科尔沁沙质放牧草地植物多样性及生态位的分异规律研究_赵哈林
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科尔沁沙地土地利用变化对土壤特性的影响刘任涛;赵哈林【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2010(019)009【摘要】在中国科学院奈曼沙漠化研究站放牧试验场周围,选取了不同利用方式和类型的草地(封育和放牧)、林地(乔木和灌木)和农田(灌溉和非灌溉)为研究样地,调查了0~30 cm土层每隔10 cm的土壤水分质量分数和有机养分(有机碳和全氮),分析了土地利用变化对土壤水分质量分数和有机养分的影响.结果发现,垂直空间分布上,无论哪种土地类型样地,土壤水分质量分数和有机养分各土层间均无显著差异性(P0.05),土层垂直变化对土壤特性影响均较小.在不同土地利用方式水平空间分布上,土壤水分质量分数和有机养分(土壤有机碳和全氮)灌木林地均显著高于乔木林地(P<0.05),而封育草地和放牧草地间以及灌溉农田与非灌溉农田间土壤水分质量分数和有机养分均无显著差异性(P0.05).不同土地利用类型水平分布上,草地土壤水分质量分数显著低于林地和农田(P<0.05),而土壤养分质量分数草地显著高于林地和农田(P<0.05).分析表明,对沙质草地进行围栏封育和旱作农田退耕还林还草的同时,对水浇农田实行保护性耕作和精细管理,有利于沙地土壤环境改善与生态系统恢复.【总页数】6页(P2079-2084)【作者】刘任涛;赵哈林【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;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】S153%S158【相关文献】1.土地利用变化对水资源的影响——以科尔沁沙地章古台地区为例 [J], 曲兆宇;吴祥云;郑水林2.封育对科尔沁沙地植被恢复和土壤特性的影响 [J], 蒋德明;苗仁辉;押田敏雄;周全来3.科尔沁沙地土地利用变化对大型土壤节肢动物群落影响 [J], 赵哈林;刘任涛;周瑞莲4.人工造林对科尔沁沙地土壤特性的影响 [J], 于素华5.科尔沁沙地农牧交错带土地利用方式对土壤特性的影响 [J], 吴祥云;张黎;丁玉荣;王秋兵;卢慧;王晓娇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2017年2月防 护 林 科 技F e b .,2017第2期(总161期)P r o t e c t i o nF o r e s t S c i e n c e a n dT e c h n o l o g yN o .2(S u m N o .161)文章编号:1005-5215(2017)02-0040-03收稿日期:2017-01-03作者简介:武晶(1984-),女,辽宁沈阳人,研究生,讲师,主要从事恢复生态学与林业调查研究,E m a i l:0227w u j i n g@163.c o m 科尔沁沙地植物多样性调查武晶,柴志茹,祁飞,侯宪章(辽宁林业职业技术学院,辽宁沈阳110101)摘 要 以科尔沁沙地草场为研究对象,依据生活型与生态型分别调查植物种类,结果表明:科尔沁沙地草场内共有植物83种,隶属于19科㊂其中,以禾本科(G r a m i n e a e )的植物最多,21种,其次为菊科(C o m po s i t a e )15种,豆科(L e g u m i n o s a e )13种,莎草科(C y p e r a c e a e )6种,百合科(L i l i a c e a e )5种,其余的23种分属于14科㊂其中沼泽-草甸植物67种,草原植物16种㊂关键词 科尔沁沙地;植物;多样性中图分类号:S 288 文献标识码:A d o i :10.13601/j.i s s n .1005-5215.2017.02.014P l a n tD i v e r s i t y i nH o r q i nS a n d y La n d W u J i n g ,C h a i Z h i r u ,Q i F e i ,H o uX i a n z h a n g(L i a o n i n g F o r e s t r y V o c a t i o n a l a n dT e c h n i c a l C o l l e g e ,S h e n y a n g 110101,C h i n a )A b s t r a c t T a k i n gp a s t u r e i n H o r q i ns a n d y l a n da s r e s e a r c ho b j e c t s ,s p e c i e so f