西藏嵩草草甸植物功能群去除影响群落生物量及土壤理化性质

气候变化导致生态系统生物多样性丧失,进而影响生态系统服务功能及其稳定性。在生物多样性与生态系统功能关系的研究当中,植物群落功能群多样性更能推动生态系统的运转。本研究利用为期两年的植物功能群去除实验研究短期(2a)植物功能群丧失对生态系统中群落生物量及土壤理化性质的影响。结果表明,与对照相比,短期(2a)去除莎草科植物功能群以及去除全部植物后,地上生物量显著降低(P<0.05),而地下生物量均无显著变化。与对照相比,短期(2a)不同植物功能群去除后土壤pH值均上升但差异不显著,土壤含水量均无显著变化,而土壤铵态氮、速效磷及速效钾含量显著降低(P<0.05)。研究表明,短期内优势功能群丧失对群落地上生物量存在显著负效应。优势功能群对其他功能群丧失后生物量的补偿作用也更强。土壤含水量的响应可能存在滞后效应,土壤速效养分对植物功能群丧失响应更为敏感。

陕北黄土丘陵区撂荒草地群落生物量及植被土壤养分效应

为了明确植被演替过程中植被与土壤的互动效应,为植被恢复提供依据。根据陕北黄土丘陵区36块不同年限(时间尺度为2～45a)的撂荒样地地上生物量、土壤养分和水分的测定结果,及4块典型撂荒群落样地地上/地下生物量,7种撂荒群落主要植物生长特性的测定,分析了撂荒演替过程中群落生物量与土壤养分的变化过程、趋势及其相互关系,进而探讨了撂荒演替过程中群落生物量对土壤养分的作用效应,并利用多元回归和通径分析法分析了土壤养分对群落生物量的作用。结果表明:(1)除速效磷外,撂荒演替过程中群落地上生物量和土壤有机质、全氮、全磷、全钾、NO3-N、NH4-N和速效钾都呈先减少后增加的趋势,步调基本一致。(2)从撂荒年限与土壤养分的相关性来看,0～20cm土壤有机质含量、速效磷含量和0～20、20～40cm土壤层NO3-N含量与撂荒年限相关显著,说明演替过程中有机质、速效磷和NO3-N有较为明显的植被土壤效应,而其它土壤养分与撂荒年限相关不显著,不能排除演替初始条件和植物暂时固定的影响;从群落生物量与土壤养分的相关性来看,群落生物量对土壤有机质、全氮、磷、钾、NO3-N、速效钾和速效磷含量具有正效应,而对NH4-N具有负效应,但都不显著。(3)通径分析说明撂荒年限、土壤全氮、全钾、速效钾和土壤水分变异量对生物量表现为正的直接作用,其中以撂荒年限和土壤水分波动量作用较大,土壤养分对群落地上生物量的作用以土壤全氮最大,全钾和速效钾影响较小;演替过程中群落地上生物量的变化主要是由于植被盖度和群落组成种的生态学特性造成的(撂荒年限较大的直接作用),其次是由于撂荒演替过程中土壤水分的波动造成的(撂荒年限通过土壤水分的间接负作用)。(4)随着土层深度的加深植物根系生物量呈幂函数递减过程,演替后期群落根冠比有增加的趋势,演替后期序列种根冠比和根长也有增加的趋势,这些在一定程度上会影响到生物量积累和有机质分解等,进而会影响到植被土壤效应。

多年割草对羊草草原群落生物量及羊草和■草种群重要值的影响

羊草草原经过 1 7年的割草 ,群落的地上和地下生物量及主要种群的重要值均受到了不同程度的影响 ,而羊草和 艹洽 草种群的变化尤其明显 .在不同频率割草的实验系列中 ,群落生物量和羊草种群的重要值随割草频率的增加而降低 .在不同时期割草的实验系列中 ,群落地下生物量随着割草时期的后移呈上升趋势 ,地上生物量和羊草种群重要值则是 8月份刈割受到影响较大 .艹洽 草种群重要值的变化趋势与羊草基本相反 .

