性状加权编码在放线菌数值分类上的应用

本文提出了一种新的微生物形态性状的加权编码方式。使用这种加权编码方式及平均链锁法对放线菌游动放线菌属(Actinoplanes)和小瓶菌属(Ampullariella)共116株进行了聚类分析。结果表明:通过性状加权处理可以使游动放线菌属和小瓶菌属得以区分。

基于植物功能性状分析异常降水对不同载畜率下荒漠草原功能群多样性的影响

植物功能群研究对草地生态系统功能的研究具有重要的作用。功能群划分标准多样,在异常降水条件下,功能群多样性对长期不同载畜率放牧的响应规律尚不明晰。本研究以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,通过分析异常降水年份,不同载畜率下植物群落性状加权平均值、物种丰富度及功能群多样性的差异性,解释植物功能群动态变化趋势,结果显示:年降水量明显增加可显著提高群落水平植物高度、冠(丛)幅、密度、生物量、叶面积和比叶面积,显著降低群落水平植物叶片生物量(P<0.05)。群落水平植物高度、冠(丛)幅和茎生物量随载畜率增加而显著降低,而重度放牧导致群落水平植株密度显著降低(P<0.05)。基于植物功能性状可将试验区57种植物划分为4个功能群,丰水年植物功能群多样性和物种丰富度显著高于干旱年,随着载畜率的增加,功能群多样性和物种丰富度显著降低(P<0.05)。综上可知,依据植物功能性状的差异性可将植物划分为不同的功能群,降水增加和载畜率降低可显著提高群落功能群多样性和物种丰富度。荒漠草原植物群落水平植物功能性状对年降水量明显增加有积极响应,对载畜率增加呈现出消极响应。但群落水平植物不同功能性状对二者的响应程度并不一致。通过本研究可以为荒漠草原生物多样性保护及生态系统服务提供理论依据。

东北天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的采伐干扰响应

[目的]探究采伐干扰对东北典型天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的影响,为东北地区森林可持续经营提供理论依据。[方法]在吉林省林业实验区国有林保护中心选取4块1 hm^(2)针阔混交林样地,2011年开展初次调查,同年冬季进行采伐作业,2013、2015、2018和2021年复测保留木。采用双变量线性回归法,探讨采伐强度、物种多样性、功能多样性、系统发育多样性和群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的影响;使用多元线性回归模型,比较各变量的贡献程度;利用结构方程模型,检验各变量对碳储量和碳增量的直接和间接效应。[结果]1)碳储量和碳增量多元线性回归模型中,采伐强度对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的25%和5%;植物物种多样性对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量(物种、功能、系统发育多样性)的67%和58%;群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的8%和37%。2)碳储量结构方程模型中,采伐强度对系统发育多样性、功能多样性、最大树高加权性状值和碳储量具有显著负向效应,路径系数分别为−0.221、−0.454、−0.337和−0.229;采伐强度对木质密度加权性状值具有显著正向效应,路径系数为0.368;采伐强度对物种多样性的直接效应不显著;物种多样性和功能多样性对碳储量具有显著正向效应,路径系数分别为0.306和0.235;系统发育多样性和群落加权平均值对碳储量的直接效应不显著。3)碳增量结构方程模型中,最大树高加权性状值对碳增量具有显著正向效应,功能多样性与木质密度加权性状值不相关,其他变量间的关系与碳储量模型相同。[结论]物种多样性、功能多样性、群落加权平均性状值对碳储量和碳增量具有直接影响,森林经营时可通过增加植物种类以促成功能多样的林分来提高森林碳汇能力。采伐强度直接或间接通过功能多样性和群落加权平均性状值减少碳储量和碳增量,在森林经营中应合理采伐,以提高森林碳汇能力。

不同生态修复措施对藏东南工程边坡植被重建的作用

[目的]评价青藏高原派墨公路生态恢复过程中环境因素对边坡植物群落的影响,为藏东南工程扰动区生态恢复计划提供理论依据。[方法]以藏东南新修派墨公路为研究对象,基于沿线边坡生态恢复植物群落调查,分析群落盖度、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数)、群落加权性状值(比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量、叶磷含量)与环境变量(海拔、修复措施)的关系,探究当前恢复重建植物群落对环境变量及工程措施的响应。[结果](1)海拔显著影响Margalef丰富度指数、叶干物质含量(p<0.05);(2)高强度的措施显著提高群落盖度、比叶面积、叶氮含量(p<0.05),但对叶磷含量有显著负向作用(p<0.05);(3)人为高度干预的SJP技术能够显著增加高海拔植物的叶干物质含量,对群落修复效果总体较好。[结论]海拔高度和修复措施是派墨公路沿线边坡植物群落恢复的主要影响因素。随着海拔升高,植被自然恢复难度增大。应加大人为修复措施强度,避免引起高寒地区生态退化。

