呼伦贝尔荒漠草原不同放牧潜力下土壤-植物生态化学计量特征耦合关系分析

以呼伦贝尔非地带性荒漠草原为研究区,分析了不同放牧潜力下植物-土壤生态化学计量变化特征及其耦合关系。结果表明:(1)土壤全磷、植物地上部分磷、氮含量以及植物地下部分氮含量随着放牧潜力的降低而显著增加,土壤碳磷比、氮磷比、植物地上部分碳氮比、碳磷比以及植物地下部分碳氮比变化趋势相反。(2)在高放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量之间显著关系数量最少;在中放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量特征之间显著关系数量最多;低放牧潜力下的植物生态化学计量特征仅与土壤有机碳及碳氮比的相关关系显著。综上,呼伦贝尔非地带性荒漠草原在中放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量特征耦合关系相比于其他阶段最为显著;植物及土壤中的氮、磷元素含量在所有生态化学计量特征中最为关键,尤其是植物根系与土壤生态化学计量特征具有较强的协变关系。

气候变化情景下中国荒漠锦鸡儿潜在适生区的时空变化分析

荒漠锦鸡儿是一种强旱生矮灌木,主要分布在荒漠草原和草原化荒漠中。该研究以植物志和数字标本库中获取的130条记录生成的荒漠锦鸡儿分布记录样点图为基础,运用组合模型(ESDM)模拟荒漠锦鸡儿在末次冰盛期、全新世中期、当前和未来(2030s)气候情景下的潜在地理分布,通过ArcGIS计算适生区面积及质心迁移轨迹,探讨末次冰盛期以来气候变迁对荒漠锦鸡儿分布的影响,为气候变化背景下荒漠锦鸡儿的保护提供理论基础。结果表明:(1)降水因子对荒漠锦鸡儿分布的影响高于温度因子和地形因子。(2)当前荒漠锦鸡儿的中、高适生区面积为10.172×10^(5) km^(2),质心位于阿拉善左旗。(3)末次冰盛期质心向东南迁移至全新世中期质心,继而向东北迁移至当前质心,荒漠锦鸡儿能较好地适应末次冰盛期寒冷干燥的环境。(4)在未来RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0情景下,荒漠锦鸡儿中、高适生区面积均成增加趋势,但RCP8.5情景下的适生区面积却比当前减少了1.981×105 km^(2)。研究推测,轻度的气候变暖有利于荒漠锦鸡儿的生存与分布。

吉林省查干湖地区植物资源及区系特征

为探究吉林省查干湖地区植物资源组成及其区系特征,对查干湖地区野生维管植物的资源组成、生活型谱、水分生态类型及区系地理成分进行分析研究。结果表明,吉林查干湖地区共有野生维管植物578种,隶属于79科283属,其中包括蕨类植物2科2属4种,裸子植物2科2属2种,被子植物75科279属572种;其生活型谱可划分为5种类型,以多年生草本植物为主,共364种植物,占物种总数的62.98%;水分生态类型可划分为8种类型,以典型中生植物为主,共267种植物,约占物种总数的46.19%;植物区系地理成分划分为10个一级分布区类型,以东古北极分布种为主,共189种植物,约占物种总数的32.70%;查干湖地区野生维管植物可划分为食用植物、药用植物、饲用植物、纤维植物、观赏植物、生态功能植物、有毒植物、其它资源植物共8种类型,其中药用植物资源最为丰富,约占物种总数的76.12%。研究表明,吉林查干湖地区野生维管植物资源丰富,物种组成、生活型谱、水分生态类型以及地理区系均具有明显的多样性,通过对区域内植物资源的全面梳理和系统分析,为该地区的野生植物资源保护及合理利用提供重要的科学依据。

沙埋、干旱及盐碱胁迫对苦豆子种子萌发的影响

【目的】探究沙埋、干旱以及盐碱3种单因素胁迫如何影响苦豆子(Sophora alopecuroides)种子萌发特性,揭示3种胁迫在不同梯度变化下与苦豆子种子萌发特性的关系。【方法】以苦豆子为研究对象,首先将2种中性盐(NaCl、Na2SO4)和2种碱性盐(NaHCO3、Na2CO3)按一定摩尔比例分为A、B、C 3组进行混合,每组中碱性盐比例逐步提高,配置完成后,在每组处理内设置6个土壤含盐量水平,依次为:0(CK)、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%;干旱胁迫共设置5个梯度,按田间持水量百分比设置,分别为20%±5%、35%±5%、50%±5%、65%±5%、80%±5%;沙埋胁迫共设置4种沙埋深度,分别为0、2、4、6 cm。【结果】1)过深的沙埋会严重影响苦豆子种子萌发,6 cm的沙埋胁迫下无种子萌发,最适萌发条件为2 cm沙埋。2)干旱胁迫对苦豆子的发芽势有显著影响,但对发芽率和发芽指数无显著影响。3)中性、低碱性和高碱性3种盐碱类型对苦豆子萌发未见显著影响。4)苦豆子种子的发芽指数、发芽势和发芽率与沙埋深度和土壤含盐量呈显著负相关(P<0.05),但与土壤水分并无显著的相关性。【结论】苦豆子种子萌发受沙埋深度及土壤含盐量影响较大,沙埋深度以2 cm的轻度沙埋为宜,在水分条件较好的低盐碱土壤环境中苦豆子的种子萌发效果最佳。适当的胁迫条件能够对苦豆子种子萌发产生一定的积极作用,但需要注意合理控制胁迫程度,以期更好地发挥苦豆子作为生态修复植物所具有的生态和经济价值。