割草干扰对典型草原土壤种子库种子数量与组成的影响 Ⅳ群落生物量的组成与种子数量组成的比较

对典型草原群落生物量的组成与种子数量的组成进行了比较研究 ,主要结果如下 :在割草干扰下 ,割一年休一年和一年割一次的群落生物量分别较对照下降了 1 5 .5 8%和 2 5 .31 % ;具有生命力的种子数量分别较对照下降了 1 1 .35 %和 2 7.33% .种群相对生物量与相对种子数量没有一致的关系 ,表现为 5种形式 ,即生物量较高而种子数量较低 ;生物量较低而种子数量较高 ;生物量与种子数量相近 ;有生物量而无种子数量和无生物量而有种子数量 .不同科植物生物量与种子数量有一定的差异 .禾本科植物生物量较高 ,而种子数量较低 ;菊科植物生物量较低 ,而种子数量较高 ,豆科植物生物量一般高于种子数量 ;其余科植物均有各自的特点 .不同生活型植物生物量与种子数量也有差异 .多年生草本植物生物量最高 ,而种子数量较低 ;一年生、二年生和一、二年生草本植物生物量较低 ,而种子数量占总量的一半以上 ;

南四湖浮游植物多样性与群落生物量、时间序列稳定性关系

基于2011到2014年对南四湖浮游植物进行的连续监测,研究浮游植物多样性(物种组成和均匀度)与生物量和群落稳定性的关系.结果表明,调查期间共鉴别出浮游植物8门78属138种.湖泊浮游植物细胞密度在5.09×10~5个/L到6.95×10~6个/L之间变化,生物量在0.44mg/L到5.46mg/L之间变化.在温度较低的春季和冬季,浮游植物生物量随着物种数的增加而增加,多样性高的群落有更高的生产力.在夏季,浮游植物生物量随着物种数的增加而降低,多样性高的群落具有相对较低的生物量.蓝藻、硅藻和总浮游植物稳定性指数与浮游植物物种数均呈单峰关系.浮游植物均匀度与各个群落稳定性指数的相关系数均不显著.这些结果表明,浮游植物多样性与群落生物量和稳定性有比较复杂的关系:物种数与生物量呈线性关系且受季节变化的影响,与稳定性呈单峰曲线关系;均匀度指数与生物量和稳定性都没有显著的关系.

盘锦湿地芦苇群落生物量动态特征研究

基于2005年4～9月盘锦湿地芦苇生态系统的观测资料，分析了盘锦湿地优势植物芦苇的群落学特性。结果表明：地上生物量峰值出现在7月，4～7月茎重与叶重呈显著的正相关；地下生物量存在明显的季节和垂直变化，其中0～30cm的芦苇须根最大值出现在7月，根茎最大值出现在6月，30～40cm深度为生物量变化在垂直剖面的分界线；根冠比以7月为最低。分层营养物质在30cm以下积累。

长白山毛赤杨和白桦-沼泽生态交错带群落生物量分布格局

采用样带网格、树干解析和经验模型方法 ,研究了长白山毛赤杨和白桦 沼泽交错群落生物量分布格局 ,揭示群落建群种生长过程、器官生物量分布、群落生物量水平分布和垂直分布规律性 .结果表明 ,毛赤杨和白桦在生长过程及适宜生境方面存在差异 .毛赤杨生长速度是白桦的 2～ 3倍 ,随交错区环境梯度旱化 ,其生长呈减缓趋势 ,而白桦生长呈加快趋势 ,故白桦是耐水湿树种 ,毛赤杨是喜湿树种 .毛赤杨和白桦个体营养器官生物量表现出相似的分布规律 .两者营养器官生物量分布格局为树干 1/ 2、树根 1/ 4、树枝 1/ 10、树皮 1 5 / 2 0、树叶 1/ 2 0 .乔木层生物量占群落生物量的 87%～ 90 %、灌木层占 7%～ 9%、草本层占 2 %～ 3% .

鼎湖山五种植被类型群落生物量及其径级分配特征

根据鼎湖山自然保护区14次群落样地调查数据和生物量估算方程,研究了5种植被类型的乔木(DBH≥1cm)生物量及其径级分配特征。结果显示:(1)最近一次群落调查中,沟谷雨林、山地常绿阔叶林、南亚热带常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林的生物量分别为472.9 t.hm-2,165.1 t.hm-2,290.4 t.hm-2,164.1 t.hm-2和122.5 t.hm-2;(2)生物量径级分配的结果表明,鼎湖山14次植被调查的生物量径级分配总体上存在3种主要的分布类型,分别为递减分布、倒钟型分布和递增分布。鼎湖山生物量径级分配特征规律与其他地区研究结果一致。

