太白山红桦种群不同发育阶段的空间格局与关联性

以太白山1 hm2红桦林样地资料为基础,运用点格局分析方法中的单变量O-ring函数和双变量O-ring函数对红桦种群不同发育阶段的空间格局及关联性进行分析。结果表明:太白山红桦林多为成熟林和过熟林,林下幼苗、幼树极少,而受到一定砍伐干扰的林下红桦更新较好;红桦不同发育阶段的分布格局各异,幼树的聚集性最强,中树表现出一定的聚集性,而大树主要表现为随机分布;红桦幼树与大树在0～15 m尺度空间内多呈负关联,幼树与中树及中树与大树空间分布上总体无显著关联性。以上结果表明:红桦种群强烈依赖于干扰进行斑块集群更新,其更新不仅受种间竞争的影响,同样受种内竞争的制约,最终导致成熟的红桦林更新极差,呈现衰退趋势。选择性择伐大树或者枯树可以促进红桦种群的局部稳定性。

太白山森林群落和林下草本物种变化的环境解释

采用典范对应分析(CCA)、Pearson相关分析、冗余分析(RDA)分别研究了不同环境因子对太白山森林群落及林下草本物种组成、多样性、功能性状等方面的影响。结果表明:(1)9种环境因子对于群落及林下草本物种的组成变化的解释程度不高,分别为23.9%和21.1%,但与海拔和土壤含水量紧密相关的CCA 1轴能大致区分高、中、低海拔样方的群落所有物种和草本植物的组成差异。(2)沿海拔梯度,群落所有物种的α多样性先增加后降低,林下草本物种α多样性沿海拔梯度有下降趋势,但二者都与坡度(Slope)及木本层盖度(WCD)无关。(3)海拔是决定森林群落及林下草本层物种功能性状值变化的主要因子,与海拔密切相关的RDA1轴能解释森林群落和林下草本物种性状值变化的71.2%和54.7%,林下草本植物与群落的最大株高(Hmax)变化模式不一致。

小陇山人工油松林径级结构及林下植物多样性研究

采用典型样方法获取样地数据,并根据径级分布、物种重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数对小陇山人工油松林进行分析。结果表明:油松林中小径级林木较多,缺乏大径级林木;林下更新物种丰富,共包含47个科98个属112种;Gleason丰富度指数随着林龄和郁闭度增加而减小,且从阴坡向阳坡逐渐升高;多样性指数Simpson与Shannon-Wiener变化趋势基本一致,与Pielou均匀度指数一样,随林龄的增加而增大,且多样性指数随着郁闭度的增加而减小,从阴坡向阳坡逐渐升高,而均匀度指数受郁闭度和坡向的影响较小。小陇山人工油松林群落总体更新良好。

陕西周至典型森林群落结构和物种多样性特征

【目的】对周至老县城境内杨家沟典型森林群落的结构和物种多样性进行研究,为植被恢复与重建以及生物多样性的保护和编目提供理论依据。【方法】应用双向指示种分析法（TWINSPAN）对森林群落进行分类,以物种丰富度S、Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数为指标,对群落多样性及其随海拔梯度的变化进行分析。【结果】研究区的28个样地可分为9个群落类型;群落多样性顺序为：华山松林〉白桦＋太白杨林〉兴山榆林〉短柄枹栎林〉锐齿槲栎林〉山杨＋糙皮桦林〉油松林〉红桦林〉刺叶高山栎林;该区域的9种森林群落共容纳植物243种,其中蕨类植物4科4属4种,裸子植物2科4属5种,被子植物58科151属234种;物种多样性随海拔梯度呈规律性变化,即在海拔1 525~1 920 m呈上升趋势,在1 920~2 340 m呈下降趋势。【结论】研究区群落受人畜干扰强烈,导致生态系统结构功能退化、生物多样性降低,应采取有效措施减少人为因素对生态系统结构功能和演替过程的干扰与破坏;对现有的中、幼龄林应加强抚育管理,促进其恢复发展。

智能手机植物识别App在植物学教学中的应用

随着智能手机的普及和移动网络的迅猛发展,手机植物识别应用程序(App)已被科研人员、教师学生和广大植物爱好者所了解和应用。文章在简要介绍智能手机植物识别App的基础上,就4款常用的植物识别App对西安校园植物和秦岭野生植物识别情况进行比较,并介绍了植物识别App在植物学课堂教学和实践教学中的应用。手机植物识别App具有及时和便携的优势,将其结合到植物学教学过程中,不仅有助于教学手段、教学内容、教学资料、考核方式的提升和优化,而且对辨识植物物种、濒危植物保护、小课题研究等具有显著的促进作用。将智能手机植物识别App与传统教学方法结合,可提高学生学习兴趣和积极性,发挥学生学习的自主性,提升学生的创新实践能力。