p l a n tw e r e i n v e s t i g a t e da c c o r d i n g to t h e t y p e o f l i f e a n d e c o l o g y .R e s u l t s h o w s t h a t t h e r e a r e 83s p e c i e s o f p l a n t i nH o r q i n s a n d y l a n d ,w h i c hb e l o n ge d t o 19f a m i l i e s .A m o ng th e m ,G r a mi n e a e h a v e t h e l a r g e s t n u m b e r o f p l a n t s ,b e i n g 21s p e c i e s ,f o l l o w e db y 15s p e c i e s o f C o m p o s i t a e ,13s p e c i e s o fL e g u m i n o s a e ,6s p e c i e s o fC y p e r a c e a e ,5s p e c i e so fL i l i a c e a e .T h e r e m a i n i n g 23s pe c i e s b e l o n g t o14f a m i l i e s .A m o ng th e m ,t h e r ea r e67ki n d so fs w a m p -m e a d o w p l a n t s ,a n d16k i n d so f g r a s s l a n d pl a n t s .K e y wo r d s H o r q i n s a n d y l a n d ;p l a n t ;d i v e r s i t y 草原是地球上重要的植被类型,尤以温带草原最为突出㊂全世界草原总面积约5ˑ109h m 2,为陆地总面积的33.5%[1]㊂中国草原面积约为3.67ˑ108h m 2,科尔沁沙地就占据了1.02ˑ107h m 2[2]㊂由于气候变化㊁过度放牧造成草原退化,世界干旱区荒漠化草原面积约3.33ˑ109h m 2,占干旱区草原总面积的73%,科尔沁荒漠化草原面积约4.70ˑ106h m 2,占科尔沁草原总面积的46%㊂我国90%的草原均有不同程度的退化现象,并且每年以2万k m 2速度发展,情况十分严重㊂草原退化对整个陆地生态环境的安全造成巨大的威胁㊂本文以科尔沁沙地草场为研究对象,根据植物功能型调查草原植物种类,对沙区植被恢复和植物多样性保护具有重要意义㊂1 调查地点概况调查地点位于科尔沁沙地西部,内蒙古赤峰市翁牛特旗的乌兰敖都地区(119ʎ39ᶄ 120ʎ02ᶄE ,42ʎ29ᶄ 43ʎ06ᶄN ,480m.a .s .l .)㊂科尔沁沙地地处东北平原向内蒙古高原的过渡地带,地形㊁气候㊁土壤均呈现过渡的特点,与此相适应,本地区植被也体现了过渡的特征㊂在植物区系上,科尔沁沙地位于蒙古植物区系㊁长白植物区系和华北植物区系的交汇处,因此种类较为丰富㊂本区地带性植被是典型草原到森林草原的过渡类型疏林草原㊂但由于近百年来,在人类生产经营活动的强烈干扰下,原生疏林草原植被已被破坏殆尽,取而代之的是处于不同演替阶段的沙地次生植被㊂只是在一些特殊地段仍然保存有多种植物区系典型植物种的植被类型㊂2 调查方法2.1 植被调查于2011年6 9月在科尔沁沙地草场按照机械取样法每隔10m设置样带,每条样带上每隔10m 做一个1mˑ1m的样方㊂记录样方内植物种类和多度㊂对于丛生禾草(例如隐子草C l e i s t o g e n e s s q u a r r o s a),以丛数作为它的多度㊂对于克隆植物(例如黄柳S a l i x g o r d e j e v i i和芦苇P h r a g m i t e s c o mm u n i s),以分株数作为它的多度㊂对于分离的个体(例如A g r i o p h y l l u ms q u a r r o s u m),以个体数量作为它的多度㊂稀有种:将频度和相对多度均小于15%的物种定义为稀有种[3,4]㊂2.2植物功能型的划分植物功能型可按生态型和生活型划分㊂根据文献[5-7]学名及其生态型,从植物生境差异的角度,将植被划分为沙生植物㊁沼泽-草甸植物和草原植物㊂沙生植物是沙丘的先锋植物,主要生长在流动沙丘区和半固定沙丘区上,沼泽-草甸植物主要定居在土壤水分或地表水分条件优越的生境,而草原植物一般生长在干旱的生境㊂根据R a u n k i a e r c[8]将植被划分为1年生草本植物㊁1~2年生草本植物㊁2年生草本植物㊁多年生草本植物㊁半灌木㊁灌木和乔木㊂3结果与分析根据11个连续生境共556个样方数据资料的统计,科尔沁沙地连续生境共有植物83种,隶属于19科㊂其中,以禾本科(G