放牧干扰下两河源牧区草地群落多样性与生物量的关系及变化

放牧会影响植物群落特征及地上生物量与多样性之间的关系,是近年来草地生态系统研究的热点问题。本研究以两河源牧区草地为例,基于60个采样点,采用样方法对该牧区的草地植被进行调查,使用α-多样性指数测度分析了放牧对植物群落结构特征的影响,探讨植物群落物种多样性与地上生物量之间的关系及变化。结果表明:1)在自然放牧条件下,两河源牧区植物科属种数量降低,植物群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.01),密度呈上升趋势(P<0.01)。2)放牧显著降低了植物群落地上生物量(P<0.01)。其中,禾草类植物群落地上生物量降低,杂草类植物群落地上生物量提高,豆科类植物群落地上生物量的变化不大。3)放牧对两河源牧区植物群落产生了显著的影响,导致植物群落物种丰富度、优势度和多样性降低,但群落物种数量的分布更加均匀。4)植物群落地上生物量与Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Alatalo均匀度指数呈极显著正相关关系(P<0.01),与Simpson优势度指数呈极显著负相关关系(P<0.01)。放牧干扰下,植物群落地上生物量与物种多样性之间的关系依然显著。因此,在草地的管理和维护中,应考虑放牧对植物群落结构特征的影响,根据当地实际情况做出合理的应对政策。研究结果为两河源牧区草地维护、管理及生态系统的可持续发展提供理论依据。

海拔梯度对两河源自然保护区草地群落组成及多样性影响

【目的】为探讨随海拔增加,草地群落的数量特征如何变化以及物种多样性指数受海拔的影响程度。【方法】对两河源自然保护区海拔1500~2500 m的区域运用Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Alatalo指数进行分析。【结果】两河源自然保护区共有草类植物123种,隶属于43科101属,冰草(Agropyron cristatum)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)和草原老鹳草(Geranium pratense)是本区域的优势种。草地植物的数量结构随海拔梯度的增加表现为先下降后升高再下降再升高趋势,海拔梯度与多样性各指数均表现为极显著相关(P<0.01),其中Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数均表现为随海拔升高而增加,但Alatalo指数随海拔升高而降低。【结论】随海拔梯度升高,草地群落数量结构及特征呈波动趋势且海拔梯度变化对群落多样性影响较大,其中菊科、茜草科、蔷薇科、紫草科草类植物宜作为生态恢复与草地重建的首选种。

阿勒泰林区不同草地群落特征对水热因子的响应

[目的]探讨阿勒泰林区不同草地群落植物物种丰富度(SR)对年平均温度(MAT)、降水(MAP)、海拔的响应,为该区退化草地恢复与管理提供科学依据。[方法]选取阿勒泰林区600~3914 m范围内的5种草地类型作为研究对象,采用样方法对165个样方的物种名录进行了调查,分析了各类草地植物科属种的变化特征。[结果](1)在新疆阿勒泰林区草地中,菊科、禾本科和豆科为优势科,其中碱茅属、蒲公英属、羽衣草属和发草属表现为优势属;(2)物种丰富度(SR)在不同草地变化有所不同,山地草甸草原物种丰富度最高(8.86),而高寒草甸(4.75)最低。(3)全部样地SR与MAP,MAT和海拔呈线性关系;在荒漠草原的SR与MAP和MAT的关系表现为先增加后降低的趋势,同时与海拔呈现先降低再增加的变化趋势。在山地草原中,其SR与MAP,MAT无明显相关性,与海拔的关系呈峰型分布。山地草甸草原的SR与MAP、海拔无明显相关性,与MAT的关系呈峰型分布。山地草甸的SR与MAP、海拔无相关性,与MAT呈峰型关系;高寒草甸的SR与MAP、海拔均呈先降低后增加的趋势,与MAT呈峰型关系。[结论]不同草地类型对温度、降水响应的差异是由于植被类型和温度、降水的空间分异性造成的;而不同海拔梯度水热条件不同,导致物种丰富度之间存在一定差异。

地形对阿尔泰山草地植物群落物种多样性的影响

阿尔泰山草地是新疆草地生态系统的重要组成部分,在维护生物多样性、涵养水源、保持水土等方面具有重要作用。本研究以布尔津林区草地为研究对象,采用典型样地调查法,分析了地形因子对植物群落物种多样性的影响。结果表明:(1)随着海拔升高,草地植物群落物种丰富度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现先升高后降低再升高的趋势,Alatalo指数随着海拔升高呈现先降低后升高再降低的趋势。Shannon-Wiener指数和Simpson指数与海拔存在显著相关性,Margalef指数和Alatalo指数与海拔不存在显著相关性。(2)随着坡度逐渐增大,草地植物群落物种丰富度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现先升高后降低的“单峰”格局,Alatalo指数随着坡度增大呈现先降低后升高的“U”型格局。Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Alatalo指数与坡度存在显著相关性,Margalef指数与坡度不存在显著相关性。(3)不同坡向草地植物群落物种多样性明显不同,阴坡草地植物群落物种丰富度和物种多样性明显高于阳坡。Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Alatalo指数与坡向存在显著相关性,Simpson指数与坡向不存在显著相关性。以上结果可为布尔津林区草地植物群落物种多样性保护及可持续发展提供理论依据。

