荒漠植物生物学特性研究
- 格式:pdf
- 大小:261.82 KB
- 文档页数:3
高中生物2019新教材选择性必修二《种群及其演替》第二章旁栏及课后练习答案第2章第1节群落的结构问题探讨稻田中生活着多种底栖动物,如大脐圆扇螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊的幼虫等,在稲田中饲养中华绒螯蟹(俗称“河蟹),由于河蟹喜食底栖动物和杂草,底栖动物和杂草都会减少。
同时,河蟹的爬行能起到松动田泥的作用,因而有利于水稻的生长。
讨论1. 河蟹与底栖动物(如螺类)的关系是怎样的?【答案】河蟹捕食底栖动物,它们之间存在捕食关系;河蟹和某些底栖动物可能还会捕食水中的浮游生物,因此河蟹与底栖动物的种间关系可能还包括种间竞争。
2. 提高河蟹的种群密度,稻田中其他动物种群会发生怎样的变化?【提示】本题有一定开放性。
河蟹的种群密度增大,会使很多生物种群的数量发生变化。
河蟹会吃掉更多的底栖动物和杂草,导致底栖动物等的数量减少;河蟹的爬行活动对田泥有松动作用,可以改善田泥的土壤肥力而有利于水稻的生长,可能会引起以水稻为食物的其他动物的数量增加。
有研究表明,养蟹稻田底栖动物的种类数、密度和多样性均低于常规稻田,且放蟹密度越大,降低得越明显。
为保护底栖动物的多样性,可以在稻田中增加河蟹饵料的投喂量。
旁栏思考题你能举例说出你所在地区的常见群落中占优势的物种吗?【提示】结合自己所在地区的实际情况,对附近的森林、草地、池塘等生物群落展开调查,举例说出群落中占优势的物种。
思考•讨论1讨论1. 红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响?【答案】红尾鸲和鹟的食性比较相似,种间竞争导致两个种群的分布范围缩小,甚至错开。
2. 资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的?【提示】海星与藤壶、贻贝、帽贝和石鳖四种动物存在捕食关系,后四种动物以水中的浮游生物、腐殖质等为食,彼此存在种间竞争关系;自然状态下,这五种生物可以共存,但在人为去除捕食者一一海星之后,藤壶、始贝、帽贝和石鳖之间主要是种间竞争。
且占优势的物种随时间推移而发生变化。
植物群落特征植物群落(Plant Community)植物群落是指在一定地段内,具有一定的植物种类组成、外貌和空间结构,各种植物之间及植物与环境之间彼此影响、相互作用的植物群体组合单元。
一个地区全部植物群落共同形成的植物覆被层构成植被,植物群落是植被的结构单元。
植物群落具有以下基本特征。
1.具有一定群落外貌群落外貌即群落的外部形态。
由于组成群落的植物种类不同,一个群落中的植物个体,分别处于不同的高度和密度,群落反映到人们眼中的样子也不同。
人们到野外观察的时候,很容易辨认出来,这是森林、那是草原,就是由于群落的外貌不同。
植物群落的外貌通常由构成群落的植物的生活型组成所决定。
2.具有一定群落结构植物群落是植被的结构单元,具有一系列的结构特点。
例如,形态结构上,包括垂直结构与水平结构、成层性、种的分布格局等。
3.具有一定种类组成每个植物群落都由一定的植物种类组成。
种类组成是区分不同植物群落的首要特征。
一个植物群落中种类成分的多少及每种个体的数量,是度量群落多样性的基础。
4.形成一定的群落内部环境植物群落对其居住环境产生重大影响,并形成群落内部特有的环境。
例如,森林中的环境与周围的裸地就有很大的不同,包括光照、温度、湿度与土壤等都经过了植物群落的改造。
即使植物非常稀疏的荒漠群落,土壤等环境条件也有明显改变。
5.具有一定的动态变化特征群落是生态系统中有生命的部分。
生命的特征是不停地运动。
群落也是如此,其运动形式包括波动和演替等。
6.可以对群落进行分类与排序群落因种类组成、外貌与结构、生态环境、演替特点的不同,可以区分为不同的类型,进行群落的分类。
把一个地区内调查的植物群落样地,按相似度排定各样地的位序,从而分析各样地之间及其与周围生境之间的相互关系,称为植物群落的排序。
1.整体性说(有机体学派、准有机体学派)在植物生态学发展的早期,美国生态学家克莱门茨(1916;1928)认为,植物群落类似一个有机体:其理论根据是:任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定的顶极阶段的演替过程,如果时间充足的话,森林区的一片沼泽最终会演替为森林植被。
荒漠草原不同植物根际与非根际土壤养分及微生物量分布特征杨阳;刘秉儒【摘要】通过对宁夏荒漠草原6种地带性优势物种长芒草、蒙古冰草、甘草、牛心朴子、黑沙蒿和苦豆子植物根际与非根际土壤养分和微生物量分布特征进行研究,探讨不同植物根际养分的富集的相关性和差异性.研究结果表明:6种植物根际土壤养分和微生物量均表现出明显的富集效应,根际富集率大小依次为菊科(黑沙蒿)>豆科(苦豆子、甘草)>禾本科(长芒草、蒙古冰草)>萝藦科(牛心朴子);全磷(TP)在根际和非根际中无显著差异(P>0.05),其它土壤养分及理化指标在根际中均表现出显著富集(P<0.05),土壤养分中以有机碳(SOC)的富集作用最为明显;土壤有效态养分较全量养分对植物根际微小的变化响应更为灵敏;不同荒漠植物根际与非根际SOC 与全氮(TN)呈极显著线性关系(P<0.01),TN与碱解氮之间呈极显著线性关系(P<0.01),TP与有效磷(AP)没有显著的相关性(P>0.05).荒漠植物土壤有效养分在根际存在一定的富集,灌木和豆科植物的根际效应的大于禾本科植物,它们通过降低根际pH值可以提高根际养分,有利于在脆弱环境下对土壤养分的有效利用.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(035)022【总页数】9页(P7562-7570)【关键词】荒漠草原;植物根际;土壤养分;土壤微生物量;空间分布【作者】杨阳;刘秉儒【作者单位】宁夏大学,西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室,银川750021;宁夏大学,西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室,银川750021【正文语种】中文德国微生物学家Lorenz Hiltner将根际土(Rhizosphere Soil)定义为根系周围、受根系生长影响并且能够从微环境中吸收大量养分的土体[1- 3]。
根际土是围绕根系进行生物地球化学循环最活跃的区域,是土壤-植物根系-微生物三者相互作用的场所和各种物质循环和能量流动的门户,对生态系统养分动态分布与循环、植物种间作用等发挥重要作用[3- 6],根系诱导产生根际土壤养分的变化已被证实[1- 3]。
《阴山北麓荒漠草原群落特征研究》篇一摘要:本文以阴山北麓荒漠草原为研究对象,通过实地调查、样方分析、生态学原理等方法,对荒漠草原的群落特征进行了深入研究。
本文旨在揭示该地区群落的组成结构、物种多样性、空间分布及生态功能,以期为荒漠草原的保护与合理利用提供科学依据。
一、引言阴山北麓地区位于我国北方,地处干旱与半干旱气候过渡地带,荒漠草原是其主要的生态系统类型。
该地区生态环境脆弱,生物多样性丰富,对维护区域生态平衡具有重要意义。
然而,随着人类活动的不断增加,荒漠草原面临着严重的生态压力。
因此,对该地区荒漠草原群落特征的研究,不仅有助于深入了解荒漠草原生态系统的结构和功能,还可为该区域的生态保护与可持续发展提供理论支持。
二、研究区域与方法(一)研究区域概况本研究选取阴山北麓地区作为研究对象,该地区地势平坦,气候干旱,植被以荒漠草原为主。
(二)研究方法1. 实地调查:通过踏查和样方调查,收集荒漠草原的植被、土壤、气象等数据。
2. 样方分析:设置不同大小的样方,对样方内的植物进行种类、数量、生长状况等指标的统计和分析。
3. 生态学原理:运用生态学原理和方法,分析荒漠草原群落的组成结构、物种多样性及空间分布。
三、群落组成结构阴山北麓荒漠草原群落主要由多种草本植物、灌木和少量乔木组成。
草本植物以旱生植物为主,如藜科、菊科等;灌木主要包括沙棘、沙柳等;乔木主要为稀有的耐旱树种。
群落结构层次分明,具有明显的地带性和季节性变化特点。
四、物种多样性该地区荒漠草原物种丰富,具有较高的物种多样性。
通过样方分析发现,不同生境下的物种组成存在差异,但总体上以耐旱、耐寒的植物为主。
同时,该地区还分布着一些珍稀濒危物种,如某类野生动物和珍稀植物。
五、空间分布阴山北麓荒漠草原群落在空间上呈现出一定的分布规律。
受气候、地形、土壤等因素的影响,植被在垂直方向和水平方向上均表现出明显的差异性。
在垂直方向上,随着海拔的升高,植被类型逐渐发生变化;在水平方向上,受降水、风力等因素的影响,植被呈现出斑块状分布。
荒漠植物骆驼蓬繁殖生物学的研究荒漠植物骆驼蓬繁殖生物学的研究引言:荒漠是一个特殊的生态系统,由于气候极端干燥和贫瘠的土壤条件,植物在这里生存和繁殖面临着极大的困难。
然而,在这片看似不毛之地中,骆驼蓬(又称寒蓬)却能顽强地繁衍生息。
骆驼蓬是一种特殊的荒漠植物,它以其适应性强和独特的繁殖生物学特征在荒漠环境中生存下来。
一、骆驼蓬的生活特征和分布:骆驼蓬(Ephedra)属于麻黄科,是一种常见于干旱和半干旱地区的草本植物。
它具有丰富的类黄酮和生物碱等化学成分,被广泛应用于中药和保健品领域。
骆驼蓬主要分布在中亚、西亚、北非和北美洲等荒漠地区。
由于骆驼蓬对干燥和贫瘠的土壤适应能力强,因此它成了这些地区最为重要的植物之一。
二、骆驼蓬的繁殖生物学特征:1. 生殖器官特化:骆驼蓬的雌雄异株,每个个体只具有一种性别的花。
它的雄蕊和雌蕊分开生长在不同的枝条上。
这种性别特异性的生殖器官分布,有助于避免自交和近亲繁殖,增加了种群的遗传多样性。
2. 粉末传粉:骆驼蓬植株的花朵缺乏彩色花瓣,但产生大量的花粉。
它依靠风力和昆虫的传播实现花粉的输送和授粉。
这种粉末传粉的方式适应了一个特殊的生态环境,因为荒漠地区往往缺少昆虫,风力较强,利用花粉来实现传粉可以更好地适应这样的环境。
3. 每个个体产生大量的种子:为了适应干旱和贫瘠的土壤环境,骆驼蓬通过产生大量的种子来增加个体的繁殖成功率。
这些种子具有硬壳,可以在荒漠的极端条件下存活较长时间。
同时,骆驼蓬的种子也具有抗寒和抗干旱的特性,这使得它们能够在恶劣的环境中发芽和生长。
三、骆驼蓬的繁殖策略:1. 种群间的迁移:骆驼蓬的种子在风力的作用下可以远距离传播,并且在合适的环境条件下发芽和生长。
这种种群间的迁移策略有助于增加种群的遗传多样性,并且可以帮助骆驼蓬在荒漠地区进行扩散和繁衍。
2. 适应干旱的种子休眠期:为了适应荒漠的干旱条件,骆驼蓬的种子会进入休眠期,在合适的环境条件下再次发芽。