r a m i n e a e)的植物最多,21种;其次为菊科(C o m p o s i t a e)15种;豆科(L e g u-m i n o s a e)13种;莎草科(C y p e r a c e a e)6种;百合科(L i l i a c e a e)5种;其余的23种分属于14科㊂其中沼泽-草甸植物67种,草原植物16种(表1)㊂表1草场植物调查统计表序号植物种所属科生态型生活型1万年蒿A r t e m i s i a g m e l i n i i2野艾蒿A r t e m i s i a l a v a n d u l a e f o l i a3泽兰E u p a t o r i u m l i n d l e y a n u m4黄金蒿H y p o c h o e r i s g r a n d i f l o r a5旋复花I n u l a b r i t a n n i c a6山莴苣L a c t u c a i n d i c a7蒙山莴苣L a c t u c a t a t a r i c a8蒲公英T a r a x a c u m m o n g o l i c u m9阿尔泰狗哇花H e t e r o p a p p u s a l t a i c u s 10黄金菊H y p o c h o e r i s g r a n d i f l o r a 11欧亚旋覆花I n u l aB r i t a n n i c a12刺儿菜C i r s i u ms e g e t u m13山苦菜I x e r i s c h i n e n s i s14苣买菜S o n c h u s b r a c h y o t u s15苍耳X a n t h i u ms i b i r i c u m 菊科C o m p o s i t a eL M S S SL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S B HL M S P HL M S P HS T S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S A H16剪股颖A g r o s t i s c l a v a t a17荩草A r t h r a x o n h i s p i d u s18拂子茅C a l a m a g r o s t i s e p i g e i o s 19狼尾草P e n n i s e t u ma l o p e c u r o i d e s 20芦苇P h r a g m i t e s c o mm u n i s 21荻M i s c a n t h u s s a c c h a r i f l o r u s 22大油芒S p o d i o p o g o n s i b i r i c u s 23牛鞭草H e m a r t h r i a c o m p r e s s a 24山莴苣L a c t u c a i n d i c a25蒙山莴苣L.t a t a r i c a26驴耳凤毛菊S a u s s u r e a g l o m e r a t a 27碱地凤毛菊S.r u n c i n a t a28华北鸦葱S c o r z o n e r a a l b i c a u l i s 29羽叶千里光S e n e c i o a r g u n e n s i s 30苣荬菜S o n c h u s b r a c h y o t u s 31野古草A r u n d i n e l l a h i r t a32羊草L e y m u s c h i n e n s i s33虎尾草C h l o r i s v i r g a t a34画眉草E r a g r o s t i s p i l o s a35狗尾草S e t a r i a v i r i d i s 禾本科G r a m i n e a eL M S P HL M S A HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S A B HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S P HL M S A HL M S A HL M S A H14第2期武晶等科尔沁沙地植物多样性调查36斜茎黄芪A s t r a g a l u s a d s u r g e n s 37野大豆G l y c i n e s o ja 38掐不齐K u mm e r o w i a s t r i a t a39花苜蓿P