贺兰山东、西坡群落植物叶N、P化学计量沿海拔梯度的格局及群落构建机制

为了研究贺兰山不同气候类型群落植物叶N、P化学计量沿海拔梯度的格局及群落构建机制,以贺兰山东、西坡沿不同海拔梯度的群落植物为研究对象,分析群落植物叶片N、P质量分数的加权平均值与海拔的关系,并通过构建零模型,探究沿海拔梯度贺兰山东、西坡植物群落构建机制。结果表明:贺兰山东坡植物叶片N质量分数和N、P质量分数比的群落加权平均值随着海拔的升高,呈现先增加后降低的趋势,并在海拔1600~2000 m处最高;东、西坡叶片P质量分数均随海拔升高逐渐增加。贺兰山东坡群落叶片N质量分数在中海拔(2000 m左右)处发散,在中高海拔(2600 m左右)处收敛;叶片P质量分数在中高海拔(2600 m左右)处最收敛,叶片N、P质量分数比在中低海拔(1700 m左右)处最发散。而贺兰山西坡植物叶片N质量分数在中高海拔(2600 m左右)处最发散,叶片P质量分数在中高海拔(2700 m左右)处最发散。环境因子不是贺兰山东坡群落构建的主要驱动因素,而是贺兰山西坡群落构建的主要驱动因素,其中,土壤N、P质量分数显著影响叶片N、P化学性状的群落加权方差。

贺兰山东、西侧典型植物群落物种多样性差异及其影响因子

深入理解干旱与半干旱地区山地植物群落的物种多样性特征及其环境影响因子,是全球气候变化下区域生物多样性保护的基础。贺兰山脉地处中国温带草原与温带荒漠的过渡带,其东、西侧受不同气候影响,各植被类型的物种多样性特征也存在差异。选取贺兰山东、西侧广泛分布的5个森林群落类型,通过群落组成、环境因子调查,分析贺兰山东、西侧典型植物群落物种多样性的差异及主要影响因子。结果表明,1)东、西侧典型植物群落在物种丰富度、水分生态类型构成上均存在较大差异:西侧群落的环境比东侧更干旱,因此水分生态类型构成上旱生植物的占比更高;在灰榆林、山杨林、青海云杉林中,相同取样面积时位于西侧的植物群落的物种丰富度明显高于东侧。2)物种多样性在东侧表现为随海拔升高先升后降,西侧则沿海拔升高而下降。灰榆林、油松林的物种丰富度在东、西侧存在显著差异。3)东、西两侧总体植物多样性空间分布格局与土壤含水量、速效磷、土壤容重的相关性相对较高。其中,土壤容重、海拔与乔木层多样性的相关性较高,海拔、土壤速效磷与灌木层多样性的相关性较高,草本层的多样性则主要受土壤速效磷、含水量的影响。贺兰山东、西侧典型森林群落的物种多样性与海拔、土壤理化特征具有相关性,因此改善土壤理化性质的林地管理措施可能有助于提高群落物种多样性。研究结果有助于深入理解干旱与半干旱山地生态系统的结构与功能,为脆弱山地生态系统的保育与恢复提供理论依据。

贺兰山西坡不同生活型植物叶片化学计量特征及其环境影响因子分析

在贺兰山西坡海拔1848~2707 m范围内选取典型植物群落的乔木、灌木和草本优势种,对不同生活型植物叶片C、N和P含量及比值进行比较,并对这些化学计量指标与14个环境因子的关系进行分析。结果表明:总体叶片C、N和P含量分别为431.58、15.66和1.79 mg·g^(-1),C∶N、C∶P和N∶P分别为28.62、254.87和9.11。其中,乔木叶片C含量显著(P<0.05)高于灌木和草本,灌木叶片C∶N显著低于草本和乔木,其余化学计量指标在3个生活型间无显著(P>0.05)差异。随年均温升高,乔木叶片N∶P显著升高,灌木叶片C∶P和N∶P显著降低,草本叶片N含量和C∶N分别极显著(P<0.01)降低和升高;随年均降水量升高,灌木叶片N∶P显著升高,草本叶片N含量和C∶N分别极显著升高和降低。土壤含水量和土壤有机碳含量是影响乔木叶片化学计量指标变异的主要环境因子,其中,叶片N含量与土壤含水量以及叶片C∶P与土壤有机碳含量在0.05水平呈负相关,叶片P含量与2个环境因子均在0.05水平呈正相关,而叶片N∶P与2个环境因子分别在0.05和0.01水平呈负相关。土壤速效磷含量和土壤pH值是影响灌木叶片化学计量指标变异的主要环境因子,但仅叶片P含量与土壤速效磷含量在0.05水平呈正相关,叶片C∶P与土壤速效磷含量则在0.05水平呈负相关。土壤含水量、土壤硝态氮含量和土壤容重是影响草本叶片化学计量指标变异的主要环境因子,其中,叶片N含量与土壤含水量和土壤容重在0.001水平分别呈正相关和负相关,叶片C∶N与2个环境因子在0.001水平分别呈负相关和正相关,叶片C∶P与2个环境因子在0.05水平分别呈负相关和正相关,而叶片P含量与环境容重在0.05水平呈负相关。综上所述,贺兰山西坡乔木、灌木和草本植物生长均受N限制,灌木植物生长还受P限制。影响不同生活型植物叶片化学计量指标的环境因子不同,因此,在保护与恢复贺兰山西坡植被时,应针对不同生活型植物制定相应的措施。