1.生态学:是研究有机体与环境间相互关系的学科;1有机体:包括生命的各组织层次;2环境:包括非生环境和生物环境;3相互关系—相互作用:①有机体与非生物环境之间的相互作用;②有机体之间的相互作用:同种生物之间的相互作用,种内竞争:异种生物之间的相互作用,种间竞争、捕食、寄生、共生;2.环境:环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和;3.环境的分类:①按性质分:自然环境、非自然环境、社会环境②按范围分:宇宙环境空间环境、地球环境地理环境、区域环境、微环境、内环境③按主体分:人类环境、生物环境④按影响分:原生环境、次生环境4.环境因子:生物有机体以外的一切环境要素称为环境因子;环境因子分类:①按环境因子特点:气候类、土壤类、生物类②按对环境的反应:第一性周期因子、次生性周期因子、非周期性因子;5.生态因子:环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素;6.区别:生态因子是环境中对生物起作用的因子;而环境因子则是指生物体外部的全部要素;7生态因子的分类:①按生命特征:生物因子、非生物因子; ②按性质:气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子;③对生物种群数量变动的作用:密度制约因子、非密度制约因子;④按利用方式:条件、资源;⑤稳定性及其作用特点:稳定因子、变动因子、周期性变动因子、非周期性变动因子;8.限制因子:限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩散等起限制作用的因子;当生态因子接近或超过生物的耐受性极限,这个因子成为该生物限制因子;9.最小因子定律:植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素,这些处于最低量的营养元素称最小因;10.耐受性定律:任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受限度时,会使该种生物衰退或不能生存;两定律异同:都是对生态因子数量的法则,但是前者是决定植物的生长,最小因子增加有利于其生长,而后者生态因子的增加会使生物衰退或不能生存;11.限制因子定律生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时,都对生物具有限制性影响;;12.生态幅:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即有一个生态上的最低点和最高点;在最低点和最高点或耐受性的上限和下限之间的范围称生态幅或生态价;13.适应方式:形态适应、行为适应、生理适应、营养适应;14.适应:生物适合环境条件而形成一定特性和性状的现象;15.有效积温法则:生物完成某一发育阶段所需的总热量是一个常数,称总积温或有效积温,因此可用公式: K = NT 表示,考虑到生物开始发育的温度,又可写成: K = N T-C 其中,N为完成某阶段的发育所需要的天数,T为发育期间的平均温度,C是发育起点温度,又称生物学零度,K是总积温常数; 有效积温法则的意义①预测生物发生的世代数;②预测生物地理分布的北界;③制定农业气候区划,合理安排作物;④预测害虫来年的发生历程;④应用积温预报农时;16.阿伦规律Allen’s rule:寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分如四肢、尾、耳朵及鼻有明显趋于缩小的现象,称阿伦规律,是减少散热的适应;贝格曼规律Bergman’s rule:生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大,这种趋向称贝格曼规律,是减少散热的适应;约旦规律Jordan’s rule:鱼类的脊椎骨数目在低温水域比在温暖水域的多;17.水对植被的分布的影响:我国从东南到西北可分为3个等雨量区,因而植被类型也分为3个区:湿润森林区、干旱草原区和荒漠区;18.生态因子的不可替代性和补偿性作用:生态因子的缺少,不能由另外因子来替代;但在一定条件下,某一因子数量的不足,可依靠相近生态因子的加强得到补偿;19. 土壤的生态学意义:①为陆生植物提供基底,为土壤生物提供栖息场所;②提供生物生活所必须的矿质元素和水分;③提供植物生长所需的水热肥气;④维持丰富的土壤生物区系;⑤生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行;1种群: 在一定空间中,同种个体的组合;加入相互进行杂交、具有一定结构、一定遗传特性等内容;2种群生物学: 研究种群的结构、形成、发展和运动变化过程规律的科学;最主要组成部分是种群遗传学和种群生态学;3种群的主要特征:①数量特征:种群参数变化是种群动态的重要体现;②空间特征:组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局,称为种群的内分布型;③遗传特征:种群具有一定的遗传组成,是一个基因库;4种群分布格局:组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局,称为种群空间格局或内分布型;可有三种类型:①均匀分布:S2/m = 0原因:种群内个体间的竞争;②随机分布:S2/m = 1 原因:资源分布均匀,种群内个体间没有彼此吸引或排斥;③聚集分布:S2/m>1 原因:资源分布不均匀;种子植物以母株为扩散中心;动物的社会行为使其结群;5.年龄结构:不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况;种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形,因此,称这样的年龄分布称为年龄金字塔或年龄锥体;年龄锥体有三种类型:增长型、稳定型和下降型;种群的年龄分布体现种群存活、繁殖的历史,以及未来潜在的增长趋势,因此,研究种群的历史,便可预测种群的未来;6.内禀增长能力:在种群不受限制的条件下,即能够排除不利的天气条件,提供理想的食物条件,排除捕食者和疾病,我们能够观察到种群的最大增长能力rm ;方程:①公式:dN/dt=rN1-N/K积分式为:Nt=K/1+e的a-rt次方②图形:环境容量K,时间X0-2-20,种群大小Y;开始期-加速期-转折期-减速期-饱和期;③意义:它是两个相互作用种群增长模型的基础;它是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型;模型中的两个参数K和r已成为生物进化对策理论中的重要概念;8;生活史生活周期:生物从其出生到死亡所经历的全部过程;关键组分:体形大小、生长率、繁殖、寿命;9.生态对策:各种生物所特有的生活史种群生态特征:如出生率、寿命、大小和存活率等被视为进化过程中获得的生存对策--进化对策;该对策称为生态对策或生活史对策;生活史对策可以理解为生活史的各种成分或整体,在进化过程中形成的适应性响应;繁殖对策、取食对策、避敌对策、扩散对策;10.种内与种间关系:①种内关系:种群内部个体与个体之间的关系;种间关系:同一生境中不同种群之间的关系;②动物和植物的种内关系有所不同:植物的种内关系主要表现为密度效应、集群等;动物的种内关系主要表现为领域性、集群、分散、婚配制度、等级制、利他行为、通讯等;③种间关系主要表现为:竞争、寄生和共生等;11.①合作:指个体通过相互联合,从而对彼此间有利的行为;合作常常是暂时或过渡性的,但也可能是长久性的;合作行为是动物界常见现象;②利他:是指一个体牺牲自我而使社群整体或其他个体获得利益的行为;利他行为可以对直系亲属、近亲家族、整个群体有利;③竞争:是指两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时而产生的直接或间接抑制对方的现象;④捕食:一种生物摄取其它种生物个体的全部或部分为食;前者称为捕食者,后者称为猎物或被食者;⑤寄生:是指一个种寄生物寄居于另一个种寄主的体内或体表,从寄主的体液、组织或已消化物质中获取营养,并对宿主造成危害的情况;⑤互利共生:不同种两个个体间的一种互惠关系,可增加双方的适合度;12.生态位:是指物种在生物群落或生态系统中的地位和作用;①基础生态位:生物群落中,某一物种所栖息的理论上的最大空间,称为基础生态位;②实际生态位:生物群落中物种实际占有的生态位空间称实际生态位;多维生态位空间:影响有机体的环境变量作为一系列维,多维变量便是n-维空间,称多维生态位空间,或n-维超体积生态位;13.生态位分化:①生态位重叠: 两物种生态位空间的相互重叠部分,称生态位重叠;②高斯假说:高斯认为两物种越相似,生态位重叠就越多,竞争也就越激烈;共存只能出现在物种生态位分化的稳定、均匀环境中;③生态位漂移:资源竞争而导致两物种的生态位发生变化称生态位漂移;④生态位分离:种间竞争结果使两物种的生态位发生分化,从而使生态位分开;⑤性状替代:竞争产生的生态位收缩导致物种形态性状的变化,叫性状替代;⑥竞争释放:在缺乏竞争者时,物种会扩张其实际生态位,这种现象称竞争释放;1.群落:在特定空间或特定生境下,生物种群有规律的组合,它们之间以及它们与环境之间彼此影响、相互作用,具有特定的形态结构与营养结构,并具有特定功能的生物集合体,这种多种群的集合称群落;2.群落生态学:是研究群落与环境相互关系的科学;3.群落的基本特征:①具有一定的外貌:生长类型②具有一定的种类组成:物种数和个体数;③不同物种之间的相互影响:必须共同适应它们所处的无机环境;它们内部的相互关系必须取得协调和发展种群构成群落的二个条件;④形成群落环境:定居生物对生活环境的改造结果;⑤具有一定的结构:形态结构、生态结构、营养结构;⑥一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化;⑦一定的分布范围:特定的地段或特定的生境;⑧群落的边界特征:或明确或不明确的边界;⑨差异性:各物种不具有同等的群落学重要性;4.群落的性质:①机体论学派:群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位,是有生命的系统;群落的演替具有定向特征相当于生物的生活史或生物的发育,具有机体特征;代表人物:美国生态学家Clements;②个体论学派:5.种类组成的性质分析:根据各个种在群落中的作用不同,将其划分为几个不同的群落成员型;植物群落研究中,常用的群落成员型有以下几类:①优势种和建群种:对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物称为优势种,优势层的优势种常称为建群种;②亚优势种:指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种;③伴生种:伴生种为群落的常见种类,它与优势种相伴存在,但不起主要作用;④偶见种或罕见种:偶见种是那些在群落中出现频率很低的种类;6.种的多样性:①概念:指生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性;它包括植物、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统;②两层涵义:种的数目或丰富度;种的均匀度;③三个层次:遗传多样性;物种多样性;生态系统多样性;7.物种多样性的时空变化①空间:纬度:随纬度升高物种多样性降低;海拔:随海拔升高物种多样性降低;水体:随深度增加物种多样性降低;②时间:在群落演替的早期,随着演替的进展,物种多样性增加;在群落演替的后期,物种多样性会降低;8.群落的垂直结构:主要指群落的分层现象;群落的分层与资源光、矿质营养、食物、微气候等利用有关;①植物群落的成层现象光、矿质营养、水分等地上成层现象、地下成层现象、层间植物②动物的分层现象食物、微气候地下、地面、空中;③水生群落的分层主要与光照、温度、食物和溶氧量挺水草本层、飘浮草本层、沉水漂草层、水底层漂浮动物、浮游动物、游泳动物、底栖动物、底内动物;9.群落的水平结构:指群落的配置状况或水平格局,亦称群落二维结构; 植物群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性;是由于植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的,从而形成了许多小群落;主要控制因素:气候因素:微气候、径流;土壤因素:营养物质、土壤质地、地形特点;植物因素:他感作用、遮荫作用、繁殖特点;动物因素:喜食情况、种子散布、食物贮藏、践踏、挖洞;10.群落的时间结构:由于不同生物种类的生命活动在时间上的差异,导致群落结构部分在时间上的相互更替,从而构成了群落的时间结构; 周期性、群落季相、昼夜相、年际间变化;11.影响群落组成与结构的因素:生物因素竞争、捕食、干扰、空间异质性群落环境在空间分布上的不均匀的特点称为空间异质性12.中国群落的分类:①中国植物群落分类原则:以群落本身的综合特征种类组成、外貌和结构、地理分布、动态演替和生态环境等作为分类依据,不重叠的等级分类方法;②中国植物分类系统单位:植被型:最主要的高级分类单位;建群种生活型相同或相似,同时对水热条件、生态关系一致的植物群落联合;群系:主要的中级分类单位;建群种或共建种相同的植物群落联合;群丛:基本单位;层片结构相同,各层片优势种或共优势种相同的植物群落联合;每一等级的上下再设一个辅助单位和补充单位组,亚;1.生态系统:指在一定的空间内,生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位;2.