五龙洞国家森林公园太白杨林优势种群生态位

采用Shannon-Wiener生态位宽度指数、生态位重叠指数(Lih、Lhi)和生态位相似比例,对陕西略阳五龙洞国家森林公园太白杨群落进行研究。结果表明,太白杨群落生态位宽度排列顺序为太白杨>鹅耳枥>牛皮桦>华山松>铁木>灯台树>三桠乌药>五角枫>锐齿栎>红桦;生态位重叠指数(Lih、Lhi)大于0.03的种对有64对,占总数的71.1%;生态位相似性比例在0.3以上的种对有31对,占总数的68.9%。表明群落优势种之间生态位具有相当程度的重叠,各优势树种对资源的利用相似程度较大。

子午岭地区草本药用植物种间联结性研究

该研究以子午岭地区桥山林区最常见的几种药用植物为研究对象,通过种间联结系数(AC)、Ochai指数(OI)、Jaccard指数(JI),结合Pearson系数和以及χ2统计量对研究区内的药用草本植物两两之间及药用草本植物与本区常见优势木本植物间的种间联结性进行分析,以了解子午岭地区野生药用植物资源的分布。结果显示:(1)药用草本物种间白头翁与苦参、黄精与沙参显示出极显著的正联结关系,而穿龙薯蓣与刺儿菜、翻白草、祁州漏芦、茵陈蒿、远志,刺儿菜与玉竹,翻白草与黄精,黄精与茵陈蒿则表现出极显著的负联结关系。(2)木本植物与药用草本植物的关系因物种不同而异,其中刺槐与刺儿菜、辽东栎与穿龙薯蓣、辽东栎与玉竹、辽东栎与黄精、白桦与穿龙薯蓣均具有极显著的正联结关系;而刺槐与穿龙薯蓣、玉竹,辽东栎与刺儿菜、翻白草、茵陈蒿、苦参,槲栎与龙牙草、茵陈蒿,白桦与天南星、茵陈蒿,油松与益母草,野胡桃与黄精均具有极显著的负联结关系。(3)基于物种关联性的不同,将药用草本植物划分为3个生态种组。研究认为,种间联结性的研究结果可以反映物种的生理生态特性,对该区药用经济植物的资源开发与利用具有一定参考价值。

秦岭太白山不同林带土壤微生物呼吸速率及其影响因素

为探究森林土壤微生物呼吸对温度的敏感性及其影响因素,在太白山选取典型的4个不同海拔的林带(锐齿栎林、辽东栎林、红桦林、牛皮桦林)的0—10 cm表层土壤为对象,分别在15、25、35℃下进行控温培养实验并测量其土壤呼吸速率、微生物量和胞外酶活性等指标。结果表明:1)在1—20 d与20—72 d时的微生物呼吸速率分别呈现波动下降趋势与缓慢下降趋势,相比于其初始速率平均下降了68%与90%;表明高温在短期内促进土壤呼吸;2)太白山地区土壤温度敏感系数(Q10)随温度的升高而降低;3)在培养过程中,出现15℃和25℃下微生物量先增多后减少,35℃下微生物量一直减少的现象,并且胞外酶是影响土壤微生物呼吸的重要因素,其中BG(β-葡萄糖苷酶)是胞外酶中最重要的影响因子;4)培养72 d以后,BG已无法为微生物生长繁殖提供充足的碳,在25℃和35℃下,由BX(β-木糖苷酶)提供的碳已成为微生物生长繁殖的重要碳源之一。在15℃和25℃下,N是培养前期限制土壤呼吸的因素,C是后期限制因素;在35℃下,N一直是限制土壤呼吸的因素。在15℃和35℃下,土壤呼吸不存在P限制;在25℃的培养前期,P是限制土壤呼吸的因子,而在培养后期不存在P限制。本研究结果阐明抑制土壤碳排放的关键在于抑制土壤微生物呼吸,揭示了在胞外酶驱动下的土壤碳循环特征,为准确预测全球未来气候变化的趋势提供理论基础。

