宁夏沙芦草群落分类及群落特征与环境关系的研究

本文调查了宁夏17个典型沙芦草(Agropyron mongolicum)群落,采用双向指示种分析(Two-way indicator species,TWINSPAN)对沙芦草群落进行数量分类,利用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)分析了其与环境因子之间的关系,旨在为沙芦草的保育提供基础数据和理论指导。结果表明:沙芦草群系可分为7个群丛,分别为沙芦草+兴安胡枝子(Lespedeza davurica)+猪毛蒿(Artemisia scoparia)群丛,沙芦草+兴安胡枝子+刺沙蓬(Salsola tragus)群丛,沙芦草+猪毛蒿+赖草(Leymus secalinus)群丛,沙芦草+砂蓝刺头(Echinops gmelini)群丛,沙芦草+短花针茅(Stipa breviflora)群丛,沙芦草+猪毛蒿+短花针茅群丛,沙芦草+猪毛蒿+宿根亚麻(Linum perenne)群丛。RDA分析显示扰动、坡度、土壤水分含量、土壤全磷含量是影响沙芦草群落地上生物量的主要因素(P<0.05),而生长季降水量和坡向是影响沙芦草群落物种多样性的主要因素(P<0.05),由此表明封育是恢复沙芦草群落的有力措施。

宁夏草原针茅属植物群落物种多样性和生产力格局及影响因素研究

物种多样性和生产力是草地生态系统的核心指标,是实现草地生态系统服务与功能的根本所在。宁夏温性草原位于干旱与半干旱的过渡区,针茅属植物是其优势种群,对水热变化敏感;因此,在全球气候变化背景下,探讨宁夏草原针茅属植物群落物种多样性与生产力的格局,在宏观尺度揭示其影响因素,不仅在生态学理论研究中具有重大价值,而且对宁夏天然草地生产与管理也具有指导意义。本研究以宁夏温性草原针茅属植物群落为对象,沿着环境梯度设置15个野外观测样地,调查了植物群落特征,测定土壤养分指标,结合各个样地的气候因子、土壤养分和空间数据,探讨了植物群落多样性和生产力空间分布格局及其对生态因子的响应,阐明植物群落物种多样性与生产力的关系。结果显示:1)宁夏针茅属群落生产力与纬度呈显著正相关,与海拔和经度显著负相关;物种多样性与纬度显著负相关,与海拔显著正相关,而与经度关系不显著;2)冗余分析(RDA)结果显示:土壤速效氮(SAN)、年均温度(MAT)、土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、年均辐射(Ssrad)、土壤水分(SWC)、土壤容重(BD)、土壤全磷(TP)、年均降水量(MAP)、生长季月均降水量(GSP)、干旱季月均降水量(PDA)是影响物种多样性和生产力的主要因素;土壤因子对生产力、多样性及整体解释量分别为15.6%、17.8%、19.8%,水热因子对生产力、多样性及整体解释量分别为13.8%、37.9%、25.2%,共同解释量分别为68.7%、39.6%、50.6%。总体而言,水热及土壤因子是宁夏针茅属草原生产力及多样性格局的驱动因素,但对多样性和生产力解释比例不同,具有一定的倾向性;群落多样性与生产力呈正相关趋势,但不显著。本研究结果能为宁夏天然草原的生产与管理提供理论依据。

宁夏针茅属植物叶片碳稳定同位素特征及其影响因素

植物叶片δ^(13)C自然丰度能够揭示植物对环境的适应策略。本研究分析了宁夏6种针茅属植物叶片δ^(13)C与环境因子的关系,并量化了气候与土壤因子对δ^(13)C的影响程度,结果表明:宁夏针茅属植物叶片δ^(13)C范围为-28.07‰~-24.56‰,均值为-26.31‰,其中,戈壁针茅δ^(13)值最大(-25.91‰),沙生针茅最小(-27.96‰);δ^(13)C与经度呈显著负相关,随纬度和海拔增加呈先上升后下降趋势;土壤因子单独解释量为32.87%,气候因子单独解释了7.54%,二者共同解释量为34.17%。通过蒙特卡洛检验,土壤全磷(TP)是影响针茅叶片δ^(13)C的最主要因素,土壤全磷与δ^(13)C呈显著正相关,年均温(MAT)、太阳辐射量(SRAD)、土壤容重(BD)与δ^(13)C显著负相关。本研究结果可为揭示温性草原针茅属植物响应气候变化的适应策略及大尺度研究提供基础数据支持。

宁夏天然草原物种多样性和生物量对环境梯度响应研究

由北到南在宁夏11个国家级草原固定监测点设置样地,测定植物群落物种多样性、生物量和土壤理化性质,分析物种多样性、生物量与环境因子的关系。结果表明:宁夏荒漠草原地上生物量为116.98 g/m^(2),地下生物量为85.27 g/m^(2);典型草原地上生物量为227.77 g/m^(2),地下生物量为273.59 g/m^(2);草甸草原地上生物量为304.88 g/m^(2),地下生物量为406.02 g/m^(2)。荒漠草原Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和物种丰富度指数分别为1.33、0.66、0.81和5.44;典型草原分别为2.28、0.83、0.85和15.05;草甸草原分别为2.69、0.87、0.90和21.20。Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、物种丰富度指数与地上、地下、总生物量间均呈显著正相关,而Pielou均匀度指数与生物量间无显著相关关系。冗余分析显示,环境因子解释了物种多样性和生物量79.80%的方差,土壤单独影响要大于气候。其中土壤单独解释23.00%的方差,气候单独解释13.60%的方差,二者共同解释了36.60%的方差。通过蒙特卡洛置换检验筛选,土壤全磷、土壤含水量、土壤容重是影响生物量最主要的环境因子,年降水量是影响物种多样性的最主要因子。

宁夏贺兰山斑子麻黄种群的性比及雌雄空间格局

性比、空间分布格局及关联性对雌雄异株种群的繁殖、进化与发展具有重要影响。斑子麻黄是雌雄异株且狭域分布的国家二级保护植物,在维持贺兰山荒漠生态系统稳定性和多样性发挥着重要作用,但有关斑子麻黄种群性比的研究未见报道。研究分析了宁夏贺兰山4个不同海拔(S_(1)、S_(2)、S_(3)、S_(4))斑子麻黄天然种群性比、空间分布格局及关联性。结果表明:(1)斑子麻黄性比与生长环境条件密切相关。4个种群都偏雄,生长环境严酷的S_(3)、S_(4)种群性别显著偏雄(P<0.05);不同龄级分析显示由于环境的异质性,斑子麻黄种群偏雄发生在不同阶段,生境条件好的S_(1)、S_(2)种群在幼龄和成年阶段显著偏雌或有偏雌趋势,偏雄发生在老年阶段;而生长环境严酷的S_(3)、S_(4)种群偏雄发生在幼龄阶段,成年和老年阶段有偏雄的趋势。(2)雌雄种群的空间关联性会决定种群的发展。S_(1)、S_(3)、S_(4)雌雄空间关联性表现为“正关联→不关联”,但S_(1)种群雌雄之间空间关联性远远小于S_(3)、S_(4)种群,以致S_(1)种群雌雄之间空间关联性不够,导致S_(1)种群为衰退型;S_(3)、S_(4)种群为增长型种群,说明较大尺度的雌雄的空间关联有利于繁殖。而S_(2)种群在整个尺度上都表现为“无关联”,雌雄群体相互独立,各自发展,缺乏幼体,即衰退种群。研究结果揭示了斑子麻黄雌雄群体的组成、结构及空间分布特征,为其保育提供了理论依据。