o c o c k i a r u t h e n i c a 40草木犀M e l i l o t u s s u a v e o l e n s 41山野豌豆V i c i aa m o e n a 42兴安胡枝子L e s p e d e z a d a v u r i c a 43多枝棘豆O x y t r o p i s r a m o s i s s i m a 44苦马豆S w a i n s o n i a s a l s u l a 45牧马豆T h e r m o ps i s l a n c e o l a t a 46五脉三藜豆L a t h y r u s q u i n g u e n e r v i u s 豆科L e gu m i n o s a e L M S P H L M S A HL M S P H L M SP H L M S A B HL M S P H S T S S S S T S P H L M S S S L M S P H L M S P H 47紧穗三棱草B o l b o s c h o e n u s c o m p a c t s 48丛苔草C a r e x c a e s p i t o s a 49寸苔草C a r e xd u r i u s c u l a 50针蔺H e l e o c h a l i s i n t e r s i t a 51灰绿藜C h e n o po d i u m g l a u c u m 莎草科C y p e r a c e a e L M SP H L M S P H L M S P H L M S P H L M S A H 52酸模叶蓼P o l y g o n u m l a p a t h i f o l i u m 蓼科P o l yo n a c e a e L M S A H 53节节草E q u i s e t u mr a m o s i s s i m u m 54问荆E g u i s e t u ms y l v a l i c u m 木贼科E qu i s e t a c e a e L M S P H L M S P H 55徐长卿C y n a n c h u m p a n i c u l a t u m 萝摩科A s c l e p i a d a c e a e L M S P H 56平车前P l a n t a g o d e p r e s s a 车前科P l a n t a gi n a c e a e L M SP H 57圆叶碱毛茛H a l e r p e s t e s c y m b a l a r i a 58箭头唐松草T h a l i c t r u ms i m p l e x 毛茛科R a n u m c u l a c e a e L M S P H L M S P H 59翻白委陵菜P o t e n t i l l a d i s c o l o r 60委陵菜P o t e n t i l l a c h i n e n s i s 61莓叶委陵菜P o t e n t i l l a d i s c o l o r 蔷薇科R o s a c e a e L M S P H L M S P H L M S P H 62地榆S a n g u i s o r b a o f f i c i n a l i s 香蒲科T y p h a c e a e L M S P H 63裂叶蒿A r t e m i s i a l a c i n i a t a 64黄蒿A r t e m i s i a s c o pa r i a 65阿尔泰狗娃花H e t e r o p a p pu s a l t a i c u s 菊科C o m p o s i t a e S T S P H S T S A B H S T S P H 66兴安胡枝子L e s p e d e z a d a v u r i c a 67苦参S o p h o r a f l a v e s c e n s 豆科L e g u m i n o s a e S T S S S S T S P H 68隐子草C l e i s t o g e n e s s q u a r r o s a 禾本科G r a m i n e a eS T S P H 69篷子菜G a l i u mv e r u m 茜草科R u b i a c e a e S T S P H 70鼠掌老关草G e r a n i u ms i b i r i c u m 71老鹳草G e r a n i u mr o b e r t i a n u m 牦牛儿苗G e r a n i a c e a eS T S A H L M S P H 72海滨天冬A s p