陕北丘陵沟壑区不同立地白羊草水分特征及群落生物量研究

【目的】研究立地条件对白羊草生态生理特征的影响，为黄土丘陵沟壑区水土保持、水分平衡分析、自然植被的人工模拟恢复提供理论依据。【方法】以天然白羊草群落为材料，对半阳坡和半阴坡两种立地条件下的白羊草草地土壤含水率、白羊草蒸腾强度、叶片相对含水量、水分饱和亏以及叶片持水力和白羊草群落地上、地下生物量进行了研究。【结果】两种立地条件下，0-200cm土层的平均土壤含水率以半阴坡（10．30％）〉半阳坡（7．80％），二者差异达显著水平。两种立地条件下，白羊草蒸腾强度日变化趋势均为单峰型，且半阳坡的日均蒸腾强度大于半阴坡，蒸腾速率日变化规律与大气温度日变化规律基本一致。白羊草叶片相对含水量表现为半阴坡〉半阳坡，叶片失水百分率为半阳坡〉半阴坡，半阳坡水分亏缺较半阴坡严重。半阴坡白羊草群落总地上生物量（1070．93g／m2）高于半阳坡（1020．50g／m^2），地下生物量表现为半阴坡（287．14g／m^2）低于半阳坡（726．77g／m^2）。【结论】白羊草群落的水分生理生态特征与立地条件密切相关。

青藏高原高山草甸群落生物量及多样性对氮素添加的响应

为了探测大气氮沉降对高山草甸的影响,设置对照(N_0)、低氮14.3g·m^(-2)(N_5)、中氮28.6g·m^(-2)(N_(10))和高氮57.1g·m^(-2)(N_(20))4个氮素(NH_4NO_3)添加水平,连续3年对青藏高原东部的高山草甸群落进行施氮处理,测定各添加水平下群落生物量及物种多样性的变化。结果表明,随着氮素添加量的增加,地上生物量逐渐增加,在N_(20)达到最大,且地上生物量在空间格局上呈现向上转移的趋势;随氮素的增加,地下生物量先增大后减小,在N_(10)最大,且有向浅层表土(0-10cm深度)转移的趋势。各功能群中,禾草类植物的地上生物量从N_0到N_(20)逐渐增加,在N_(20)达到最大,其在地上总生物量中所占的比例也在N_(20)达到最大。另外,随着施氮量的增加,植物物种多样性呈现出逐渐降低的趋势。可以看出,氮素添加对高山草甸群落的结构有着明显的影响。

大兴安岭森林—湿地交错带群落生物量的分布格局

采用样带网格、树干解析和经验模型方法,研究了大兴安岭毛赤杨、白桦—沼泽群落和白桦—沼泽群落生物量分布格局。揭示了群落建群种生长过程、群落生物量水平分布和垂直分布规律性。结果表明,毛赤杨和白桦在生长过程及适宜生境方面存在差异。毛赤杨生长速度随环境梯度趋于旱化,其生长呈减缓趋势,而白桦生长呈加快趋势。因此,白桦是耐水湿树种,毛赤杨是喜湿树种。群落生物量沿着沼泽到森林方向的交错区水分环境梯度,呈现出显著的线性递增趋势。

黄土丘陵区草本群落生物量空间分布格局及其影响因素

草地是干旱半干旱地区黄土高原植被组成的主体,而草本植物作为草地生态系统的优势群落,在黄土高原恢复植被和水土保持建设方面存在着不可替代的优势。因此本试验选取黄土丘陵区不同纬度下的草本群落为研究对象,分析草本群落地上、地下生物量的空间分布特征及其影响因素,同时并验证等速生长关系,以期为黄土丘陵区恢复植被、改善生态建设方面提供理论指导。结果表明:(1)在纬度梯度35.95°~38.36°N变化范围内,黄土丘陵区不同植被带草本群落地上生物量变化范围为54.60~204.32g·m^(-2),平均值156.968g·m^(-2),变异系数为27.83%;地下生物量变化范围为78.88~829.64g·m^(-2),平均值469.21g·m^(-2),变异系数为48.87%;草本群落地下/地上生物量变化范围为0.93~4.49,平均值2.89,变异系数为39.18%。草本群落生物量(地下、地上)大小顺序均为:森林-草原带>草原带>森林带>草原-荒漠带,且地上、地下生物量随纬度梯度变化规律均呈现出"先增加后减少"的单峰型变化趋势。(2)草本群落地下与地上生物量呈极显著正相关(P<0.01),决定系数达到0.59,且符合等速生长关系。(3)草本群落地下生物量与年均降水、年均温、土壤有机碳、全氮、全磷含量之间均呈显著相关。气候因子和土壤理化性质对地下生物量都具有重要影响作用,其影响机理还需进一步结合植物生物学和生理生态方面的综合研究才能做出准确结论。