特点:①是生态学的一个主要结构和功能单位,属于现代生态学的研究领域生态系统、景观、全球生态学;经典生态学以动植物种个体、种群和群落为研究对象;②具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能;③具有自我调节能力;④是一个动态系统,要经历一系列发育阶段;3.组成①非生物成分有机物、有机化合物、气候因素等②生物成分生产者、消费者、分解者4.生态系统结构是指构成生态系统的要素及其时空分布和物质、能量循环转移的路径;①形态结构空间、时间结构②营养结构食物链、食物网5.功能: ①能量流动:生产者→消费者→分解者,单向;②物质循环:生物←→环境,双向;③信息传递:包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等,构成信息网;6.食物链:①定义:生态系统中,由食物关系把多种生物联系起来,彼此形成一个以食物联系起来的连锁关系,称之为食物链;②食物链的类型:据食物链的起点不同,分成两种类型:牧食食物链:又称捕食食物链,以活的动植物为起点的食物链,如绿色植物-草食动物-各级食肉动物;寄生食物链可以看作捕食食物链的一种特殊类型;腐食食物链:又称碎屑食物链,从分解死亡的有机体或腐屑开始;7.食物网:生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的,它往往是交叉链索,形成复杂的网络结构,此即食物网;食物网本质上反映了生态系统中各有机体之间相互捕食关系和广泛的适应性;8.食物链和食物网的意义: ①生态系统中能量流动物和物质循环是沿着食物链和食物网进行的;②食物链是生态系统营养结构的形象体现;通过食物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体,反映了生态系统中各生物有机体之间的营养位置和相互关系;③各生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系,保持着生态系统结构和功能的稳定性,维持着生态系统的相对平衡,并推动着生物的进化,成为自然界发展演变的动力;④食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律;9.营养级:食物链中每一个环节上一切生物的总和,都是一个营养级;生态系统中的物质和能量就是通过营养级向上传递;10.生态金字塔:能量金字塔;生物量金字塔;生物数目金字塔;11.生态系统的演替:生态系统是一个动态系统,其结构和功能随着时间的推移而不断地改变,生态学把这种改变称之为生态演替;生态系统的演替缘于生态系统的内部的自我调节以及外部环境的影响;自我调节能力的大小取决于系统组成和结构;12.生态系统的反馈调节:反馈:当生态系统中某一成分发生变化的时候,它必然引起其它成分出现一系列的相应变化,这些变化最终反过来影响最初发生变化的那种成分,这个过程就叫反馈;有两种类型:①正反馈:生态系统中某一成分的变化所引起的其它一系列的变化,不是抑制而是加速最初发生变化的成分所发生的变化;其作用使生态系统远离平衡状态或稳定;比较少见,破坏作用大,爆发性的;②负反馈:生态系统中某一成分的变化所引起的其它一系列的变化,抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化;其作用使生态系统达到和保持平衡状态或稳定;常见;长远看,生态系统的负反馈和自我调节起主要作用;13.生态平衡指生态系统通过发育和调节达到一种稳定状态,表现为结构、功能、能量输入和输出的稳定;②对生态平衡的认识:生态系统的平衡是一种动态平衡;当受到外来因素干扰没有超过一定限度时,生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态;当干扰超过一定限度时,平衡将受到破坏,产生生态危机;③生态平衡破坏生态系统自我调节能力和对外界干扰的忍耐能力是有一定限度的,当干预因素的影响超过其生态系统的阈值自我调节能力的极限值时,自我调节能力将随之降低或消失,从而引起生态失调,甚至造成生态系统的崩溃;④原因:自然因素:火山爆发、地震、海啸、台风、水旱灾害等;人为因素:人类不合理的行为修建大型工程、排放污染物、喷散农药、引入物种等、政策失误等;14初级生产:植物固定太阳能制造有机物质的过程称为初级生产或第一性生产;陆地生态系统中,初级生产量是由光、CO2 、H2O、营养物质基本资源、氧和温度影响光合效率以及食草动物的捕食减少光合作用生物量六个因素决定的;15.生物量:是指某一时刻单位面积上积存的有机物质的量;以鲜重或干重表示;单位:g/m2或J/m2;16次级生产:动物消耗植物的初级生产量,制造自己的有机物质和固定能量的过程,称为次级生产或第二性生产;17.分解作用:分解者将残株、尸体等复杂的有机质逐步降解的过程;①分解的三个过程:碎裂:颗粒体的粉碎,是一迅速的物理过程;主要的改变是动物生命活动的过程,当然也包括生物的和非生物的作用如风化、结冰、解冻和干湿作用等;异化:有机物质在酶的作用下,进行生物化学分解,分解为单分子的物质如纤维素降解为葡萄糖或无机物葡萄糖降为CO2和H2O;淋溶:纯物理过程,是指水将资源中的可溶解成分解脱出来,其速率实际上也受上两个过程的影响;②理论意义:维持全球生产和分解的平衡;植物的初级生产和资源的分解是生态系统能量和物质流中的两个主要过程;资源分解的主要作用是:--通过死亡物质的分解,使营养物质再循环,给生产者提供营养物质;-维持大气中二氧化碳的浓度;--稳定和提高土壤有机质含量,为碎屑食物链以后各生物生产食物;--改善土壤物理性状,改造地球表面惰性物质;实践意义:--粪便处理--污水处理18.能量流动过程①能量流动的起点:生产者固定的太阳能②流经生态系统的总能量:生产者固定的太阳能总量③能量流动的途径渠道:食物链和食物网④能量流动的过程⑤能量的散失:呼吸作用19.能量流动的特点①能流在生态系统中是变化着的;②能流是单向流动的;能量以光能的状态进入生态系统后,就不能再以光的形式存在,而是以热的形式不断地逸散于环境中;③能量在流动过程中,不断递减;20.生态效率:是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系;最重要的生态效率有同化效率、生长效率、消费或利用效率、林德曼效率;21.生物浓缩:生态系统中同一营养级上的许多生物种群或者生物个体,从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物,使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象,又称为生物富集.22.生物积累:生态系统中生物不断进行新陈代谢的过程中,体内来自环境的元素或难分解化合物的浓缩系数不断增加的现象;23.生物放大:在生态系统的食物链上,高营养级生物以低营养级生物为食,某种元素或难分解化合物在生物体中浓度随着营养级的提高而逐渐增大的现象;24.水循环①水循环的意义:生物体的70%是由水构成的,生命离不开水;水是很好的溶剂,是所有营养物质的介质,影响着各类营养物质在地球上的分布;水是地质变化的动因之一;②水循环的方式:蒸发、降水;每年地球表面蒸发量等于降水量. ③水循环的途径25.人类活动对水循环的影响: ①污染;②修筑水库、塘堰可扩大自然蓄水量;③围湖造田又使自然蓄水容积减小;④过度开采利用地下水,使某些人口集中的地区出现了地下水位和水质量的下降,如目前我国许多北方大城市的地下水分布出现“漏斗”;26. ①碳的循环主要是通过CO2进行的图3-4;环境中的CO2通过光合作用被固定在有机物质中,然后通过食物链的传递,在生态系统中进行循环;②碳循环中环境问题:第二次工业革命以来,大量化石燃料的燃烧,改变了原有的碳素平衡状态;由于森林被砍伐,减少了对CO2的固定,因此,尽管海洋能够吸收近2/3的额外碳源,仍然避免不了全球大气CO2浓度的升高; CO2的“温室效应”加剧将导致全球温度升高和降水分布的改变;27. ①硫在自然界中存在多种形态,元素硫、二氧化硫、硫酸盐和气态的硫化物等;②硫的循环过程:岩浆活动、燃料燃烧、海面散发及有机物分解--大气--土壤--植物--动物--土壤--海洋沉积岩或植物③硫循环中的环境问题:工业革命以来,大量燃烧煤、石油等化学燃料,大大增加了大气中二氧化硫的含量,引起全球性的环境问题之一----酸雨的产生;。
水土保持与荒漠化防治一级学科二级学科全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:水土保持与荒漠化防治是关于土地资源保护和生态环境修复的一级学科,它关注的是如何合理利用土地资源,防止水土流失和荒漠化,实现可持续发展。
这一学科涉及多个领域,需要综合的研究和实践,以保护地球母亲的生态环境,维护人类文明的可持续发展。
水土保持与荒漠化防治的二级学科包括土地资源科学、水文学、土壤学、植物学、生态学等多个学科领域。
在这些学科下,研究人员致力于探索土地资源的合理开发利用、水资源的保护和管理、土壤的修复和保护、植被的恢复和更新、生态系统的建设和保护等方面的问题,以实现生态与经济的双赢。
在当前全球面临日益加剧的气候变化和环境污染的背景下,水土保持与荒漠化防治显得尤为重要。
水土保持是维护土地生产力、保护水资源、减少灾害风险的基础,而荒漠化防治则是防止土地退化、保护生态平衡的关键。
只有通过有效的研究和实践,才能取得实质性的成果,实现可持续发展的目标。
在水土保持与荒漠化防治领域,需要加强国际合作与交流,共同面对全球性的环境挑战。
通过分享科研成果、技术经验,推动跨国界的合作,积极应对全球变化带来的挑战。
还需要利用现代科技手段,加强监测和评估,及时发现问题,采取有效措施进行修复和防治。
水土保持与荒漠化防治的研究与实践具有重要意义,它不仅关系到人类的生存和发展,也关乎整个地球生态环境的未来。
只有通过不懈的努力,才能实现生态与经济的可持续发展,为后代子孙留下一个更美好的世界。
水土保持与荒漠化防治是一个涉及多个学科领域、需要综合研究和实践的重要学科。
只有通过科学的研究和有效的实践,才能解决土地资源保护和生态环境修复的难题,实现可持续发展的目标。
希望更多的科研人员和实践者投身到这个伟大事业中,为保护地球母亲的生态环境贡献自己的力量。
【2000字】第二篇示例:水土保持与荒漠化防治是一门重要的学科,其研究内容涉及到地球表面的水资源、土壤资源、植被资源等方面,关乎到人类的生存和发展。
荒漠生态学
荒漠生态学是研究荒漠地区的生态系统以及其生物多样性的学科。
荒漠是指气候干旱、降水稀少的地区,极度缺水和高温使得植被生长受限。
荒漠地区的生态系统脆弱而特殊,对环境变化非常敏感。
在荒漠生态学中,人类视角至关重要。
人类在荒漠地区的活动对该地区的生态环境产生了深远影响。
过度放牧、过度开采和过度开垦等人类活动导致了土地退化、水资源枯竭和生物多样性的丧失。
因此,保护荒漠生态系统对于维护地球生态平衡具有重要意义。
荒漠生态学的研究内容包括了荒漠植被的适应机制、荒漠动物的生存策略以及荒漠生态系统的恢复与保护等方面。
荒漠植被通常具有耐旱、耐寒、耐盐等特点,以适应干旱和高温的环境。
荒漠动物则通过降低代谢率、减少水分蒸发等方式来适应荒漠的极端环境。
同时,荒漠中的生物之间还存在着复杂的相互关系,它们相互依存、互相影响,共同维护着荒漠生态系统的稳定。
为了保护荒漠生态系统,人们采取了一系列的措施。
首先,要加强对荒漠地区的生态环境监测,了解荒漠生态系统的变化和演替规律。
其次,要加强对荒漠地区的保护和恢复工作,禁止过度放牧、过度开垦等破坏性行为,恢复荒漠植被,保护荒漠动物。
此外,还应加强科学研究,推动荒漠生态学的发展,提高人们对荒漠生态系统的认识和保护意识。
荒漠生态学的研究对于人类的可持续发展具有重要意义。
荒漠地区的生态系统不仅是人类生存的基础,也是自然界的宝贵资源。
只有保护好荒漠生态系统,才能实现人与自然和谐共生的目标。
让我们共同努力,保护好荒漠地区的生态环境,为子孙后代留下绿洲般的美丽家园。