典型草原建群种长芒草(Stipa bungeana)在中国的潜在分布范围预测及主要影响因子分析

以广泛分布在中国北方典型草原的建群种长芒草为研究对象,利用Maxent模型对长芒草在中国当前及未来气候变化下的潜在分布区进行预测并对主要影响其分布的环境变量进行分析,结果表明,采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)对模型精度进行检验所得到的训练数据与测试数据的受试者工作特征曲线面积(areaunder ROC curve,AUC)分别为0.962和0.950,表明模型预测结果可靠,当前中国长芒草高适宜性分布区主要有5个,分别为黄土高原分布区、泰山-沂蒙山分布区、横断山分布区、藏南谷地分布区及天山分布区。在RCP2.6(representative concentration pathways 2.6)和RCP8.5(representative concentration pathways 8.5)两种气候情景模式下预测得到的2070年长芒草最适宜的潜在分布区有逐渐缩小的趋势。Jackknife检验对主导环境变量的筛选结果显示,影响长芒草分布的主要环境变量有地形粗糙度指数(terrain roughness index,tri)、9月降水量(precipitation 09,prec09)、气候湿度指数(climatic moisture index,topowi)、2月最高温度(maximum temperature 02,tmax02)、12月降水量(precipitation 12,prec12)和12月平均温度(average temperature 12,tavg12)。结果可为气候变化背景下中国典型草原的可持续管理提供科学依据。

呼伦贝尔典型草原群落退化对其物种多样性及生物量的影响

采用样带和样地相结合的方法,在呼伦贝尔典型草原划定65个样地,根据群落调查结果,基于群落各层优势种对各样地的群丛进行划分,并首次采用草原群落退化指数(SCDI)对草原群落退化程度进行分级;在此基础上,分析了草原退化程度对物种多样性及生物量的影响。结果显示:依据SCDI值可将呼伦贝尔典型草原群落分为4个等级,即未退化草原(Ⅰ级,0.00<SCDI≤0.40)、轻度退化草原(Ⅱ级,0.40<SCDI≤0.65)、中度退化草原(Ⅲ级,0.65<SCDI<1.00)和重度退化草原(Ⅳ级,SCDI≥1.00);各等级样地的优势种存在一定差异,分别对应5、15、12和12个群丛。随草原退化程度(SCDI值)的增大,草原群落的物种丰富度(S)、Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(P)、地上生物量和枯落物生物量均逐渐降低,且在不同等级退化草原群落间存在显著差异,但Pielou指数(J)和地下生物量无显著变化。相关性分析和曲线拟合结果显示:除J值外,SCDI值与物种多样性的其他指标和生物量指标均呈极显著或显著负相关,且这些指标与SCDI值的拟合曲线均为一元二次方程。Ⅰ级退化草原群落的S值、H′值和生物量指标以及Ⅱ级退化草原群落的P值整体均较高,Ⅳ级退化草原群落的S值、H′值、P值、地上生物量和枯落物生物量以及Ⅲ级退化草原群落的地下生物量整体均较低。综合分析结果表明:呼伦贝尔草原退化主要对草原群落的物种多样性、地上生物量和枯落物生物量有较大影响,但对群落物种均匀度和地下生物量无明显影响;气候变化和过度放牧是导致呼伦贝尔草原退化的主要原因。此外,本研究采用SCDI值衡量草原群落退化程度,其定义为群落的相对盖度、相对高度和相对总生物量加权平均值的倒数,该指标消除了因单一指标计算造成的数据误差,是一个衡量草原退化程度的可量化综合指数。

呼伦贝尔沙地北部沙带植物群落分布格局与土壤特性的关系

研究呼伦贝尔沙地植物群落与土壤特征相互关系有助于促进中国北方的生态恢复与重建工作。分析了呼伦贝尔沙地北部沙带58个样地174个样方的植物和土壤的调查数据,调查到94种植物,分属于26科64属,其中菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、豆科(Leguminosae)和蔷薇科(Rosaceae)为前四大科,占总物种数55.33%。采用Ward系统分类法,将所调查植被分为4类。寸草薹-二裂委陵菜群落(Carex duriuscula-Potentilla bifurca)Tsallis多样性最高,冰草-星毛委陵菜-糙隐子草群落(Agropyron cristatum-Potentilla acaulis-Cleistogenes squarrosa)Tsallis多样性最低。不同植物群落间土壤物理特性有显著差异,化学特征差异不显著。随着土层深度的增加,各群落土壤全氮、全磷、有机质含量逐渐降低,表聚现象明显,脚薹草-贝加尔针茅群落(Carex pediformis-Stipa baicalensis)和冰草-星毛委陵菜-糙隐子草群落养分层次特征显著,羊草群落(Leymus chinensis)和寸草薹-二裂委陵菜群落养分层次特征不明显。CCA排序结果表明影响植被群落物种分布的土壤因子有全氮、全磷、有机质、pH和土壤水分,其中深层土壤全氮、全磷、有机质(20~40 cm土层)的作用最显著。呼伦贝尔沙地北部沙带植物群落分布存在较显著差异,呈现出斑块状分布规律,而土壤养分对植被群落格局具有重要影响。