2000~2019年山西省植被覆盖度时空变化特征及地形因素分析

【目的】探究山西省植被覆盖度时空变化特征以及地形因子对植被覆盖度的影响,为该地区态环境建设和保护提供依据。【方法】利用年度NDVI数据、DEM影像,运用像元二分模型法、一元线性回归模型并结合空间叠加分析,研究了2000~2019年山西省植被覆盖度在时间和空间上的动态变化及其与地形因子的关系。【结果】山西省植被覆盖度在空间分布上表现出自西北向东南呈现出由低到高再到低的趋势,其中植被覆盖度分布面积较高的有阳泉市、长治市和晋城市等,且2000~2019年植被覆盖度改善的面积要大于退化的面积;2000~2019年山西省植被覆盖度整体呈现上升趋势,增长速率为每年0.196%,由低覆盖、中低覆盖和中覆盖向中高覆盖和高覆盖转变;从地形因素来看,植被覆盖度受坡向的影响较小,但受坡度和高程的影响较大,随着坡度和高程的增加,植被覆盖度呈上升趋势。【结论】2000~2019年植被覆盖度整体表现增加的趋势,植被改善较好。植被覆盖度变化在坡度、高程地形条件下差异显著,在坡向地形条件下差异不明显。

阿尔泰山布尔津林区不同草地类型物种和生产力关系及随海拔变化特征

阿尔泰山草地是新疆草地生态系统的主体,不同草地类型物种多样性和生物量的关系及沿海拔梯度的空间分布格局在气候变化及人为干扰的双重影响下已发生重大变化,为明晰海拔对物种多样性和生物量的影响,本研究以布尔津林区5种草地类型为研究对象,调查137个样地的物种名录,分析不同草地植物科属种的变化特征,探讨不同草地类型物种多样性和地上生物量的相互关系及其垂直变化特征。结果表明:1)荒漠草原以禾本科、菊科、豆科为主要优势科;山地草原与山地草甸以伞形科、禾本科、百合科为主要优势科;山地草甸草原与高寒草甸均以禾本科、毛茛科、百合科为主要优势科,但所占比例不同。2)植物在科属种水平上数量的变化特征均为山地草原>高寒草甸>山地草甸草原>荒漠草原>山地草甸。3)地上生物量与Alatalo均匀度指数仅在荒漠草原中具有显著正相关关系(P<0.05);除山地草甸草原外,地上生物量与Shannon-Wiener多样性指数均呈显著正相关关系(P<0.05);荒漠草原与山地草甸中的地上生物量与Margarlef丰富度指数呈显著正相关关系(P<0.05);Simpson优势度指数与地上生物量只在荒漠草原和山地草原中呈显著正相关关系(P<0.05)。4)在海拔1100~2400 m,随着海拔上升,各种物种多样性指数均呈先上升后下降再上升的趋势;地上生物量呈现先下降后上升的“V型”格局。研究结果为布尔津林区草地管理、维护以及为我国西北干旱区草地生态安全提供数据支撑。

塔里木河下游胡杨木质部形成过程及其对水热因子的响应

为深入了解水热因子对胡杨木质部形成的影响,本研究以塔里木河下游英苏断面胡杨为例,在距离塔里木河河道100和1500 m的监测井F2和F10周围选取胡杨微树芯样本,采用木材解剖学方法,分析了胡杨木质部解剖特征及其对水热因子的响应。结果表明:在整个生长季,两样地的胡杨木质部解剖总导管面积与导管数量动态变化趋势基本一致。胡杨导管数量随地下水埋深增加呈缓慢上升趋势,总导管面积随地下水埋深增加呈先增加后下降的趋势。胡杨木质部总导管面积、最小导管面积、平均导管面积和最大导管面积4个指标随生长季气温升高而显著增大。地下水位和气温对胡杨木质部不同生长阶段的贡献率不同。在生长季前期,气温对胡杨木质部导管数量和总导管面积影响贡献最大;在生长季中期,气温和地下水共同作用影响各导管参数;在生长季后期,地下水对导管数量和总导管面积影响贡献最大。敏感度分析得出,胡杨木质部导管数量变化的敏感地下水埋深为5.2 m,总导管面积变化的敏感地下水埋深为5.9 m;胡杨木质部总导管面积的敏感气温为22.0℃,平均导管面积的敏感气温为18.5℃。因此,影响木质部生长敏感的地下水位区间为5.2~5.9 m,敏感气温为18.5~22℃。本研究可以为塔里木河下游胡杨林恢复与保护提供科学依据。