a r a g u s b r a c h y p h y l l u s 73兴安天冬A s p a r a g u a d a h u r i c u s 74野韭菜A l l i u mo d o r u m 75细叶百合L i l i u m p u m i l u m 76小黄花菜H e m e r o c a l l i sm i n o r 百合科L i l i a c e a e L M S P H L M S P H L M S P H L M S P H L M S P H 77狼毒S t e l l e r a c h a m a e j a s m e 瑞香科T h ym e l a e a c e a e S T S A H 78石竹D i a n t h u s c h i n e n s i s 79麦瓶草S i l e n e je n i s s e e n s i s 石竹科C a r y o p h yl l a c e a e S T S P H S T S P H 80野鸢尾I r i s d i c h o t o m a 81马蔺I .l a c t e a鸢尾科I r i d a c e a eS T S P H S T S P H 82乳浆大戟E u p h o r b i a e s u l a 大戟科E u ph o r b i a c e a e L M S P H 83轮叶沙参A d e n o p h o r a t e t r a p h y l l a 桔梗科C a m pa n u l a c e a e L M S P H 注:A H-1年生草本;A B H-1~2年生草本;B H-2年生草本;P H-多年生草本;S -灌木;S S -半灌木;P -沙生植物;L M S -草甸植物;S T S -草原植物科尔沁沙地的草原植被,群落类型多样,种类丰富㊂主要群落有:灰桦(B e t u l am i r o p h y l l a )群落㊁小红柳(S a l i x m i c r o s t a c h ya )群落㊁蒙古柳(S a l i x m o n g o l i c a )群落㊁羊草(L e y m u s c h i n e n s i s )群落㊁野古草(A r u n d i n e l l a h i r t a )群落㊁牛鞭草(H e m a r t h i aj a p o n i c a )群落㊁芦苇(P h r a gm i t e s c o mm u n i s )群落㊁拂子茅(C a l a m a g r o s t i s e p i g e jo s )群落㊁盐生植物群落等㊂常见草本植物种类有:大油芒(S po d i o -p o g o ns i b i r i c u s )㊁箭头唐松草(T h a l i c t r u m s i m -p l e x )㊁黄金菊(H y g p o c h a e r i s g r a n d i f l o r a )㊁野大豆(G l y c i n eu s s e u r i e n s i s )㊁地榆(S a n g u i s o r d ao f f i c i -n a l i s )等㊂在盐化草甸上常分布有碱蓬(S u a e d a g l a u c a )㊁碱毛茛(H a l e r pe s t e s r u t h e n i c a )㊁碱地肤(K o c h i a s c o p a r i c a )㊁星星草(P u c c i n e l l i a t e n u if l o -r a )等㊂(下转第45页)24防 护 林 科 技 2017年h m-2)﹥幼龄林(63.16th m-2);净生产力:幼龄林(3.09th m-2a-1)﹥中龄林(2.89t h m-2a-1)﹥近熟林(2.49th m-2a-1)㊂由此可知,生物量随着林龄的增大而增加,而净生产力随着林龄的增大而降低㊂幼中龄林处于速生期,所以净生产力较高㊂而近熟林林分逐渐趋于成熟稳定,生长开始缓慢,所以生产力较低㊂不同龄组天然白桦林生物量㊁净生产力详见表1㊂3.2光合(固碳释氧)价值通过白桦林的净生产力计算出年平均固碳释氧量及其价值,各指标具体结果顺序为:固碳量:幼龄林(5.03th m-2a-1)﹥中龄林(4.71th m-2a-1)﹥近熟林(4.07th m-2a-1),释氧量:幼龄林(3.67th m-2a-1)﹥中龄林(3.44t h m-2a-1)﹥近熟林(2.97t h m-2a-1)㊂固碳价值:幼龄林(5209.61元h m-2a-1)﹥中龄林(4868.83元h m-2a-1)﹥近熟林(4210.88元h m-2a-1)㊂释氧价值:幼龄林(2013.38元h m-2a-1)﹥中龄林(1881.67元h