外源氮素添加对长江源区高寒沼泽草甸土壤养分及植物群落生物量的影响

为探讨氮沉降对高寒沼泽草甸土壤养分及其群落生物量的影响,本研究对风火山地区3种氮添加处理下(0,5和10 g N·m-2·a-1)土壤养分及植物群落生物量展开研究。结果显示:外源氮素添加使得沼泽草甸土壤趋向酸化、土壤有机碳及全氮含量发生改变,显著影响了植物对土壤养分的吸收利用,除繁殖期土壤有效氮显著增加外,其他时期显著降低;外源氮素添加使得群落地上生物量增加,总生物量与地下生物量除返青期显著增加外,其他时期明显减少;整个生长季地下生物量的分配比例随施氮的增加而下降;土壤有效氮含量与植物群落生物量及其分配均显著相关(P<0.01)。综上所述,长江源区高寒沼泽草甸土壤有效氮和植物群落生物量对土壤氮素状况的变化反应敏感,在有效养分匮乏的高寒沼泽草甸添加氮素能够促进植物地上部分的增长,从而改变其自身光合产物的分配模式。

浙江天童国家森林公园常绿阔叶林生物量研究 (Ⅱ)群落生物量及其分配规律

森林生物量测定一直是森林生态系统研究的主要内容,也是地区森林生态系统长期监测所必需的基础性研究。以浙江天童国家森林公园常绿阔叶林为研究对象,于2003年10月份采用收获法(草本层、灌木层)和标准木法(乔木层)相结合的方法,测定了以木荷Schimasuperba,米槠Castanopsis carlesii为优势种的群落地上部分生物量。结果表明:群落地上部分总生物量为(141.0770±17.4298)t.hm-2(平均值±标准差,n=3),其中接近90%集中于乔木层,其他层生物量分配较少。群落及其各层生物量种间分配差异较大,以优势树种木荷和米槠生物量为主,其生物量主要由树干组成,器官分配大小顺序为干>枝>叶。群落萌枝生物量主要集中在灌木层,50%以上由米槠萌枝生物量构成。群落生物量及其分配状况基本体现了以木荷和米槠为优势种的该群落结构特征及常绿阔叶林群落生物量分配特征。

冀西北中低山区灌草群落生物量分配及其与土壤因子的关系

植被地上和地下生物量的分配是灌丛草地群落的重要参数,对于估算碳储量和探究灌草植被生长策略有重要意义。以冀西北中低山区(1630–2030 m)的灌丛草地为研究对象,通过野外调查采样和室内分析,研究了灌草群落生物量分配及其与土壤因子的关系。结果表明,1)地上生物量与海拔呈"单峰曲线"关系,在海拔1830–1930 m达到最大值,均值为293.90 g·m^–2,地下生物量与海拔呈"U型曲线"关系,在海拔1830–1930 m降到最小值,均值为620.07 g·m^–2。2)随着土层深度的增加,地下生物量分布呈"倒金字塔型",0–10 cm土层的地下生物量在海拔1830–1930 m和1930–2030 m间差异明显(P<0.1)。3)灌草群落生物量主要分配于地下,地下生物量为地上的6.16倍;地上生物量与土层深度20 cm和40 cm的地下生物量均在0.05水平显著负相关。4)地下生物量与土壤pH、容重在0.05水平显著负相关,与速效磷在0.01水平显著正相关。地上生物量仅与土壤pH在0.05水平显著负相关,地下与地上生物量的比值仅与土壤有机质在0.01水平显著正相关。总体上研究区灌草群落地上与地下生物量呈负相关关系(P<0.05),且地下生物量大于地上生物量。该结果可为该地区灌草群落生态恢复和生态服务提升提供科学依据。

闽西严重侵蚀紫色土不同治理措施群落生物量及能量研究

通过对福建省宁化禾口严重侵蚀紫色土采取粗放治理、强化治理、封禁治理 3种不同治理措施及对照群落的生物量和能量进行研究 ,结果表明 :强化治理的马尾松平均木生物量为 37.6 5 kg,分别是粗放治理和未治理地的 2 .7倍和 13.7倍 ;群落总生物量为 5 6 .90 8t/ hm2 ,分别是粗放治理和未治理的 3.1倍和2 7.5倍。不同治理措施群落各层次的干重热值大小顺序均为乔木层 >灌木层 >草本层 ,对照则为乔木层 >草本层 ;不同治理措施群落的能量主要积累在乔木层中 ;强化治理的能量现存量为 114 76 4 .7k J/ m,分别是粗放治理和未治理的 3.1倍和 2 7.5倍。然而 ,强化治理的群落生物量和能量现存量仍低于 2 0世纪 6 0年代中期在原马尾松疏林地采取的封禁治理 ,表明处于严重退化阶段的紫色土生态恢复和重建具有长期性特点 ;同时表明侵蚀退化紫色土的治理应根据其所处的不同退化阶段而采取相应的治理措施 。

