甘南高寒草甸坡向梯度对植物群落功能多样性的影响

植物群落功能多样性对于维持生态系统功能具有十分重要的意义。该研究以青藏高原高寒草甸植物群落为研究对象,运用R软件程序包(FD、Vegan)与单因素方差分析法,分析高寒草甸不同坡向植物群落功能多样性的变化及其与环境因子的关系,以揭示微生境梯度上植物对环境的适应策略以及群落种间功能特征及生态系统内部结构和功能的变化机制。结果显示:(1)青藏高原高寒草甸的北坡和西北坡的物种丰富度、植物株高、比叶面积、叶片有机碳、叶片氮以及叶片磷显著高于其他坡向,且坡向间差异显著(P<0.05)。(2)在北坡到南坡的变化中,功能丰富度差异比较明显(P<0.05),株高、比叶面积、叶片有机碳、叶片氮及叶片磷等功能丰富度均呈递减趋势。(3)北坡的株高功能均匀度、西北坡比叶面积、叶片有机碳、叶片氮及叶片磷等功能均匀度均显著高于南坡,且多元性状功能均匀度在坡向间差异显著(P<0.05)。(4)北坡的比叶面积、叶片氮功能离散度及西北坡的株高、叶片有机碳、叶片磷等功能离散度均高于南坡,且坡向间差异显著(P<0.05)。(5)植物群落功能多样性与土壤含水量、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷呈显著正相关关系(P<0.05),与坡度、土壤pH、土温、照度呈显著负相关关系(P<0.05)。

兰州北山不同植被土壤可培养微生物丰度变化特征及影响因素

以黄土高原中部的兰州北山为对象,通过野外取样和室内分析,动态监测黄土高原半干旱区两种人工林地生态系统的微生物类群分布规律.结果表明:试验区环境因子差异较大,林地土壤含水量、有机碳、全氮均高于荒地.全磷随植被类型变化差异不显著,随季节变化差异显著.土壤温度夏季>秋季>春季>冬季,土壤容重与有机碳、全氮含量呈显著负相关.不同植被类型土壤微生物丰度四季变化趋势为:细菌>放线菌>真菌的分布规律.微生物类群总数整体表现为林地高于荒地.回归分析显示:土壤pH值与细菌数量、放线菌数量及微生物总数均呈显著正相关(P<0.05),而与真菌呈显著负相关(P<0.05);土壤容重与真菌数量呈显著负相关(P<0.05);土壤温度与细菌、真菌及微生物总数均表现出显著正相关(P<0.05).通径分析表明,pH值对细菌数量的直接通径系数最大,容重对真菌数量的直接通径系数最大,土壤含水量对放线菌数量直接通径系数最大.研究显示,兰州北山植被恢复区土壤的有机碳、全氮、全磷等林地高于荒地,表明植被恢复对微生物的数量与种类有影响,且混交林的造林方式适宜兰州北植被恢复.

兰州市北山不同林地春夏季土壤纤毛虫群落特征

为了研究兰州市北山绿化工程的植被恢复状况,于2016年4月和7月,对北山罗九公路绿化工程区的人工林及荒坡、半荒坡共6个样点进行野外调查采样,分析土壤纤毛虫群落组成及其影响因素。研究结果表明:(1)春季有10纲21目34科44属80种,夏季10纲21目38科54属104种。春夏季的优势类群均为尖毛科(Plagiocampidae),优势种为膨胀肾形虫(Colpoda inflate)和盘状肾形虫(Colpoda patella)。(2)土壤纤毛虫的丰度、物种数和多样性指数夏季高于春季,且人工林样点的土壤纤毛虫的丰度、物种数和多样性指数均高于荒坡;(3)春季土壤有机碳、土壤温度和电导率是影响土壤纤毛虫物种数分布的主要环境因子;夏季土壤有机碳、土壤温度及pH是影响土壤纤毛虫物种数分布的主要因子。总体而言,人工林土壤恢复较荒坡、半荒坡好,而人工林中杨树林和侧柏林的土壤环境质量较优。

