范围内 ,水平地理位置对景观要素空间分布的影响极为有限 ,景观要素空间格局更多地受地形特征和干扰格局的综合控制 ;研究地区海拔、坡向和坡度是控制景观要素空间分布格局的主要因素 ;在不同海拔带上 ,坡向和坡度对景观要素空间分布的作用在方向和强度上都有明显差别。

集合环境梯度对森林生物多样性的影响

通过对不同环境梯度上的森林群落内植物和昆虫类群生物多样性的研究，发现森林各功能类群的多样性与集合环境梯度间的相关关系不很明显，但可以看出它们都随环境梯度的升高而呈上升的趋势，Ｂｅｔａ多样性与环境梯度相关紧密，呈直线上升。从植物类群物种的βｚ与昆虫类群物种的βｋ对集合环境梯度变化的反应来看，βｋ明显落后于βｚ。

珠江三角洲环境梯度上葫芦藓中硫、氮含量和δ^(13)C、δ^(15)N的差异及其环境指示

以华南地区广泛分布的葫芦藓为研究对象,以珠江三角洲环境梯度上的中心城区广州、近郊区肇庆及边缘区怀集3个地理单元作为样品采集地,对样本葫芦藓植物中的硫、氮元素含量和δ13C、δ15N的组成进行了研究。结果表明:葫芦藓植物中硫含量与工业化程度表现出正相关关系,其中硫含量广州、肇庆和怀集依次为2 485.86、1 778.15、1 339.84 mg/kg;葫芦藓氮含量与工业化程度表现出正相关关系,广州、肇庆和怀集依次为2 106.50、2 007.39和1 661.88 mg/kg;葫芦藓的C/N值与交通量呈负相关关系,其中C/N值广州为18.377,肇庆18.513,怀集23.905,3地C/N值大小差异揭示了从广州到怀集的环境梯度上,大气氮的主要组份发生了变化,即广州大气中的氮元素来源以工业排放的NOx-N(硝态氮)为主,怀集大气中的氮元素来源以农业排放的NHx-N(铵态氮)为主。

黄土高原刺槐林土壤酶化学计量沿着环境梯度变化

土壤酶在地下生态系统物质循环、能量流动以及信息交流起着重要作用,是当前生态学研究的热点问题之一,然而沿环境梯度土壤酶的变化机制尚不明确。因而选取由北到南黄土高原4个地区(神木、绥德、安塞、淳化)刺槐林为研究对象,通过测定土壤养分、微生物量和酶活性,分析了酶活性及其化学计量与气候、土壤养分与微生物量之间的关系。结果表明:(1)由北到南,β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(AP)活性分别在28.72~110.66,1.60~3.32,6.84~10.25,14.17~32.60[nmol/(g·h)]之间;LAP呈增加趋势;BG,NAG,AP先增加后减小而后又增加。(2)微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物量磷(MBP)分别为23.08~95.04,2.86~7.95,0.53~0.92 mg/kg,均呈增加趋势。(3)BG/(LAP+NAG)、BG/AP、(LAP+NAG)/AP分别为3.15~6.46,1.5~2.96,0.41~0.70;BG/(LAP+NAG)先减小后增大,淳化最高;BG/AP先减小后增大,在神木最高;(LAP+NAG)/AP呈持续减小趋势。(4)通过冗余分析,环境因子对土壤酶、微生物量总解释率达到57.36%,其中年均降雨量(MAP)、N/P影响最大且呈正相关关系,解释率分别为36.60%,14.80%;环境因子对土壤酶、微生物量化学计量比总解释率达到72.18%,其中土壤速效磷(A-P)与TN影响最大且呈正相关关系,解释率分别为30.5%,19.1%。微生物群落处于相对稳态,微生物量化学计量比与土壤养分化学计量比无显著性关系。土壤酶化学计量比沿环境梯度不处于稳态,依赖于土壤速效养分与土壤养分化学计量比。