亚热带树种多样性与凋落物层持水能力的关系

凋落物层作为森林土壤的“皮肤”,具有涵养水源、保持水土的功能。本研究以亚热带地区枫香、米老排、苦槠、红锥、杉木、马尾松、福建柏、南方红豆杉8个树种的纯林及其不同组合的混交林为研究对象,分析树种丰富度、功能多样性和群落加权平均性状与凋落物现存量、最大持水率、有效拦蓄量的关系。结果表明:各树种组合中,未分解层最大持水率、现存量和有效拦蓄量的范围分别为0~419%、0~0.58 t·hm^(-2)、0~1.66 t·hm^(-2);半分解层最大持水率、现存量和有效拦蓄量的范围分别为0~375%、0~6.14 t·hm^(-2)、0~16.03 t·hm^(-2)。树种丰富度和群落加权平均比叶面积对凋落物现存量和有效拦蓄量具有显著的正效应,群落加权平均叶氮含量对凋落物现存量具有显著的负效应。最大持水率随着比叶面积的多样性和群落加权平均比叶面积的增加而增加,随着群落加权平均叶片厚度的增加而降低。结构方程模型表明,树种丰富度通过增加比叶面积的多样性提高凋落物层持水能力;群落加权平均比叶面积通过增加凋落物现存量和最大持水率提高凋落层持水能力。在亚热带地区人工林的经营中,可以选择群落水平上具有较高比叶面积的混交林来提高凋落物层的持水能力。

长期氮添加对典型草原植物多样性与初级生产力的影响及途径

氮(N)沉降对陆地生态系统的结构和功能已产生了重要的影响,N也是中国北方草原植物生长和初级生产力的主要限制性元素。物种多样性和功能多样性是揭示生物多样性对生态系统功能维持机制的关键指标,然而,关于长期N添加下草原物种多样性与功能多样性的关系,及其对初级生产力的影响途径及机制,尚不十分清楚。为此,该研究依托在内蒙古典型草原建立的长期N添加实验平台,实验处理包括1个完全对照(不添加任何肥料)和6个N添加水平(0、1.75、5.25、10.50、17.50和28.00 g·m^-2·a^-1),研究了长期N添加对典型草原物种多样性、功能多样性和初级生产力的影响大小及途径。结果表明:1)N添加显著降低了典型草原的物种丰富度和Shannon-Wiener指数,但对功能多样性(包括功能性状多样性指数和群落加权性状值)无显著的影响。2)结构方程模型分析表明,功能多样性主要受物种丰富度的影响,但是物种多样性减少并没有导致功能多样性降低,其原因主要是功能群组成发生了改变,即群落内多年生根茎禾草所占比例显著增加,以致群落加权性状值变化不大。3)N通过影响物种丰富度和功能群组成,间接影响群落加权性状值,进而影响群落净初级生产力。其中,群落加权性状值是最重要的影响因子,可解释48%的初级生产力变化,表明初级生产力主要是由群落内优势物种的生物量及功能性状所决定,因此该研究的结果很好地支持了质量比假说。

Effects of Robinia pseudoacacia on the undergrowth of herbaceous plants and soil properties in the Loess Plateau of China

Aims The introduction of Robinia pseudoacacia(RP)has some effects on undergrowth herbaceous plants(UH),soil properties and their relationships,which may be related to the vegetation zone.However,few studies have tested effects of RP on UH and soil over a large-scale area of the Loess Plateau.Methods The study area consisted of three vegetation zones(the steppe,forest-steppe and forest zone).Two canopy plant types were selected:RP stands and adjacent native vegetation.We measured five leaf functional traits:leaf carbon content(LC),leaf nitrogen content(LN),leaf phosphorus content(LP),specific leaf area(SLA)and leaf tissue density(LTD).The functional diversity,species diversity and community-weighted mean(CWM)traits were calculated.Important Findings(i)CWM.LN,CWM.LP and CWM.SLA increased significantly,whereas CWM.LC and CWM.LTD decreased significantly in the three vegetation zones,compared with the native communities.(ii)Species diversity,functional diversity and community biomass decreased in the steppe zone,increased in the forest zone,and did not differ significantly in the forest-steppe zone.(iii)We found only soil organic carbon(P<0.05)and soil total nitrogen(P<0.05)in the forest zone decreased significantly compared with the native plots.(iv)The relationship between UH and soil properties was affected by RP and the vegetation zone.Overall,the effect of RP on UH and soil properties was associated with the vegetation zone.This result is of great significance to the planning of restoration and reconstruction of artificial forests in the Loess Plateau.

Leaf litter decomposition characteristics and controlling factors across two contrasting forest types

Plant leaf litter decomposition provides a source of energy and nutrients in forest ecosystems.In addition to traditional environmental factors,the degradation process of litter is also affected by plant functional traits and litter quality.However,at the community level,it is still unclear whether the relative importance of plant traits and litter quality on the litter decomposition rate is consistent.A year-long mixed leaf litter decomposition experiment in a similar environment was implemented by using the litterbag method in seven typical forest types in Dongling Mountain,Beijing,North China,including six monodominant communities dominated by Juglans mandshurica,Populus cathayana,Betula dahurica,Betula platyphylla,Pinus tabuliformis and Larix gmelinii var.principis-rupprechtii and one codominant community dominated by Fraxinus rhynchophylla,Quercus mongolica and Tilia mongolica.The results showed that there were considerable differences in the litter decomposition rate(k-rate)among the different forest types.The community weighted mean(CWM)traits of green leaves and litter quality explained 35.60%and 9.05%of the k-rate variations,respectively,and the interpretation rate of their interaction was 23.37%,indicating that the CWM traits and their interaction with litter quality are the main factors affecting the k-rate variations.In the recommended daily allowance,leaf nitrogen content,leaf dry matter content,leaf tannin content and specific leaf area were the main factors affecting the k-rate variations.Therefore,we suggest that future studies should focus on the effects of the CWM traits of green leaves on litter decomposition at the community level.