皋兰老虎台红砂种群在不同坡向的空间格局及关联性

种群的空间格局是研究植物种群相互作用及种群与环境关系的重要方法。红砂(Reaumuria soongarica)是黄土高原半干旱区的主要物种,通过野外的群落调查,运用空间点格局分析法中的Ripley K函数,分析甘肃皋兰老虎台荒漠植被不同坡向红砂种群的空间分布格局与种内关联。结果显示:红砂种群为增长型种群,其在不同坡向的分布具有显著差异;南坡及西南坡坡向上,红砂种群Ⅰ、Ⅱ级个体在小尺度上呈显著聚集分布,随着龄级及空间尺度的增加,红砂种群聚集强度逐渐减弱,最后趋于随机分布。西坡、西北坡坡向上生长大量的蓍状亚菊(Ajania achilloides)和短花针茅(Stipa breviflora)等对红砂的生长造成抑制并加剧种间竞争,各级红砂种群的分布格局均以随机分布为主。不同坡向上,红砂种群Ⅰ、Ⅱ龄级个体之间在小尺度内表现为负关联,随着尺度增加关联度降低,Ⅲ、Ⅳ龄级与Ⅰ、Ⅱ龄级个体之间呈显著的负关联,而Ⅲ、Ⅳ龄级之间没有明显关联性,表明龄级相近的个体在空间分布上是相互独立的。综上所述,在黄土高原半干旱区,影响红砂种群分布的主要因素除了其自身的生物、生态学特性外,微生境的影响也十分重要。

青藏高原东缘高寒草甸土壤纤毛虫群落的季节变化特征

土壤纤毛虫是土壤微型生物系统的重要组成部分,在生态系统的物质循环和能量流动中发挥着重要作用。研究青藏高原高寒草甸土壤纤毛虫群落的季节变化特征,有助于认识区域及全球变化对土壤动物群落结构及其多样性的影响,可为退化生态系统的恢复评价提供科学依据。于2015年4月、7月、9月和12月在甘南合作市附近的高寒草甸选取典型样地,采用"非淹没培养皿法"、"活体观察法"等测定土壤纤毛虫物种数和密度,同时测定了土壤含水量、土壤温度、光照度、pH值及土壤养分等相关环境因子。结果表明,春夏秋冬土壤环境因子变化有显著差异,4个季节分别检出纤毛虫97、141、105、78种,其中,旋毛纲(Spirotrichea)和裂口纲(Litostomatea)为优势类群。Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pieluo指数均为春季相对较高,Margalef指数、物种数和丰度均为夏季最高,纤毛虫的垂直分布具有表聚性。土壤纤毛虫群落结构和环境因子的冗余分析表明,土壤温度、全磷含量、光照度和含水量等均影响了甘南高寒草甸土壤纤毛虫群落的分布,其中土壤温度是关键限制因子。该研究结果有助于深入理解和准确预测高寒草甸牧区的土壤纤毛虫在生态系统养分循环中生态功能的变化特征。

荒漠植物红砂与西北针茅种群的空间格局及其关联性

植物种群的空间分布格局及关联性是研究种群扩散、群落演替及生物与环境因子相互作用的重要手段。该研究以甘肃省皋兰县老虎台干旱荒漠区的主要物种——红砂(Reaumuria songarica)和西北针茅(Stipa sareptana var.krylovii)为对象,采用Ripley K函数分析了不同坡向红砂和西北针茅种群的点格局特征及其关联性,以揭示干旱荒漠区植物演替过程中优势种群之间的竞争关系和生存繁衍策略。结果表明:(1)红砂和西北针茅在4个坡向上的分布格局具有显著差异性,随着坡向由西北坡向南坡的转变,红砂种群的株数、盖度及重要值先增加后降低,西北针茅种群则不断增加;西北坡向上,红砂种群的空间格局在0～2.1m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增加聚集强度减弱并趋向于随机分布,而西北针茅种群在整个尺度内均呈聚集分布;西坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为随机分布,而西北针茅种群表现为聚集分布;西南坡向上,红砂种群在0～3.7m尺度上表现为聚集分布,3.7～5m的尺度上表现为随机分布,西北针茅种群在0～1m及4.2～5m尺度上表现为随机分布,1～4.2m尺度上表现为聚集分布;南坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为聚集分布,西北针茅种群表现为随机分布。(2)在西北坡与西坡坡向上,红砂和西北针茅种群的空间关联性在小尺度上均表现为负相关关系,随着研究尺度的增大,种间关联度均趋向于不相关;在西南坡与南坡坡向上,两物种在整个尺度范围内均表现为无关联性。

第十八讲 蕹菜(一)