Vol.34,No.3Mar.,2021第34卷第3期2021年3月环境科学研究Research of Environmental Sciences荒漠河岸多枝桂柳灌丛碳氮磷化学计量特征及其影响因素张晓龙,周继华2,来利明2,姜联合2,郑元润2”1. 山西财经大学资源环境学院,山西太原0300062. 中国科学院植物研究所,北京100093摘要:为了解群落水平下荒漠河岸多枝柽柳(Tamarw ramosissima Ledeb.)灌丛的碳氮磷化学计量特征及其影响因素,在黑河下游荒漠河岸3 800 m 范围内,沿垂直河道方向上设置9个采样点,采用相关性分析、冗余分析(RDA)和偏冗余分析(pRDA)方法,对多枝柽柳群落的碳氮磷化学计量格局及其与环境因子的关系进行研究.结果表明:黑河下游荒漠河岸多枝柽柳群落TC 、TN 、TP 含量平均值分别为380. 27,30. 42和1. 54 mg/g,C :N 、C :P 和N :P 平均值分别为12. 98,257. 09和20. 04.与全球和区域尺度物种水平研究相比,黑河下游荒漠河岸多枝柽柳灌丛群落具有较低的TC 含量、较高的TN 含量和N :P 以及相对稳定的TP 含量.多枝柽柳灌丛群落碳氮磷化学计量特征变异系数相对较小,内稳性较强,相对较高的N :P(14. 55〜27. 20)表明群落水平下多枝 柽柳灌丛更倾向于受磷元素的限制.在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC 含量和TN 含量均随沿河距离的增加呈显著下降的变化趋 势,而C :N 随沿河距离的增加呈波动上升的变化趋势;TP 含量呈先降后升的变化趋势,而C :P 和N :P 大致呈先上升后下降的变化趋势.多枝柽柳灌丛群落的碳氮磷化学计量特征与土壤理化属性存在一定相关性,土壤含水量、土壤容重和土壤pH 是影响多 枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征变化的关键因子,三者共同解释了总变异的57. 7%,其中土壤含水量解释了总变异的32.8%.研究显示,土壤水盐与多枝柽柳灌丛的碳氮磷化学计量特征关系密切,土壤含水量在解释多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征变化方面比土壤pH 更为重要.关键词:荒漠河岸;黑河;多枝柽柳群落;碳氮磷;化学计量特征中图分类号:X171. 1文章编号:1001-6929(2021)03-0698-09文献标志码:A DOI : 10. 13198/j. issn. 1001-6929. 2020. 08. 04Carbon , Nitrogen and Phosphorus Stoichiometric Characteristics of Tamarix ramosissima Ledeb. Shrubland and Their Influencing Factors in a Desert Riparian Area of ChinaZHANG Xiaolong 1,2, ZHOL Jihua 2, LAI Liming 2, JIANG Lianhe 2, ZHENG Yuanrun 2*收稿日期:2020-03-31 修订日期:2020-08-20作者简介:张晓龙( 1988-),男,山西浑源人,讲师,博士,主要从事化学计量生态和生物化学地理研究,***********************.cn .*责任作者,郑元润( 1968-),男,山西大同人,研究员,博士,博导,主要从事植被生态学研究,****************.cn基金项目:国家自然科学基金项目(No.91425301)Supported by National Natural Science Foundation of China (No.91425301)1. School of Resources and Environment , Shanxi Lniversity of Finance and Economics , Taiyuan 030006, China2.Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, ChinaAbstract : In order to explore the community level stoichiometric characteristics of Tamarin ramosissima Ledeb. shrubland and their influencing factors in an arid desert riparian area, 9 sites were vertically sampled within 3800 m from the downstream of Heihe River. Thestoichiometric patterns of carbon , nitrogen and phosphorus in a T. ramosissi m a community and their relationship with environmental factorswere studied by correlation analysis , redundancy analysis ( RDA ) and partial redundancy analysis (pRDA). The results show the mean TC , TN and TP contents for the T. ramosissi m a community were 380. 27, 30. 42 and 1. 54 mg/g, respectively. The mean C :N, C :P and N :P ratios for the T. ramosissi m a community were 12. 98, 257. 09 and 20. 04, respectively. Compared to the results of species level at the global and regional scales , the T. ramosi s sima community was characterized by lower TC , higher TN and N :P, and relatively stable TP contents. The variation coefficients of the community level stoichiometric characteristics were much lower and their stoichiometrichomeostasis was relatively strong. The relatively high N : P levels ( 14.55-27.20) indicate that the T. ramosissi m a community might be more heavily limited by P at the community level. Along the river gradient, the TC and TN contents in the T. ramos ss ma communitydecreased significantly with distance from the river, but the C : N ratio increased and fluctuated with distance. The TP content of the community decreased and then increased, while the C : P and N : P ratios increased and then decreased with distance. The stoichiometric第3期张晓龙等:荒漠河岸多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征及其影响因素699characteristics and soil physicochemical properties were correlated,and RDA analysis demonstrates that the soil water content,soil bulk density and soil pH had significant impacts on the stoichiometric characteristics of the71.ramosissima community and jointly accounted for 57.7%of the total variation,of which soil moisture accounted for32.8%.Our observations indicate that soil water and saline-alkali properties were closely related to the stoichiometric characteristics of the71.ramosissima shrubland and that soil water content had a stronger impact on the community stoichiometry variations than soil pH.Keywords:desert riparian;Heihe River;Tamarix ramosissima community;carbon,nitrogen and phosphorus;stoichiometric characteristics生态化学计量学作为一门探索生态过程中能量和多重化学元素平衡的新兴学科,为探究植物生长和养分供应关系以及植物与环境之间化学元素的相互耦合性提供了一种综合方法[1-2].碳、氮、磷是植物生长发育和生理生态活动所需的重要元素,植物吸收氮元素、磷元素,同化碳元素,进而影响群落、生态系统的碳过程以及矿质元素的生物地球化学循环[3-4]•相比于其他元素而言,碳、氮和磷元素的耦合作用更强, C:N:P计量比不仅能够反映植物的养分限制状况和适应策略,同时能反映出植物吸收氮和磷过程中的光合固碳能力[5-6].有研究表明,低C:N和C:P的植物倾向于采取高光合速率的竞争策略,而高C:N和C:P的植物更倾向于采用低光合速率的强大防御生态策略[7-8].因此,基于生态化学计量特征的植物-环境关系研究,能更好地揭示不同环境植物群落养分获取及其对环境的适应机制[9].值得提出的是,尽管目前对森林、草原、荒漠和水生生态系统的植物化学计量特征进行了一些有意义的探讨[3,10-11],但对灌丛群落化学计量特征及其对环境梯度变化响应规律的研究仍较少,尤其缺乏对干旱区固沙灌丛的生态化学计量研究[12-13].多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)具有很强的耐旱性和适应能力,在长期的植被-环境相互作用下发展成不同的群落类型,在维持当地生态系统稳定和提供关键生态系统服务方面发挥着独特的作用[14].有研究表明,在相对潮湿的河岸地带,多枝柽柳具有强烈的水分竞争和向土壤中分泌盐的能力,尤其会限制草本植物的生长,形成单优势种植物群落,从而降低当地生物多样性[15].然而,在相对干旱的荒漠地区,多枝柽柳通过根系的“提水作用”将水分从深层土壤和地下水输送到浅层土壤,水分和养分富集形成“沃岛效应”,通过“沃岛效应”为干旱荒漠地区动植物提供良好的栖息地,从而提高生物多样性[16].以往关于柽柳的研究多集中于植物群落生态学特性及其与环境因子关系方面,例如,地下水变化对柽柳群落多样性的影响[",17]、土壤水分变化对柽柳群落特征的影响[18-19],人工生态输水工程对荒漠河岸柽柳植被恢复的影响[20-21]以及柽柳沙包与环境因子之间的关系[22]等,而对柽柳群落的生态化学计量学研究比较缺乏[8,23].