秦岭太白山不同植被带土壤团聚体碳库变化及温度敏感性

森林土壤碳库对全球变暖的响应是气候变暖下预测CO;不确定性的潜在主要来源。然而,不同植被带上各粒径团聚体的SOC矿化的温度敏感性(Q10)及机理尚不明确。收集了中国太白山4个不同海拔的植被带的土壤,将土壤按粒径大小筛分为大、中、小3类团聚体,并进行了100天的土壤培养实验,以监测在3个恒定温度(5℃、15℃和25℃)下土壤呼吸速率、微生物量碳和胞外酶活性等指标。研究表明(1)团聚体占全土比例随粒径增大而增大,而有机碳含量随粒径的增大而减小。(2)随着海拔的升高,大团聚体、中团聚体、小团聚体的惰性碳库比例分别从45.11%、36.37%、64.72%升高到45.71%、38.11%、67.12%,缓效碳库比例分别从28.81%、37.20%、14.54%下降到28.41%、36.16%、13.78%,活性碳库比例从26.06%、26.42%、20.73%下降到25.35%、25.72%、19.09%。(3)各团聚体温度敏感性(Q10)表现出随海拔升高而增加,随温度升高而降低(T1Q10>T2Q10),并且具有惰性碳库Q10>缓效碳库Q10>活性碳库Q10的规律。(4)团聚体的微生物量碳(MBC)随着培养时间,各海拔、各温度下均呈现先升高后下降的趋势。(5)影响碳库和Q10的环境因素包括植被类型、土壤特性、土壤环境、土壤底物,其中植被表现较其他更强。

汉中天坑群两种植物分布新记录

天坑独特的地质地貌孕育了独特的生物类群,认识这些生物类群对于探究物种进化和天坑地质地貌的形成过程尤为重要。本文基于陕西汉中天坑群生物多样性的调查数据,报道了天坑内新发2种陕西省植物分布记录,即爵床科(Acanthaceae)马蓝属(Strobilanthes Blume)的城口马蓝(S.flexa Benoist)和小檗科(Berberidaceae)十大功劳属(Mahonia Nutt.)的小果十大功劳(M.bodinieri Gagnep.)。

秦岭太白山不同海拔锐齿栎林土壤微生物群落的变化特征

【目的】研究秦岭太白山锐齿栎林4种不同海拔土壤微生物多样性及群落组成特征,以期阐明同一植被类型土壤微生物群不同海拔的变化规律及驱动因素。【方法】在秦岭太白山4个海拔梯度(1361.6、1524.2、1630.5和1769.3 m),选取排水较好、坡度较缓、长势适中的3个锐齿栎林标准样地(20 m×20 m),于2016年8月,用“S”型方法于每块样地进行0~10 cm土层的混合取样,利用高通量测序技术测定土壤微生物群落多样性及组成。【结果】1)不同海拔梯度的锐齿栎林土壤细菌多样性(α多样性和β多样性)变化显著,但真菌多样性无显著变化。2)在细菌群落组成中,随海拔升高,放线菌的相对丰度显著降低,而变形菌和疣微菌的相对丰度显著增加,绿弯菌、芽单胞菌和硝化螺旋菌的相对丰度呈先增后降的变化;其他细菌类群如酸杆菌和浮霉菌的相对丰度呈不显著降低。在真菌群落组成中,作为2个优势菌门的担子菌和子囊菌的相对丰度随海拔增加的变化不显著。3)细菌多样性与土壤有机碳(SOC)含量、全氮(TN)含量、C∶P和N∶P显著正相关,其群落组成对海拔梯度的响应差异主要取决于土壤密度、温度、SOC、C∶P和TN;真菌群落多样性及组成受土壤养分差异的影响较小。在植被相同但海拔不同的条件下,受气候及土壤养分的差异影响,细菌群落特征较真菌群落的变化明显。【结论】秦岭太白山锐齿栎林土壤细菌和真菌多样性沿海拔梯度呈先增后减的变化趋势。海拔对细菌群落的影响大于真菌群落。研究结果揭示了秦岭暖温带森林生态系统土壤微生物群落结构和组成的变化特征及影响因素,从而为深入理解森林生态系统土壤有机碳分解的微生物机制提供科学依据。