m-2a-1)﹥近熟林(1627.39元h m-2a-1)㊂光合总价值:幼龄林(7222.99元h m-2a-1)﹥中龄林(6750.50元h m-2a-1)﹥近熟林(5838.27元h m-2a-1)㊂由此得出,不同龄组天然白桦林年平均固碳释氧量及其价值与净生产力成正比,净生产力越高,年平均固碳释氧量及其价值越高㊂不同龄组天然白桦林固碳释氧价值评估详见表1㊂4结论4.1本项研究采用欧共体碳税法所用的 收获法 来获取林分的生物量数据,计算出林分的净生产力,从而得出林分年平均固碳量㊁释氧量,乘以碳税值及工业制氧价格计算得到林分年平均固碳价值㊁产氧价值,二者求和得出年平均光合总价值㊂研究得出:随着龄组的增大,生物量逐渐增加;龄组越小,净生产力越高,光合效益值越大,处于速生期的幼中龄林光合效益值大于近熟林光合效益值㊂4.2由于森林生态系统具有强大的碳吸收能力,白桦林作为大青山主要的天然林,对维护呼和浩特市及周边地区生态环境安全具有重要的意义,因此积极保护和改善天然白桦林的生长环境,提高其生态效益显得尤为重要㊂合理的林龄结构促进森林生态系统向健康的方向发展,建议对内蒙古大青山白桦林进行合理的经营抚育,例如对幼中龄林进行封山育林㊁近成熟林实行抚育间伐等措施㊂参考文献:[1]B R OWNSL,S c h r o e d e r P,K e r n J S.S p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f b i-o m a s s i nf o r e s t so f t h ee a s t e r n U S A[J].F o r e s t sE c o l o g y a n d M a n a g e m e n t.1999,123:81-90[2]何英.森林固碳估算方法综述[J].世界林业研究,2005,18(1): 22-27[3]方精云,刘国华,朱彪,等.北京东灵山三种温带森林生态系统的碳循环[J].中国科学:地球科学,2006,36(6):533-543 [4]陈育峰.自然植被对气候变化相应的研究综述[J].地理科学进展,1997,16(2):70-77[5]孟宪宇.测树学[M].北京:中国林业出版社,1996.10:49-50[6]欧阳志云,王如松.生态系统服务功能及其生态经济价值评价[J].应用生态学报,1999,10(5):635-640(上接第42页)4小结科尔沁沙地草场沼泽-草甸植物芦苇㊁剪股颖,草原植物阿尔泰狗娃花㊁兴安胡枝子多度和频度都较高㊂按生态类型,草场中沼泽-草甸植物和草原植物是群落的主要组成成分,按照生活型,草甸与草原植物占据主要优势㊂参考文献:[1]祖元刚,祝廷成.亚洲草地在目前和将来的作用[J].草地学报, 1991,1(1):10-19[2]任继周.草地农业生态学[M].北京:中国农业出版社,1995[3]Röm e r m a n nC,T a c k e n b e r g O,J a c k e l A-K,e t a l.E u t r o p h i c a-t i o na n d f r a g m e n t a t i o n a r e r e l a t e d t o s p e c i e s r a t e o f d e c l i n e b u t n o t t o s p e c i e s r a r i t y:r e s u l t s f r o ma f u n c t i o n a l a p p r o a c h.B i o d i-v e r s i t y C o n s e r v a t i o n,2008,17:591-604[4]Röm e r m a n nC,T a c k e n b e r g O,S c h e u e r e rM,M a y R,P o s c h l o d P.P r e d i c t i n g h a b i t a t d i s t r i b u t i o na n d f r e q u e n c y f r o m p l a n t s p e-c i e s c o-o c c u r r e n c ed a t a.J o u r n a l o fB i o g e o g r a p h y,2007,34: 1041-1052[5]刘媖心.中国沙漠植物志:第一卷[M].北京:科学出版社,1985[6]刘媖心.中国沙漠植物志:第二卷[M].北京:科学出版社,1987[7]刘媖心.中国沙漠植物志:第三卷[M].北京:科学出版社,1992[8]R a u n k i a e rC.T h e l i f e f o r m s o f p l a n t s a n d s t a t i s t i c a l p l a n t g e o g-r a p h y,C l a r e n d o nP r e s s:O x f o r d.193454第2期刘文军等内蒙古大青山天然白桦林生物量、生产力及固碳释氧价值研究。