在当前环境条件下,尤其是在极端干旱的荒漠河岸地区,群落水平上柽柳群落碳氮磷化学计量及其相互作用有哪些特点土壤水盐和养分等环境因子如何对柽柳群落碳氮磷化学计量特征产生影响定量地揭示它们之间的相互作用关系将有助于深入认识荒漠河岸地区柽柳群落的养分限制状况和适应策略.鉴于此,该文通过对黑河下游荒漠河岸地带多枝柽柳群落进行调查,分析群落水平下碳氮磷化学计量特征,探讨多枝柽柳群落碳氮磷化学计量格局与环境因子的关系,从而阐明多枝柽柳群落对极端干旱环境的适应性,以期为荒漠河岸柽柳植被恢复和柽柳群落多样性保护提供参考.1材料与方法1.1研究区概况研究区域位于黑河下游荒漠河岸地带(42°06'N〜42°07'N、101°00'E~101°03'E),地处中纬度温带大陆性干旱气候区,气候极端干旱[8].年均温8弋左右,多年平均降水量低于40mm,75%以上的年降水量集中在7—8月,年蒸发量为2300~3700mm[14].下游荒漠河岸地带性土壤为灰棕漠土,两岸发育有林灌草甸土,由于成土过程受地下水影响较大,呈现一定的盐碱化[24].受河流补给地下水的影响,荒漠河岸林主要分布在河岸两边,以胡杨(PopuZus eupAratica)和柽柳(Tamarix ramosissima以旱生和沙生类型的灌木为主,代表性植物有泡泡刺(Nitraria spAaerocarpa)、琵琶柴(Keaumuria soongarica)、细枝盐爪爪(KaZidium graci'Ze)、膜果麻黄(£pAedra przewaZsiii)等[25]•1.2采样点设置与取样2019年8月9—18日植物生长旺季,多枝柽柳处于夏花期(6—9月),在黑河下游乌兰图格沿河监测断面,沿垂直于河岸大致以500m为间隔设置调查样地,共布设群落调查样地9个(见图1).每个样地随机设置3个10mX10m的灌木样方,调查样方内700环境科学研究第34卷所有物种,在灌木、草本层主要记录种类名称、株(丛)数、高度、冠幅、基径和盖度等群落特征;同时记录样地基本状况,包括样地经纬度、坡度、生境、地貌和土地利用等属性.对于每个样方,每个物种地上生物量的测定采用样株收获法,每个物种取2~3株具有代表性的植株带回实验室,用毛刷刷净植株表面的尘土等杂质,于80t恒温烘干至恒质量并称量,进而估算调查样方地上生物量.获取生物量后,将植株粉碎后过0.149mm筛,用于化学性质分析,植物化学性质采用质量百分比表示,植物TC、TN、TP含量测定参照ZHANG等[8]所述方法测定.在与植物群落相对应的样地内,对其土壤理化性质(土壤含水量、容重、TC含量、TN含量、C:N、速效磷含量、pH和电导率)进行测定,取样深度为50cm,每个样地设3个重复,土壤理化属性测定参照ZHANG等[8]所述方法测定.图1研究区样地位置示意Fig.1Locations of the sample plots1.3数据统计分析植物群落TC、TN和TP含量是群落内物种TC、TN和TP含量的加权平均值[11-12].群落TC含量(T c):sT c二工(5G)(1)/二1群落TN含量(T n):sT N二工(5M)(2)/二1群落TP含量(T p):ST p二工(B i P i)(3)/二1式中:S为物种数;B i为物种i的相对地上生物量;C i 为物种i的TC含量,mg/g;N,为种物i的TN含量,mg/g;P i为物种i的TP含量,mg/g.采用SPSS18.0软件进行数据统计分析,用单因素分析和LSD检验法对沿河不同样地多枝柽柳群落的盖度、生物量、TC、TN、TP含量及C:N:P计量比进行差异显著性检验(P<0.05),通过Pearson相关系数分析多枝柽柳群落TC、TN、TP含量及C:N:P计量比与土壤理化属性的关系(P<0.05).为定量分析土壤因子对多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征的影响,采用排序法确定主要影响因子,DCA结果显示,所有排序轴梯度长度均小于3,因此采用冗余分析法(RDA)确定主要影响因子.为避免冗余变量的影响,采用Monte Carlo检验(9999次置换)检测多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征和土壤因子是否存在显著相关关系,排除影响不显著的变量(P>0.05).采用偏冗余分析(“RDA)用于揭示土壤因子对多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征的单独影响与交互作用.上述统计分析在CANOCO5.0软件中完成[26].2结果与分析2.1荒漠河岸多枝柽柳群落基本特征在沿河梯度上,多枝柽柳群落盖度(F=83.18, P<0.001)、地上生物量(F=63.52,P<0.001)在不同样地间均具有显著差异,群落盖度为16.19%~ 85.33%,地上生物量为161.49-2812.81g/m2(见表1).群落盖度和地上生物量随沿河距离的增加呈下降的变化趋势,地上生物量最大值出现在距河100m 处,而群落盖度最大值出现距河1300m处(见表1).2.2荒漠河岸多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC含量(F= 10.05,P<0.001)、TN含量(F=12.24,P<0.001)、TP 含量(F=44.73,P<0.001),C:N(F=12.90,P< 0.001)、C:P(F=9.65,P<0.001)和N:P(F=5.11, P=0.002)在不同样地间均具有显著差异(见表2).多枝柽柳群落TC含量为317.39〜439.73mg/g,TN 含量为21.27-43.61mg/g,TP含量为0.97〜2.15 mg/g,C:N、C:P和N:P分别为9.08〜16.52,182.07~ 410.06和14.55〜27.20(见表2).在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC和TN含量均随沿河距离的增加呈显著下降的变化趋势,最大值出现在距河100m处,分别为423.67和40.89mg/g;群落TP含量呈先下降后上升的变化趋势(见图2),最大值出现在距河300m处,为2.09mg/g.C:N随沿河距离的增加呈波动上升的变化趋势,最大值出现在距河3800m处,为16.18;而C:P和N:P均大致呈先上升后下降的变化趋势,分别出现在距河1800和2300m处,分别为336.36和24.10(见图2).2.3多枝柽柳群落计量学特征与土壤因子的关系在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC含量、TN含量与土壤含水量、土壤TC含量、土壤TN含量和土壤速效磷含量均呈显著正相关,群落TP含量与土壤含水量、土壤TC含量、土壤TN含量和土壤pH均呈显著第3期张晓龙等:荒漠河岸多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征及其影响因素701表1黑河下游沿河多枝桂柳样地基本情况注:不同字母表示差异显著(P <0. 05).下同.Table 1 Characteristics of T. ramosissima sites along the downstream of the Heihe River样地编号沿河距离/m海拔/m群落结构盖度地上生物量/( g/m 2 )T1100926灌木-草本结构56. 73%±5. 66%b 2 812. 81±199. 00a T2300926灌木-草本结构67. 57%±3. 38%b2 627. 35±185. 88aT3800925灌木-草本结构75. 04%±1.99%ab 1 969. 46±189. 93b T41 300924灌木-草本结构85. 33%±1.92%a745. 60±39. 06cT51 800924灌木-草本结构45. 14%±2. 80%c 277. 84±8. 39dT62 300923灌木-草本结构32. 59%±4. 79%d389. 63±96. 17d T72 800925单-灌木结构20. 78%±1.05%de 454. 36±38. 92cdT83 300923单-灌木结构21. 65%±3. 15%de316. 15±44. 23d T93 800923灌木-草本结构16. 19%±0. 49%e161.49±20. 28d表2荒漠河岸多枝桂柳样地间群落化学计量特征的方差分析Table 2 The variance analysis community stoichiometric traits at different T. ramosissima sites参数平均值标准差变异系数最小值最大值自由度F P 群落TC 含量/(mg/g)380. 2731.170. 08317. 39439. 73810. 050. 001群落TN 含量/(mg/g)30. 427. 210. 2421.2743. 61812. 240. 001群落 TP 含量/( mg/g)1.540. 360. 230. 97 2. 15844. 730. 001群落C :N 12. 98 2. 290. 189. 0816. 52812. 900. 001群落C :P 257. 0954. 610. 21182. 07410. 0689. 650. 001群落N :P20. 043. 780. 1914. 5527. 2085. 110. 002沿河距离/m 沿河距离/m 沿河距离/m图2多枝桂柳群落全碳、全氮、全磷及碳氮磷计量比随沿河梯度的变化Fig.2 Changes in the T. ramosissima community TC , TN , TP and C :N :P stoichiometricratios along the rivergradient702环 境 科 学 研 究第 34 卷正相关,而群落TP 含量与土壤电导率呈显著负相关(见表3).群落C :N 与土壤容重、土壤C :N 均呈显著正相关,而与土壤含水量、土壤TC 含量、土壤TN 含量和土壤速效磷含量均呈显著负相关;群落C :P 与 土壤电导率呈显著正相关,而与土壤含水量、土壤TC含量、土壤TN 含量和土壤pH 均呈显著负相关;群落N :P 与土壤容重、土壤C :N 均呈显著负相关(见表3).2.4 土壤因子对多枝柽柳群落计量学特征的影响表3多枝桂柳群落碳氮磷化学计量特征与土壤因子之间的相关关系Table 3 Pearson correlation between the T. ramos i ssi m a community stoichiometric traits and soil properties注:* 表示 P <0. 05 ; ** 表示 P <0. 01.项目土壤含水量土壤容重土壤 TC 含量土壤 TN 含量土壤 C :N土壤速效磷含量土壤 pH土壤电导率群落 TC 含量0. 738 **-0. 3540. 813**0. 543 **-0. 0200. 623 **0. 275-0. 262群落 TN 含量0. 828 **-0. 3700. 838 **0. 757 **-0. 3800. 541 **0. 291-0. 287群落 TP 含量0.814**0. 0530. 699 **0. 621 **-0. 0610. 3530. 540 **-0. 550**群落 C :N—0.699 **0. 289 *-0. 681 **-0. 726 **0. 542 **-0. 440 **-0. 1890. 185群落C :P -0.582**-0. 246-0. 382*-0.416*0. 016-0. 134-0.514**0. 523 **群落N :P -0.018-0. 555 *0. 1670. 170-0. 422*0. 239-0. 3420. 342从RDA 排序结果来看,前2个排序轴分别解释 了多枝柽柳群落计量学特征变化的50. 83%和 26. 00%(见图3).排序轴1主要解释了土壤含水量 (F 二20. 3,P <0. 001)和土壤 pH (F 二3. 7,P <0. 05)对柽柳群落计量学特征变化的影响,排序轴2主要解释了土壤容重(F 二9. 