蕹菜,又名空心菜、竹叶菜。系旋花科甘薯属,一年生或多年生草本植物。近年来,随着人民生活水平的提高,蕹菜不仅是解决8-9月淡季供应的蔬菜,而且利用中棚栽培和无土栽培技术生产的优质蕹菜,越来越受到居民和宾馆的欢迎。蕹菜以嫩梢、嫩叶供食,每 100g鲜菜含蛋白质1.9-3.2g,碳水化合物 3.0-7. 4g以及多种维生素。可凉拌、炒食或做汤,还可供药用,有清热解毒、凉血利尿的功效。其适应性强,春夏秋季均可栽培。 一、生物学特性 （一）植物学性状 蕹菜系浅根系作物,再生能力强,分旱生和水生类型二种。旱生型茎节短,茎扁圆或近圆形,中空,色浓绿或浅绿。水生型茎节较长,节上易生不定根,适于扦插繁殖。蕹菜的子叶对生,呈马蹄形,真叶互生,长卵形,基部叶心脏形成披针状,叶全缘,叶面光滑,叶色浓绿或浅绿,有叶柄。 （二）对环境条件的要求 蕹菜可用种子繁殖,也可用嫩茎繁殖。种子在15℃左右开始发芽,种藤腋芽萌发初期要求在30℃以上。南方用嫩茎繁殖较多。长至有4-5片真叶的幼苗期,温度要保持在20-25℃,10℃以下生长受阻。茎叶生长适温为25-35℃,温度较高,茎叶生长旺盛,采摘时间越短。蕹菜能耐35-40℃的高温,但不耐霜冻和低温,遇露茎叶即枯死,10℃以下茎叶停止生长。 蕹菜喜较高的空气湿度和湿润的土壤。干旱?

黄土高原中部三种典型绿化植物光合特性的季节变化

为探讨黄土高原中部绿化植物的光合生理特性,了解不同季节植物的光合生理适应机制,运用Li-6400XT便携式光合仪,对兰州北山3种典型绿化树种山杏(Prunus sibirica)、刺槐(Robinia pseudoacacia)及新疆杨(Populus alba)在不同季节的光合响应曲线及光合日变化进行了测定。结果表明:(1)山杏和刺槐净光合速率(Pn)日变化呈"单峰"曲线,新疆杨Pn日变化呈不对称的"双峰"曲线。(2)山杏、刺槐及新疆杨均在夏季有较高的最大净光合速率(8.29、8.79、12.94μmol·m^-2·s^-1),秋季有较高的表观量子效率(0.058、0.032、0.073μmol·μmol^-1)和较低的光补偿点(8.69、3.44、4.72μmol·m^-2·s^-1)及暗呼吸速率(0.48、0.11、0.33μmol·m^-2·s^-1),光饱和点在季节间有显著性差异。(3)水分利用效率整体表现为山杏和刺槐在秋季较高(1.97、4.66μmol·mmol^-1),新疆杨夏季较高(7.29μmol·mmol^-1)。(4)新疆杨净光合速率及水分利用效率较高,对光的适应范围较广,刺槐利用强光的能力较强,水分利用效率居中,山杏耐荫性较高,水分利用效率较低。(5)通径分析表明,在春季大气湿度(RH)、土壤温度(Ts)、大气温度(Ta)均对3种植物Pn起抑制作用;夏季中山杏和刺槐与春季相同,所研究的4种环境因子均对新疆杨Pn起促进作用;在秋季3种植物Pn均表现为受到Ts正促进影响,受到PAR、RH、Ta抑制作用。综上,3种绿化树种随季节变化表现出积极的生长模式,其中新疆杨对生境的适应性强于山杏和刺槐。本研究结果可为半干旱区造林绿化树种的引种栽培和应用推广提供依据。

甘南亚高寒草甸稀有种对物种多样性和物种多度分布格局的贡献

稀有种不仅影响群落的物种多度分布格局,同时也是α多样性的重要贡献者。本研究主要通过加性分配和Fortran软件的RAD程序包拟合的方法,研究了甘南亚高寒草甸不同坡向物种多样性及多度分布格局的变化,分析了物种多度分布格局及其α多样性的变化特征,确定了稀有种在物种多度分布格局中的相对贡献。结果表明:(1)在南坡到北坡的变化中,环境因子差异比较明显,其中,土壤全磷、有机碳、速效磷、碳氮比及含水量呈递增趋势;土壤氮磷比和pH值呈递减趋势;土壤全氮在西坡显著低于其他坡向,而速效氮在所有坡向上差异不显著。(2)稀有种对群落物种多样性的影响在南-北坡向梯度上依次增大,去除稀有种的影响在各坡向均高于去除非稀有种,可见,稀有种在甘南亚高寒草甸物种多样性中的相对贡献高于非稀有种。(3)各坡向的稀有种资源获取模式以随机分配占领模式(random fraction模型)为主,而非稀有种则以生态位优先占领模式(geometric series模型)为主。由于稀有种有较大的扩散率,在物种多样性较高的生态系统中,物种之间的生态位重叠会更加明显,从而抑制物种多样性的增加,因此能达到维持原有物种多样性的目的。