科尔沁沙地流动沙丘土壤水分和特征常数的空间变化分析刘新平;张铜会;赵哈林;赵学勇;移小勇
【期刊名称】《水土保持学报》
【年(卷),期】2005(19)3
【摘要】选择科尔沁沙地典型流动沙丘作为研究对象,分析了流动沙丘土壤水分的时空变化以及土壤水分特征常数的空间变化规律。
结果表明,流动沙丘土壤水分受降雨的响应呈现出明显的时空变化特征;土壤容重、凋萎湿度和机械组成的空间变化,由于流动沙丘风蚀运动的复杂化而表现为无规律性;各部位土壤田间持水量和容重随深度具有显著的负相关关系。
同时土壤水分特征常数的量化,可以为流动沙丘的综合整治、恢复和开发利用提供一定的理论支持。
【总页数】5页(P156-159)
【关键词】流动沙丘;土壤水分;水分特征常数;时空变化
【作者】刘新平;张铜会;赵哈林;赵学勇;移小勇
【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所奈曼沙漠化研究站
【正文语种】中文
【中图分类】S153;S152.7
【相关文献】
1.科尔沁沙地丘间低地-流动沙丘联合体土壤含水量的空间异质性 [J], 苗纯萍;李雪华;蒋德明;贾美玉;韩旭
2.科尔沁沙地和浑善达克沙地流动沙丘中土壤微生物学特征比较 [J], 王少昆;赵学
勇;曲浩;井向辉;连杰;云建英
3.科尔沁沙地流动沙丘土壤水分空间变化特征分析 [J], 阿拉木萨;周丽芳
4.辽西北沙地流动沙丘土壤水分时空变化特征研究 [J], 葛岩;王保泽;李春龙;冯琳;佟威
5.科尔沁不同类型沙地土壤水分在降水后的空间变异特征 [J], 赵学勇;左小安;赵哈林;张铜会;李玉强;移小勇
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《内蒙古草原植物群落多样性与生态系统多功能性关系》篇一摘要:本文以内蒙古草原为研究对象,探讨了植物群落多样性与生态系统多功能性之间的关系。
通过对内蒙古草原的实地考察与数据分析,本文揭示了植物群落多样性与生态系统在功能层面的相互作用及其内在联系。
文章采用定量分析与定性描述相结合的方法,以期为内蒙古草原的生态保护和可持续发展提供理论依据和实践指导。
一、引言内蒙古草原作为我国乃至世界上具有代表性的温带草原之一,其生态系统的稳定性和多样性对于维护区域乃至全球生态平衡具有重要意义。
植物群落作为生态系统的核心组成部分,其多样性与生态系统的多功能性密切相关。
本文旨在分析内蒙古草原植物群落多样性与生态系统多功能性的关系,为草原生态保护和可持续发展提供科学依据。
二、研究区域与方法(一)研究区域概况本文选取内蒙古草原作为研究对象,该地区具有丰富的植物种类和复杂的生态系统结构。
(二)研究方法1. 数据收集:通过实地考察、样本采集和文献资料收集等方式,获取内蒙古草原的植物种类、分布、数量等数据。
2. 数据分析:运用生态学和统计学的方法,对收集到的数据进行处理和分析,包括物种丰富度、群落结构、生态位宽度等方面的分析。
3. 模型构建:基于数据结果,建立植物群落多样性与生态系统多功能性之间的数学模型,分析两者之间的相互关系。
三、植物群落多样性分析(一)物种丰富度内蒙古草原拥有丰富的植物种类,包括多种草本植物、灌木和乔木等。
这些植物在空间分布上呈现出一定的规律性,形成了多样化的植物群落。
(二)群落结构不同植物之间通过竞争、共生等关系形成了复杂的群落结构。
这些群落结构在空间分布、物种组成和生态位宽度等方面表现出明显的差异性。
四、生态系统多功能性分析(一)生态系统功能内蒙古草原生态系统具有多种功能,包括物质循环、能量流动、气候调节、生物多样性维护等。
这些功能的发挥与植物群落的多样性密切相关。
(二)功能多样性与稳定性植物群落的多样性有助于提高生态系统的功能多样性和稳定性。
退化沙质草地植物群落物种多样性与土壤肥力的关系文海燕;傅华;赵哈林【期刊名称】《草业科学》【年(卷),期】2008(025)010【摘要】研究了科尔沁退化沙质草地不同沙漠化阶段物种多样性的变化,以及不同植被类型物种多样性与土壤肥力的相互关系.结果表明,沙质草地沙生植被的多样性指数很低,从固定沙丘到流动沙丘,草本层Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数和Margalef丰富度指数均降低;0~10 cm表层土壤各因子对多样性的影响不同,有机碳、全氮、全磷、有效氮与Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数和Margalef丰富度指数达到显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关关系,而Pielou均匀度指数与这几种土壤肥力指标均无显著相关关系.