0,P <0. 001)对多枝柽柳群落计量学特征变化的影响(见图3).该结果表明,对多枝柽 柳群落计量学特征变化具有显著影响的土壤因子为SBD1.0N :P-l.ol --------------------------------------------------------------------------1.0-0.50.5 1.0轴 1(50.83%)注:TC —群落TC 含量;TN —群落TN 含量;TP —群落TP 含量;C :N —群落 C :N ;C :P —群落 C :P ;N :P —群落 N :P ;SCN —土壤 C :N ; SBD —土壤容重;pH —土壤 pH ; SM —土壤含水量;STN —土壤TN 含量;STC —土壤TC 含量;SAP —土壤速效磷含量;SEC —土壤电导率.图3多枝桂柳群落碳氮磷化学计量特征与土壤因子RDA 排序结果Fig.3 RDA ordination plot of the T. ramos ss macommunity stoichiometric traits and soil properties土壤含水量、土壤容重和土壤pH.偏冗余分析表明, 土壤含水量、土壤容重和土壤pH 共同解释了多枝柽柳群落计量学特征变化的57. 7%, 土壤含水量的单 独解释率在总解释率中的占比(32. 8%)最大,其次是土壤含水量和土壤pH 的交互作用(12. 1%)以及土壤容重的单独解释率(10. 5%),而土壤pH 的单独解 释率相对较低( 见图 4) .特征与土壤因子偏冗余分析结果Fig.4 Partial redundancy analysis of the T. ramos ss ma community stoichiometrictraits and soil properties3讨论3.1群落水平上荒漠河岸多枝柽柳灌丛TC 、TN 、TP含量及其计量比该研究聚焦于黑河下游极端干旱荒漠河岸地带(年降水量30〜40 mm )沿河梯度上多枝柽柳群落的碳 氮磷化学计量特征及其影响因素.在群落水平上,该研究中多枝柽柳群落TC 含量平均值为380. 27 mg/g,第3期张晓龙等:荒漠河岸多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征及其影响因素703略高于黑河下游荒漠河岸地带和中下游戈壁荒漠地区物种水平的TC含量平均值(见表4),而多枝柽柳群落TC含量平均值显著低于黄土高原地区、全球尺度下物种水平的TC含量平均值[27-29].多枝柽柳群落TN含量平均值为30.42mg/g,高于黑河下游荒漠河岸地带和中下游戈壁荒漠地区物种水平的TN含量平均值(见表4),同时也高于黄土高原地区、全球尺度下物种水平的TN含量平均值[27-29].多枝柽柳群落TP含量平均值为1.54mg/g,高于黑河下游荒漠河岸地带物种水平的TP含量平均值(见表4),而略低于中下游戈壁荒漠地区、黄土高原地区、全球尺度下物种水平的TP含量平均值[27-29],这可能是导致该研究中N:P较高的原因.与全球尺度、区域尺度相比较,该研究中多枝柽柳群落具有TC含量低、TN含量高、N:P高、TP含量相对稳定的特点.此外,与黑河下游荒漠河岸地带和黑河中下游荒漠地区物种水平下的研究结果相比,黑河下游荒漠河岸地带群落水平碳氮磷化学计量参数变异系数相对较小(见表4),反映出 多枝柽柳群落水平碳氮磷化学计量特征相对较高的内稳性.表4黑河中下游荒漠地区植物在物种和群落水平下碳氮磷化学计量特征Table4Stoichiometric traits of desert plants in the middle and lower reaches of Heihe at species and community levels,respectively项目黑河下游荒漠河岸地带(群落水平)黑河下游荒漠河岸地带(物种水平)[8]黑河中下游戈壁荒漠地区(物种水平)〔何数值变异系数数值变异系数数值变异系数TC含量/(mg/g)380.27±31.170.08327.29±75.580.23301.22±99.050.33 TN含量/(mg/g)30.42±7.210.2413.88±2.720.2018.81±4.860.26 TP含量/(mg/g) 1.54±0.360.230.58±0.200.34 1.74±0.700.40 C:N12.98±2.290.1824.41±6.820.2815.88±2.680.14 C:P257.09±54.610.21614.94±214.480.35199.68±108.610.54 N:P20.04±3.780.1926.12±6.850.2612.27±5.340.433.2荒漠河岸沿河多枝柽柳群落碳氮磷化学计量变化特征在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC含量平均值相对较低,主要与该区域极端干旱和盐碱的环境有关,植物为应对干旱和盐碱胁迫,其自身代谢成本增加,光合速率受到抑制,从而使得多枝柽柳群落的固碳能力降低[31-32],这也可能是多枝柽柳群落TC含量随沿河距离的增加呈显著下降变化趋势的主要原因.由于该地区河流水补给的地下水是植物和土壤的主要水分来源[24],随着沿河距离的增加,地下水埋深逐渐增加,土壤含水量逐渐降低,水分条件变差使得植物生产力下降,多枝柽柳群落TC含量降低[8,17].这和多枝柽柳群落TC含量与土壤含水量呈显著正相关的分析结果相符合,尤其是在土壤水分条件最好的样地T1,群落TC含量平均值为423.67mg/g,而在土壤水分条件最差的样地T9,群落TC含量平均值仅为348.96mg/g,这在一定程度上说明水分条件变化影响着荒漠植物群落碳含量的变化,较低的碳含量可能与极端干旱的环境有关[32].有研究表明,在自然条件下,植物叶片氮含量与土壤氮含量呈线性正相关[33],即使在半干旱-干旱地区的氮添加控制试验中,土壤无机氮含量的增加也会导致植物叶片氮含量的显著增加[34],这与该研究中多枝柽柳群落TN含量与土壤TN含量呈显著正相关的分析结果相符合.该研究中群落相对较高的氮含量主要与优势种多枝柽柳和干旱盐碱生境相关.在沿河梯度上,多枝柽柳是一种典型的内生固氮菌属灌木[35],此外,在盐碱环境下,荒漠植物可积累大量含氮物质,导致多枝柽柳群落具有相对较高的氮含量,相对较高的氮含量可能是荒漠植物对极端干旱和盐碱环境的适应结果[32,36].磷元素被认为是中国陆地植物生长的主要限制性养分,植物磷含量低主要是由土壤磷含量较低引起的[37].该研究中多枝柽柳群落TP含量平均值(1.54 mg/g)略高于全国陆地植物物种平均水平(1.46 mg/g),且与植物吸收关系密切的土壤速效磷含量(4.48mg/kg)也高于全国平均水平(3.83mg/kg)[38],该研究中黑河下游荒漠河岸地带多枝柽柳群落TP 含量可能是由于相对较高的土壤磷含量所致.然而,该研究中多枝柽柳群落TP含量与土壤速效磷含量呈正相关(R=0.353),但不显著,这与该区域盐分胁迫有关.有研究表明,在受盐胁迫土壤中,存在大量的Cl-,SO42-等阴离子,它们会与磷元素产生竞争效应,抑制植物对磷元素的吸收[39],这与该研究中多枝柽柳群落TP含量与土壤电导率呈显著负相关的分析结果相符合.在沿河梯度上,在距河1800~2800m之间,土壤电导率为13.32-15.05mS/cm,极端盐胁迫704环境科学研究第34卷可能抑制植物对磷元素的吸收,这也可能是多枝柽柳群落TP含量呈先下降后上升的变化趋势的主要原因.有研究表明,磷元素主要来源于土壤母质,干旱区降水过程对土壤的淋溶程度较低,相对于氮元素,土壤母质中磷含量相对丰富,使得氮元素更易成为限制性元素[40-41].Gusewell等认为,在群落水平上N:P 更能准确判断植物生长的养分限制[42],而笔者得到的柽柳群落N:P平均值为20.04,相对较高的N:P可能意味着该区域多枝柽柳群落在生长旺季氮过量而磷含量相对不足.3.3荒漠河岸沿河多枝柽柳群落碳氮磷化学计量格局形成的影响因素分析在干旱区,尤其是极端干旱地区,水分条件是影响植物生长和分布的主要影响因子[17].该研究中多枝柽柳群落TC、TN、TP含量均与土壤含水量呈显著正相关,在黑河下游荒漠河岸地带,水分条件较好的近河地带,土壤水分和土壤养分含量相对较高,植物群落生长条件较好,植物群落通过水分-养分的耦合效应获取更多的养分[8,43];随着沿河垂直距离的增加,养分和水分条件变差,导致植物能获取的养分减少,使得植物TC、TN、TP含量显著降低[8].偏冗余分析结果表明,土壤含水量、土壤容重和土壤pH会对多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征产生显著影响,进一步说明多枝柽柳群落TC、TN、TP含量与水分条件有关.水分条件较土壤pH的影响作用更为明显,可能是因为黑河下游极端干旱的环境导致水分条件更易成为荒漠植物生长的限制因素.此外,土壤含水量和土壤pH的交互作用解释了多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征变化的12.1%,表明该区域土壤盐碱共同影响着多枝柽柳群落的生长.考虑到植被与环境之间的复杂关系,在黑河下游荒漠河岸地带进行长期多尺度野外调查,或者控制试验可能更有利于进一步阐明多枝柽柳群落对土壤水盐和养分的响应.4结论a)黑河下游荒漠河岸地带多枝柽柳群落具有TC含量低、TN含量高、N:P高、TP含量相对稳定的特点.与黑河中下游地区荒漠植物物种水平相比,在群落水平上,荒漠河岸多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征的变异系数相对较小,内稳性较强.群落水平N:P的分析表明,黑河下游荒漠河岸多枝柽柳群落在生长旺季受磷元素的限制程度较大.b)在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC、TN、TP的含量以及C:N、C:P和N:P在不同沿河距离样地内均具有显著差异(P<0.05).随着沿河距离的增加,多枝柽柳群落TC、TN、TP含量和C:N:P均呈现出显著的变化趋势.土壤含水量、土壤容重和土壤pH较好地解释了多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征的变化,共同解释了总变异的57.7%.c)在解释多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征的变化方面,土壤含水量以及土壤含水量和土壤pH交互作用的贡献率大于土壤pH,表明水分是该区域植物生长的主要限制因子,植物可能通过调节自身营养元素的比例来适应极端干旱盐碱的环境.参考文献(References):[1]ELSER J J,STERNER R,GOROKHOVA E,et aZ.Biologicalstoichiometry from genes to ecosystems[J].Ecology Letters,2000,3:540-550.[2]田地,严正兵,方精云•植物化学计量学:一个方兴未艾的生态学研究方向[J].自然杂志,2018,40(4):235-242.TIAN Di,YAN Zhengbing,FANG Jingyun.Plant stoichiometry:aresearch frontier in ecology[J].Chinese Journal of Nature,2018,40(4):235-242.[3]TANG Z Y,XL W T,ZHOL G Y,et aZ.Patterns of plant carbon,nitrogen,and phosphorus concentration in relation to productivity inChina's terrestrial ecosystems[J].Proceedings of the NationalAcademy of Sciences of the Lnited States of America,2018,115:4033-4038.