防除灌丛对栎树群落生物量及氮的影响

疏森草地不仅对草地畜牧业的发展有着巨大的潜力,而且还是一座无污染的氮肥加工厂。研究了除草剂防除灌丛对星毛栎(Quercus stellata Wangenh.)、马丽兰得栎(Quercus marilandicaMuenchh.)群落生物量及氮的影响。试验设4种处理。1973年春每公顷喷洒丁塞隆除草剂(N-[5-(1,1-dimethylethyl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]-N,N′-dimethylurea)2.2kg防除灌丛。试验期21个月(1993年6月～1995年2月),试验小区面积375m^2,测定土壤、根系、枯枝落叶、草本植物、直径小于2.5cm的木本植物、直径大于2.5cm的木本植物的主杆、叶片和枝条的总氮量。1994年6月高羊茅氮的贮存量是须芒草和当地原有植被的6～7倍,1994年10月,1995年2月高羊茅和须芒草地上生物量差异不显著,但均高于当地原有植被,高羊茅氮的贮存量是须芒草的2倍。播种了高羊茅的处理枯枝落叶及其含氮量增加较多。4种处理土壤总氮含量平均为5100kg/hm^2,处理间差异不显著。植被不同层次间总氮含量变化不明显。清除灌丛和播种牧草对处理21个月后的总氮贮量影响较小,但会引起氮在草本植物层、枯枝落叶层重新分配。

施肥和刈割对青藏高原东部高寒草甸群落生物量补偿效应的影响

通过对青藏高原东部高寒草甸植物群落在4个施肥处理及7个刈割水平下的群落生物量、物种丰富度和补偿指数的比较，分析了该类草甸群落主要特征对旃肥及刈割强度差异的响应。

三江源地区人工植物群落多样性对生物量的影响研究

植物多样性-生物量关系的研究主要关注地上生物量和地上植物特征,但占比更大且理应承载更多群落功能的地下部分却较少被研究,其机理也较少被探讨。本研究选用垂穗披碱草(Elymus nutans)、花苜蓿(Medicago ruthenica)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)、黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)构建了多样性梯度为1~5、重复4次且周期为1年的盆栽试验,探讨了地上与地下的多样性-生物量关系。结果表明:物种增加使净多样性效应显著增强(P<0.001),使群落获得更高的地下和总生物量。净多样性效应的次要来源特征依赖性互补效应随着物种丰富度的增加而显著增加(P<0.001),根冠比和平均根径的变化在其中发挥重要作用。非特征依赖性互补效应和优势度效应的作用却十分有限。因此,根冠比和平均根径带来的选择效应的变化是正向植物多样性-生态系统功能关系的关键驱动因素,应给予更多的关注。

短期刈割对晋北农牧交错带草地生物量的影响

刈割是草地的主要管理方式之一,适度刈割不仅可以提高草地生物量,而且能够维持草地稳定性和物种多样性。农牧交错带草地受到人类生产生活的多重干扰,如何合理利用农牧交错带草地是协调生产和生态平衡的瓶颈问题。为研究刈割对农牧交错带草地生物量的影响,于2016年在山西右玉典型农牧交错带草地设置了不同刈割强度试验平台。通过留茬高度10 cm(LM,Light mowing),5 cm(MM,Moderate mowing)和2 cm(HM,Heavy mowing)来表征刈割强度,并设置不刈割处理(CK,No mowing)作为对照。研究不同刈割强度对优势物种赖草(Leymus secalinus)叶片、茎秆的生物量,群落地上生物量和不同土层(0—10 cm、10—20 cm和20—30 cm)地下生物量的影响。结果表明:连续3年刈割导致群落地上生物量逐年显著降低(P<0.05),但在干旱年份促进了土壤表层(0—10 cm)根系生物量的积累。与不刈割相比,短期轻度刈割和中度刈割显著降低群落地上生物量(P<0.05),重度刈割对群落地上生物量影响不显著(P>0.05),但对优势种赖草地上生物量有促进作用。刈割主要增加0—20 cm土层的地下生物量,但不同刈割强度对群落地下生物量无显著影响(P>0.05)。可为农牧交错带畜牧业生产、草地合理利用和生态保护提供科学依据。