基于Ripley’s K(r)函数的荒漠锦鸡儿种群分布格局

运用点格局分析法中的Ripley K函数,对甘肃中部地区的皋兰县老虎台不同坡向的典型植被荒漠锦鸡儿(Caragana roborovskyi)种群不同龄级的空间格局及其关联性进行分析。结果表明:荒漠锦鸡儿Ⅰ、Ⅱ级种群在整个种群中占优势,种群更新状况较好,属增长型种群。在北坡,Ⅰ级荒漠锦鸡儿种群在整个研究尺度内呈聚集分布状态,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级种群呈随机分布状态;在西北坡,Ⅰ级种群呈明显聚集分布,Ⅱ级在小尺度聚集分布,大尺度呈随机分布状态,Ⅲ、Ⅳ级种群在任何尺度均表现为随机分布状态;在西南坡,所有龄级的荒漠锦鸡儿在各个尺度内均呈随机分布状态。不同坡向,Ⅰ、Ⅱ级种群在小尺度表现为负相关,随尺度增加最终呈不相关状态,Ⅲ、Ⅳ级在整个研究尺度内均为不相关,其他龄级种群之间均为负相关状态。荒漠锦鸡儿种群的自然更新不仅受种间、种内竞争的影响,同时也与不同坡向的生境状况有关。在甘肃中部干旱区采用荒漠锦鸡儿对水土流失地进行恢复重建时,灌木间的株行距在西南坡、南坡以4 m为宜;在西北坡、北坡以3 m为宜。

黄土高原中部红砂与荒漠锦鸡儿种群空间分布格局及关联性

植物种群的空间分布格局与关联性是研究植物种群之间相互作用及种群与环境关系的重要手段。以甘肃省皋兰县老虎台干旱荒漠区的主要物种——红砂(Reaumuria songarica (Pall.) Maxim.)与荒漠锦鸡儿(Caragana roborovskyi Kom.)为对象,采用Ripley K函数分析了不同坡向红砂和荒漠锦鸡儿种群的点格局特征及其关联性,以揭示干旱荒漠区植被演替过程中优势种群之间的竞争关系和生存繁衍策略。结果表明:红砂与荒漠锦鸡儿种群在3个坡向上的分布具有显著差异,随着坡向由西北坡向西南坡的转变,红砂种群的株数与盖度不断减少,而荒漠锦鸡儿种群则不断增加。在西北坡,红砂种群在0～5 m范围内表现为随机分布,而荒漠锦鸡儿种群以聚集分布为主;在西坡,红砂与荒漠锦鸡儿种群均呈随机分布;在西南坡,红砂种群在0～5 m范围内呈聚集分布,而荒漠锦鸡儿种群呈随机分布。西北坡的红砂与荒漠锦鸡儿在研究尺度内呈负相关;两种物种在西坡0～5 m内无关联;在西南坡,红砂和荒漠锦鸡儿种群在0～1.3 m范围内为负关联,在1.3～5 m范围内则为无关联。研究结果有助于我们认识本地区植物的种内与种间竞争过程、多样化的生态策略及群落演替趋势。

甘南高寒草甸群落的物种-多度关系沿坡向的变化

物种-多度格局研究是揭示群落组织结构和物种区域分布规律的重要手段。该研究以青藏高原东北部的甘南高寒草甸为研究对象,基于野外调查和室内分析,研究了不同坡向的环境因子、植物群落分布,并利用RAD软件程序包对其进行了拟合分析。结果显示:在南坡-北坡上,土壤含水量从南坡(0.18g·g^-1)到北坡(0.31g·g^-1)呈现递增的趋势,土壤温度从南坡(22.33℃)到北坡(18.13℃)以及光照强度从南坡(744.15 lx)到北坡(681.93 lx)均呈逐渐减小的趋势。物种-多度分布曲线的斜率从南坡向北坡依次减小。随着坡向由南向北转变,物种-多度和物种多样性都呈递增的趋势。通过6个模型对坡向梯度的物种-多度分布进行拟合发现,甘南高寒草甸区的物种-多度分布主要是以生态位模型为主,其次是随机分布模型。青藏高原高寒草甸微生境梯度上的物种在总体上的资源分配模式是以固定分配模式为主,稀有种的资源分配模式是以随机性模型为主,常见种的资源分配模式则是以确定性模型为主。