[4]DL E Z,TERRER C,PELLEGRINI A,et aZ.Global patterns ofterrestrial nitrogen and phosphorus limitation[J].NatureGeoscience,2020,13:221-226.[5]ELESER J J,ACHARYA K,KYLE M,et aZ.Growth ratestoichiometry couplings in diverse biota[J].Ecology Letters,2003,6(10):936-943.[6]HAN W X,FANG J Y,REICH P B,et aZ.Biogeography andvariability of eleven mineral elements in plant leaves acrossgradients of climate,soil and plant functional type in China[J].Ecology Letters,2011,14(8):788-796.[7]STERNER R W,ELSER J J.Ecological stoichiometry:the biology ofelements from molecules to the biosphere[M].New Jersey:Princeton Lniversity Press,2002.[8]ZHANG X L,ZHOL J H,GLAN T Y,et aZ.Spatial variation in leafnutrient traits of dominant desert riparian plant species in an aridinland river basin of China[J].Ecology and Evolution,2019,9(3):1523-1531.[9]张晓龙,周继华,来利明,等•黑河下游绿洲-过渡带-戈壁荒漠群落优势种叶片性状和生态化学计量特征[J].应用与环境生物学报,2019,25(6):1270-1276.ZHANG Xiaolong,ZHOL Jihua,LAI Liming,et aZ.Leaf traits andecological stoichiometry of dominant desert species across oasisGobi desert ecotone in the lower reaches of Heihe River,China[J].Chinese Journal of Applied and Environmental Biology,2019,25(6):1270-1276.[10]智颖飙,刘珮,马慧,等•中国荒漠植物生态化学计量学特征与驱动因素[J].内蒙古大学学报(自然科学版),2017,48(1):97-105.。
第46卷第2期2021年3月Vol.46No.2Mar.2021林业科技FORESTRY SCIENCE&TECHNOLOGYDOI:10.19750/ki.1001-9499.2021.02.013安西极旱荒漠自然保护区典型植物群落特征研究王亮1裴鹏祖1周文裟1李海龙1杨永伟1刘方正肝(1.甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区管理局,甘肃瓜州736100;2.中国环境科学研究院生物多样性研究中心,北京100012)摘要:运用样方法,以重要值为测度指标,调查分析了安西极旱荒漠自然保护区典型植物群落的类型及种群的密度、频度、盖度和重要值等群落学特征。
结果表明:依据群落外貌结构和植物种类组成等特征,按照样方中多年生灌木建群种和优势种的重要值,可划分为5个典型植物群落,其中合头草+珍珠猪毛菜群落多样性相对较丰富;群落的优势种主要为中亚典型的荒漠植物合头草(49.26)、珍珠猪毛菜(18.04)、红砂(17.27)、泡泡刺(15.18)和裸果木(12.22)等多年生灌木;合头草为主要优势建群种,在整个植物群落中分布极为显著,具有较高的重要值。
关键词:荒漠植物;群落特征;重要值;安西自然保护区中图分类号:S71&54+2文献标识码:A文章编号:1001-9499(2021)02-0046-05自然保护区是保护珍稀野生动植物资源、维护生物多样性的基础-7],是各国为了保护生物多样性而采取的重要手段a%而位于“一带一路”重要节点的甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区,地处亚洲中部温带荒漠、极旱荒漠和典型荒漠的交汇处,是青藏高原和蒙新荒漠的结合部,其荒漠生态系统在整个古地中海区域具有一定的典型性和代表性,对维护区域生态系统平衡发挥着重要作用。
保护区自1987年成立以来,先后组织开展了三次综合科学考察U。
-均,基本摸清了区内自然地理环境及生物多样性情况。
目前,安西自然保护区荒漠植物的研究主要集中于种间竞争、区系特征、土壤微生物、生物量、保护成效和重点保护植物裸果木的种群与分布等⑴-闵,但探究保护区典型植物群落的特征及物种多样性组成还鲜有报道。
荒漠生态学
从植被的角度来说,荒漠是分布于干旱区的地带性植被类型。
在荒漠地区经常出现一种特殊的景观类型——绿洲。
所谓绿洲是“干旱气候条件下形成的,以荒漠为背景的,以天然径流为依托的,具有较高第一性生产力的,以中生和旱中生植物为主体的景观类型”。
在全球范围内,荒漠分布广泛,包括非洲的撒哈拉沙漠、澳大利亚的内陆沙漠、中国的塔克拉玛干沙漠等。
这些荒漠地区的生态环境十分恶劣,生物多样性较低,但是仍然存在着一些适应干旱环境的植物和动物。
荒漠生态学的研究对于理解干旱区生态系统的功能和稳定性、生物多样性的保护、资源的可持续利用以及全球气候变化的影响等方面具有重要意义。
新疆十字花科短命植物荒漠庭荠营养器官解剖学研究
于喜凤;葛毅强;乔健芳
【期刊名称】《新疆师范大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1996(000)001
【摘要】本文报道了短命植物荒漠庭荠的解剖结构,以探讨它的根、茎、叶内部结构及某些生物学特征,荒漠庭荠时为C<sub>4</sub>植物型,叶肉栅栏组织发达,由2—4层栅栏细胞组成,叶绿体小而多.根的次生木质部占横切面积的1/2、叶、茎在结构上具有适应高光效的特点.
【总页数】5页(P28-32)
【作者】于喜凤;葛毅强;乔健芳
【作者单位】新疆师范大学生物系
【正文语种】中文
【中图分类】Q944.5
【相关文献】
1.新疆北部早春短命植物鸟头荠营养器官解剖学研究 [J], 艾克拜尔·依米提;喀伍力江·马木提
2.新疆菊科短命植物疏齿千里光营养器官解剖学研究 [J], 李进;艾克拜尔·依米提;阿里马斯·克里木
3.新疆“类短命植物”英吉独尾草营养器官解剖学研究 [J], 于喜凤;雒薇;米丽班
4.新疆禾本科短命植物旱麦草的营养器官解剖学研究 [J], 于喜凤;周志强;焦若薇
5.新疆十字花科短命植物离子芥的形态学研究——Ⅰ离子芥的营养器官解剖结构[J], 于喜凤
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
古尔班通古特沙漠土壤理化性质的空间变异及对植物多样性的影响引言古尔班通古特沙漠位于中国新疆维吾尔自治区和蒙古国边境地区,是中国最大的沙漠之一。
该地区气候干燥,雨量稀少,沙漠环境极不友好,然而令人惊喜的是,沙漠中依然存在着丰富的植物生态系统。
本文旨在探讨古尔班通古特沙漠土壤理化性质的空间变异及其对植物多样性的影响,以期为沙漠植物保护和沙漠生态系统的管理提供参考。
一、古尔班通古特沙漠土壤的理化性质1. 土壤类型古尔班通古特沙漠土壤主要分为风沙土和荒漠土两种类型。
风沙土富含沙质颗粒,粒径粗大,有良好的透水性;荒漠土则含有较多粘土成分,质地较重,起到一定的固结作用。
2. pH值古尔班通古特沙漠土壤呈酸性或中性。
酸性土壤主要受到高含量的硫酸根离子和钾离子的影响,而中性土壤则受到石灰质和氢离子浓度的调节。
3. 有机质含量沙漠土壤中的有机质含量较低,通常在0.1%以下。
由于水分和营养物质的贫乏,沙漠土壤中的分解速度较慢,导致有机质积累不易。
二、古尔班通古特沙漠土壤的空间变异古尔班通古特沙漠土壤的空间变异性较大,主要与地理因素、气候因素以及生物因素等多种因素密切相关。
1. 地理因素地形起伏是影响土壤空间变异性的重要因素。
在沙漠地形环境中,存在一些微地形,如沙丘、高地和低地等,这些地貌特征造成了土壤物理和化学性质的差异。
2. 气候因素降水是决定土壤水分含量的主要因素。
古尔班通古特沙漠地区降水量较少,不均匀分布,导致土壤湿度的空间变异性较大。
同时,高温和强风等极端气候条件也给沙漠土壤带来了额外的水分损失。
3. 生物因素植物群落的分布和种类也对沙漠土壤的空间变异性产生重要影响。
不同植物对土壤水分和营养的需求不同,其根系在土壤中的分布不均匀,因此在植物丰富的地区,土壤中的水分和营养的空间分布也会有所不同。
三、古尔班通古特沙漠土壤的影响因素对植物多样性的影响古尔班通古特沙漠土壤的理化性质的空间变异对植物多样性产生了较大的影响。
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄[2]张阿凤,潘根兴,李恋卿.生物黑炭及其增汇减排与改良土壤意义[J].农业环境科学学报,2009,28(12):2459-2463.[3]OgawaM,OkimoriY.Pioneeringworksinbiocharresearch,Japan[J].SoilResearch,2010,48(7):489-500.[4]赵 红,袁培民,吕贻忠,等.施用有机肥对土壤团聚体稳定性的影响[J].土壤,2011,43(2):306-311.[5]ZhaoP,ShaoMA,WangTJ.Spatialdistributionsofsoilsurface-layersaturatedhydraulicconductivityandcontrollingfactorsondamfarmlands[J].WaterResourcesManagement,2010,24(10):2247-2266. [6]陈风琴,石 辉.缙云山常绿阔叶林土壤大孔隙与入渗性能关系初探[J].西南师范大学学报(自然科学版),2005,30(2):350-353.[7]胡克林,李保国,陈 研.表层土壤饱和导水率的空间变异对农田水分渗透的影响[J].水利学报,2006,37(10):1217-1223.[8]崔英德.复合肥的生产与施用[M].北京:化学工业出版社,1995.[9]邵明安,王全九,黄明斌.土壤物理学[M].北京:高等教育出版社,2006:70-96.[10]宋宝栋,覃齐正,郭子玉,等.生物炭添加量对南疆沙化土壤理化性质和水分特征的影响[J].塔里木大学学报,2018,30(4):70-75.[11]NovakJM,BusscherWJ,LairdDL,etal.Impactofbiocharamendmentonfertilityofasoutheasterncoastalplainsoil[J].SoilScience,2009,174(2):105-112.[12]王文焰,张建丰,汪志荣,等.砂层在黄土中的阻水性及减渗性的研究[J].农业工程学报,1995,11(1):104-110.赵宏胜,兰登明,冯 霜,等.乌拉特后旗荒漠区8种灌丛地上部生物量模型[J].江苏农业科学,2020,48(15):297-305.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.15.054乌拉特后旗荒漠区8种灌丛地上部生物量模型赵宏胜,兰登明,冯 霜,王 伟,王志国(内蒙古农业大学,内蒙古呼和浩特010010) 摘要:以乌拉特后旗荒漠区常见的8种灌丛[珍珠猪毛菜(Salsolapasserina)、绵刺(Potaniniamongolica)、红砂(Reaumuriasoongorica)、驼绒藜(Ceratoideslatens)、甘蒙锦鸡儿(Caraganaopulens)、短叶假木贼(Auabasisbrevifolia)、霸王(Zygophyllumxanthoxylon)和松叶猪毛菜(Salsolalaricifolia)]为研究对象,采用样方调查法进行调查,灌丛的测量采用标准株结合标准枝法,计算获得其生物量,并测量高度、冠幅,对比分析生物量得大小,通过主成分分析确定预测函数模型的最优变量,然后建立单株灌丛生物量模型。