佛坪自然保护区植物群落数量分类研究

采用双向指示种分析法(TWINSPAN)对佛坪自然保护区植物群落进行研究,将研究区54个样地归并为23个聚组,结合实际生态学意义,依据《中国植被》的分类原则和系统将研究区植物群落划归为7个植被型、24个群落,TWINSPAN数量分类较好地反映了群落分布随海拔和干扰变化的规律。

太白山攀援植物物种丰富度及其沿海拔梯度的分布格局

物种丰富度的海拔梯度格局一直是生态学研究的热点内容。在森林生态系统中攀援植物是一个重要组成部分,秦岭太白山是一个具有代表性的地区,其攀援植物种类丰富且海拔梯度变化明显,但有关攀援植物丰富度的海拔梯度格局鲜有研究。通过收集《太白山自然保护区生物多样性研究与管理》和《秦岭植物志》记录数据,统计分析太白山攀援植物的物种丰富度,并研究比较不同生活型和攀援方式攀援植物物种丰富度沿海拔梯度的变化模式。结果表明:1)秦岭太白山包含攀援植物26科44属103种。其中,草质攀援植物共计15科23属44种,木质攀援植物共计17科25属49种;2)秦岭太白山攀援植物包括4种攀援方式:缠绕、卷须、蔓生和吸附。草质攀援植物种数,缠绕类>卷须类≥蔓生类;木质攀援植物种数,缠绕类>卷须类>吸附类>蔓生类;3)在科、属、种3个水平上,总攀援植物、草质攀援植物和木质攀援植物都随着海拔的升高呈现出明显的单峰分格局,且最大值都出现在1 200~1 400 m的海拔梯度。本研究结论对于深入理解秦岭太白山攀援植物多样性的影响因素以及开展该类群植物的保护利用有一定的参考价值。

我国森林土壤微生物生物量碳的纬度分布特征及影响因子

【目的】探讨土壤微生物生物量碳(MBC)含量的纬度变化规律及驱动因子,以期揭示我国沿纬度分布的森林生态系统中土壤MBC含量变化的效应和机制,为气候变暖条件下阐明土壤MBC周转和固持提供理论依据。【方法】在我国沿纬度选取10个典型森林生态系统,测定0~10 cm土层的MBC含量,并与各非生物因素(气候条件和土壤理化性质指标)进行相关性分析。【结果】森林土壤MBC含量变化范围为(200.57±13.99)~(913.32±39.62)mg·kg^(-1),随纬度降低而降低。MBC含量与土壤的有机碳含量(r=0.64,P<0.01)、砂砾含量(r=0.48,P<0.01)、水解酶活性(r=0.48,P<0.01)、全磷含量(r=0.47,P<0.01)、pH值(r=0.43,P<0.01)、全氮含量(r=0.31,P<0.01)和土壤有机碳化学结构组分中烷基碳含量(r=0.21,P<0.01)极显著正相关,与土壤粉粒含量(r=0.15,P<0.05)和氧化酶活性(r=0.15,P<0.05)显著正相关;还与年均气温(MAT,r=0.31,P<0.01)极显著正相关。【结论】森林土壤的MBC含量随纬度降低而降低,主要影响因素为土壤质地、土壤营养、土壤酶活性和土壤烷基碳含量,其次为年均气温。

汉中天坑群喀斯特生境生物多样性特征及规律

通过野外样方法,从动植物物种结构视角研究了汉中天坑群典型喀斯特生境系统生物多样性的特征及规律。研究发现:(1)垂直方向上由低到高植被依次分布混有常绿阔叶树种的落叶阔叶林带、针叶与落叶阔叶混交林带和亚高山灌丛草甸带等3个植被型组;(2)研究区植物1613种、动物945种,其中单种属或少种属的古老孑遗珍稀濒危植物15科30种,野生珍稀濒危动物25种,具有明显的暖温带向亚热带过渡的特点,是我国第三纪植物区系的重要避难所;(3)境内喀斯特生境系统中植物群落的物种多样性明显高于周边。因此,汉中天坑群是我国重要的物种保护库,具有较高的物种丰富度和多样性。

水利工程中生态修复的拟自然理念的思考

本文以水利工程中的生态修复为研究对象,拟将自然理念融入其中,并展开深入的分析探讨。进行水利生态修复工程建设,需要研究生态修复的原因,更需要研究如何进行水利生态修复。水利生态修复工程中的拟自然理念,有以下几大内容,即(1)生态修复,需以人为本;(2)以拟自然环境的有益效果为标准;(3)以拟自然环境的有益功能为手段。通过本文着眼于促进水利工程的生态可持续发展,以期为水利工程实践提供借鉴。