不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构特征荒漠是一种特殊的生态环境,其中植物根际土壤微生物群落的结构特征与其他生态系统有明显差异。
本文将探讨不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构特征,并重点分析其原因和意义。
首先,不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构的特征是多样化的。
根据研究,不同荒漠植物的根际土壤微生物群落结构差异主要表现为微生物群落组成的差异,包括丰度和多样性的差异。
例如,在贫瘠和干旱的荒漠土壤中,植物为了适应这种环境,会通过根系分泌物和土壤微生物互作来改善土壤生态环境。
一些研究显示,荒漠植物的根系分泌物可以促进一些特定微生物的生长和繁殖,如分泌具有促进细菌生长和繁殖的有机物质,从而导致根际土壤微生物群落的结构特征的差异。
此外,由于不同荒漠植物的生长环境不同,它们与根际土壤微生物的互作也存在差异,这会导致根际土壤微生物群落结构的差异。
其次,这种差异的原因是多方面的。
一方面,不同荒漠植物对环境的适应能力不同。
在荒漠这种环境中,水分、温度和养分等环境因子的多样性对植物的生长和根系分泌物的构成有着重要影响。
因此,不同荒漠植物在适应这种多样性环境因子的过程中,会产生不同的根际土壤微生物群落结构特征。
另一方面,不同荒漠植物的生长策略和需求也会影响根际土壤微生物群落结构的差异。
例如,一些草本植物通过深入土壤来获取更多的水分和营养元素,而一些灌木植物则通过发达的根系形成更复杂的根际土壤微生物群落。
最后,不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构差异的意义在于维持荒漠生态系统的稳定性和功能。
根际土壤微生物群落是土壤生态系统的重要组成部分,对土壤的生物地球化学循环和养分转化有着重要影响。
因此,不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构的多样性会影响其对土壤养分的利用和转化的效率,从而对荒漠植物的生长和生态系统的稳定性产生影响。
此外,不同荒漠植物的根际土壤微生物群落结构差异也对土壤的保持和恢复具有重要意义。
通过了解不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构的差异特征,可以为荒漠生态系统的保护和恢复提供科学依据。
1概述生态研究与资源利用是分不开的,荒漠区是我国典型的温带荒漠和干旱脆弱生态系统,生态环境条件十分严酷,其中荒漠区的植物生物量在荒漠区域中扮演着重要的角色,荒漠区中的植物生物量不仅对于动物的生存有影响,对于荒漠区中的生态环境也有影响。
荒漠植被类型和条件与植物量之间存在关系。
植物的高度盖度密度是影响植物量的因子,在不同的干扰下,这种相关性与关系程度也存在一定的差异。
因此对于荒漠区植物生物量的研究具有重要的意义。
本文通过对[1]中数据进行拟合分析,发现不同植物的植物量与其高度盖度密度的关系符合回归模型[2],由此可以通过回归分析建立相应的模型并引入相关系数[3]进行求解。
在求出生物量对高盖密的回归模型后,必须考察一下是否真的能由所得的模型来较好的拟合生物量,用模型能否较好的反映或解释生物量的取值变化?对这些,都必须予以正确的评估和分析。
判定系数在这里就是一个很好地指标:一方面它可以从数据变异的角度指出可解释的变异占总变异的百分比,从而说明回归直线拟合的优良程度;另一方面,它还可以从相关性的角度,说明原因变量生物量y 与拟合变量的相关程度,从这个角度看,拟合变量与原因变量的相关度越大,拟合直线的优良度就越高。
判定系数是指可解释的变异占总变异的百分比,用R 表示,它的范围在0到1之间;当R 2=1时,原数据的总变异完全可以由拟合直线的变异来解释,即拟合点与原数据完全拟合;当R 2=0时,回归方程完全不能解释原数据的总变异,生物量的变异完全由与高盖密无关的因素引起。
2多元线性回归模型的建立(1)式中β0,β1,β2,β3都是与x 1,x 2,x 3无关的未知参数,其中β0,β1,β2,β3称为回归系数。
根据[1]中过牧区7月份草本植物的88个数,(y 1,x i 1,x i 2,x i 3)(i=1,2, (22)由(1)得(2)记(3)即为(4)模型(1)中的参数β0,β1,β2,β3用最小二乘法估计,选取估计值β^i使当βi =β^j ,j =0,1,2,3时,误差平方和(5)达到最小。
荒漠草原主要植物种群生态化学计量学特征季节变化孙世贤;运向军;吴新宏;卫智军;姜超;刘文亭【摘要】In this paper,the ecological stoichiometric characteristics of the main plant population of Stipa breviflora,Cleistogenes songorica,Allium polyrhizum,Convolvulus ammannii and Neopallasia pectinata were studied.To discusses main plant populations of ecological stoichiometry characteristics and coefficient of variation in different stages, revealing the desert grassland of different species, different development stage of C, N, P content and its measurement, for the large scale, a wide range of ecological stoichiometry study provides the basis.The main plant population of N/P was lower 14% in Stipa breviflora desert steppe.The main plant growth was limited by N. The seasonal variation of leaf C, N and P and C:N, C:P and N:P mass ratios were also dramatically different. The coefficient of variation (CV) of leaf C, N and P contents and C:N, C:P and N:P mass ratio was P (36.88%)>C/P (33.97%)>N/P (27.85%)>N (23.81%)>C/N (21.58%)>C (6.17%). The range of seasonal CV values for C and C/N was 2.58%~14.09%, 14.85%~29.92%, respectively, and P was 26.39%~51.56%, N was 18.39%~36.51%, C/N and C/P was 14.85%~29.92%, 26.29%~43.38%, respectively. The species of leaf N and P content showed significantly higher than in other seasons in the early stage of growth(P<0.05), and showed the leaf C content was lower than the growth in early growth stage, leaf C:N and C:P increased gradually with the growth time. Plant leaves C, N and C/N, C/P, N/P are mainly affected by plantspecies, followed by the interaction between plant species and months, and finally for the impact of the month, while the plant P content is mainly affected by the month.%以内蒙古高原荒漠草原为研究对象,对其主要植物种群短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、碱韭(Allium polyrhizum)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)、栉叶蒿(Neopallasia pectinata)的生态化学计量学特征进行了研究,探讨不同阶段主要植物种群的生态化学计量学特征及变异系数,揭示荒漠草原不同物种、不同发育阶段w(C)、w(N)、w(P)及其计量关系,以期为大尺度、大范围的生态化学计量学研究提供依据.结果表明,荒漠草原主要植物种群 w(N)/w(P)均小于14,生长主要受到 N 素的限制.植物w(C)、w(C)/w(N)的季节变异范围较小,分别为2.58~14.09、14.85~29.92,表现出较强的内稳性;植物P的变异范围为26.39~51.56,植物N的变异范围为18.39~36.51,植物w(C)/w(N)、w(C)/w(P)的变异范围分别为14.85~29.92和26.29~43.38.短花针茅全氮的变异系数最大,为36.51%.无芒隐子草w(C)、w(P)、w(C)/w(P)和w(N)/w(P)的变异系数均为最高,分别为14.09%、51.56%、43.38%和37.19%.w(C)/w(N)的变异系数以短花针茅最高,为29.92%.各物种叶片 w(N)、w(P)含量均表现出在生长初期显著大于其他生长时期(P<0.05),叶片 w(C)表现为生长初期低于生长后期,叶片w(C)/w(N)和w(C)/w(P)随生长季推移逐渐升高.植物叶片w(C)、w(N)及w(C)/w(N)、w(C)/w(P)、w(N)/w(P)主要受植物种类的影响,其次为植物种类与月份之间的交互作用,最后为月份的影响,而植物 w(P)含量主要受月份的影响.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2018(027)001【总页数】8页(P47-54)【关键词】荒漠草原;种群;化学计量学;季节变化【作者】孙世贤;运向军;吴新宏;卫智军;姜超;刘文亭【作者单位】中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特 010020;中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特 010020;中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特 010020;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特 010019;中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特 010020;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特 010019【正文语种】中文【中图分类】Q948;X173生态化学计量学(ecological stoichiometry)是研究化学元素(主要如C、N和P等)平衡的科学(Sterner et al.,2002),为研究元素在生物地球化学循环和生态过程中的计量关系及规律提供了一种综合方法。