太白山不同海拔森林根际土壤微生物碳利用效率差异性及其影响因素

探索森林根际土壤微生物碳利用效率(CUE)是权衡森林生态系统微生物合成代谢和分解代谢强弱的关键过程。然而不同海拔森林根际土壤微生物CUE的变化规律与影响因子尚不清楚。该研究选取秦岭太白山6个不同海拔的森林根际土壤为研究对象,测定其理化性质、胞外酶活性、微生物群落与植被特征等指标,利用酶化学计量比计算微生物CUE,分析根际土壤微生物CUE沿海拔梯度的变化规律,定量研究其影响因子。结果表明:根际土壤微生物CUE随海拔升高总体呈上升趋势。CUE从最低海拔的0.505至最高海拔的0.527升高了4.36%,但在海拔1603和2405 m处出现了下降。海拔梯度内根际土壤微生物CUE变化受多种环境因子综合影响,土壤基质的影响(如可溶性有机碳和铵态氮含量)占主导地位,植被因子次之,二者分别解释了CUE变化的17.0%和5.7%,且二者相互作用解释了CUE变化的31.9%。研究结果可为秦岭森林土壤微生物碳同化能力和固碳潜力,以及全球变化背景下森林土壤碳循环提供科学依据。

基于功能性状的锐齿槲栎林共存树种生态策略差异

局域群落共存树种功能性状的比较是分析不同树种生态策略差异的有效手段,对于理解森林群落物种共存机制及指导森林植被恢复至关重要。该研究以秦岭中低山地带性植被锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)林为研究对象,分析了群落内5个共存树种叶、茎和细根功能性状及其组合的差异。结果表明:不同树种在地上和地下功能性状上存在明显的差异,尤其在叶片资源获取和防御策略上存在明显的分异。其中,青榨槭(Acerdavidii)偏向于快速资源获取一端,而千金榆(Carpinuscordata)偏向于慢速资源获取一端;三桠乌药(Linderaobtusiloba)偏向于高抵抗和防御能力一端,而四照花(Cornus kousa subsp.chinensis)偏向于低抵抗和防御能力一端;优势种锐齿槲栎在2种策略梯度上都表现为中间型策略。锐齿槲栎林共存树种功能性状及其组合上的差异反映了其生态策略和生态位的不同,这可能是驱动其稳定共存的重要机制。

小陇山红桦次生林物种组成与立木的点格局分析

选择秦岭西段小陇山典型红桦次生林群落样地进行物种组成及种群径级结构研究,并运用单变量O-ring函数、双变量O-ring函数对各种群的空间分布格局及种间相关性进行多尺度分析.结果表明:在红桦次生林群落样地中,红桦占据明显的优势地位;从径级结构看,红桦幼苗匮乏,天然更新不良,而巴山冷杉和山杨更新状态良好;红桦和旱柳主要表现为随机分布,巴山冷杉和山杨表现为小尺度聚集性分布格局;红桦与巴山冷杉和山杨在中尺度上呈正相关,而旱柳与红桦、巴山冷杉和山杨在小尺度上呈负相关,其余种间相关性不明显.目前小陇山红桦次生林群落种群的分布格局在小尺度上决定于种群的生物学特性,而在更大尺度上决定于环境异质性;未来一段时间内,先锋种群红桦将处于生长优势地位,但从长远看,仍需要人工辅助更新.

紫柏山亚高山草甸群落的种间关联和相关分析

采用方差比率法、χ2检验、Jaccard关联指数以及Pearson相关系数和Spearman秩相关系数研究了秦岭紫柏山亚高山草甸群落20个主要物种的种间关联与相关性。结果表明:种对间呈显著和极显著关联(相关)的种对较少,χ2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验的正负关联(相关)比分别为0.85、0.61和1.02,群落总体上接近无关联,处于相对稳定状态;Spearman秩相关星座图将20个物种划分为4个生态种组,各生态种组内的物种具有相似的生态要求和资源利用方式,不同生态种组间呈现明显的演替转化趋势;种对间呈正关联或者正相关,主要是由于具有相近的生物学特性,对生境具有相似的生态适应性;种对间呈负关联或者负相关,主要由于彼此间具有不同的生物学特性,对生境具有不同的生态适应性和相互分离的生态位所致。