土壤速效磷和pH值与多样性指数也无显著相关关系.【总页数】4页(P6-9)【作者】文海燕;傅华;赵哈林【作者单位】兰州大学草地农业科技学院,甘肃草原生态研究所,甘肃,兰州,730020;兰州大学草地农业科技学院,甘肃草原生态研究所,甘肃,兰州,730020;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】S812.4【相关文献】1.三江源区退化人工草地、“黑土滩”和天然草地植物群落物种多样性 [J], 张蕊;王媛;马丽娜;桑潮;王力;郭瑞英;汪海波;尚占环2.不同修复年限退化草地植物群落的物种多样性和稳定性 [J], 屈兴乐;方江平;;3.天祝不同退化程度草地植物群落结构与物种多样性研究 [J], YANG Xiao-mei;YAO Tuo;WANG Li-de;ZHANG Jian-gui;LI Qi;FENG Ying;LI Hai-yun;LI Chang-ning;GAO Ya-ming4.祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构与物种多样性研究 [J], 张建贵;胡彦婷;王理德;姚拓;李海云;高亚敏;杨晓玫;李昌宁;李琦;冯影5.不同修复年限退化草地植物群落的物种多样性和稳定性 [J], 屈兴乐; 方江平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
文章编号:1000-694X(2000)增-0007-08我国沙漠化过程中的植被演替研究概述赵丽娅,赵哈林(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州 730000)摘 要:通过回顾植被演替研究的历史,简要论述了植被演替的理论与发展。
综述了我国沙漠化过程中植被演替的研究现状。
指出植物群落的逆行、进展演替实质上对应着沙漠化的正、逆过程。
植被演替问题的研究与农、林、牧生产和经济活动紧密相连,是合理经营和利用自然资源的理论基础。
因此,在沙漠化过程中,从植被演替与生物多样性、种群、环境的关系着手深入研究,有利于提出植被恢复的合理途径,改善生态环境,实现沙漠化土地的整治和可持续发展。
关键词:沙漠化;植被演替;群落多样性中图分类号:Q948.154文献标识码:A 荒漠化是人类世界所面临的重要生态环境问题之一。
据估计,目前全球荒漠化土地面积4560万km2,几乎相当于俄、加、中、美4国国土面积的总和。
全世界近100个国家的10亿人口受到越来越严重的荒漠化威胁,1.35亿人口将可能失去赖以生存的土地。
由于荒漠化的发展,每年全球直接经济损失高达423亿美元,间接损失约为直接损失的10倍。
它的主要威胁区是亚、非、拉美发展中国家的干旱、半干旱地区和亚湿润地带[1]。
我国就是其中受荒漠化,尤其是沙质荒漠化(沙漠化)危害最严重的地区。
1 我国土地沙漠化现状我国是世界上沙漠化面积较大、分布较广的国家之一。
当前我国沙漠化土地面积达33.4万km2,其中已经沙漠化的土地17.6万km2,正在沙漠化的土地15.8万km2,其分布东起黑龙江西至新疆,断续延伸长5500km。
沙漠化的发生与发展,给我国广大沙漠化地区的生态环境、资源、社会经济发展和人民群众的生活等造成了严重的危害与威胁。
沙漠化是致贫的根源,严重危及沙漠化地区乃至全国的可持续发展。
沙漠化是指在干旱半干旱(包括部分半湿润地区)脆弱生态环境条件(具有一定的沙物质基础和干旱大风的动力条件)下由于过度人类活动与自然资源、环境不相协调所产生的一种以风沙活动为主要标志的土地退化过程[2~4]。
科尔沁沙质放牧草地植物多样性及生态位的分异规律研究Ξ赵哈林 张铜会 常学礼 周瑞莲①ΞΞ(中国科学院兰州沙漠研究所 兰州 730000)(①兰州大学国家干旱生态农业重点试验室 兰州 730000)摘要 研究结果表明:①不同放牧强度下群落演替方向和速度有很大差异,其中过牧使植被种类组成趋于简单,植物多样性指数下降,草地中以一年生劣质牧草占绝对优势,轻牧和禁牧则相反;②由于群落的物种组成和植物种群数量的变化,使群落占据的物种生态位也明显分异,其中轻牧和禁牧的生态位宽度指数趋于增大,过牧趋于下降,中牧年际波动大。
由于生态位分离明显,使生态位相似性降低,生态位重叠部分很小;③随着植被的分异,在属性空间上其位置发生飘移,变异越大,飘移的愈分散,其中轻牧和禁牧下植被在属性空间的位置呈曲线型分布,说明其演替呈有规律的渐变过程,而重牧下植被分异剧烈,各点在空间分布零散且距离远,说明其演替跃变性强。
关键词 放牧草地 植物多样性 生态位分 类 (中图法)Q948.154文献标识码A 放牧是引起草地植被退化的主要原因之一〔1,2〕。
关于草地放牧退化过程中植被的植物种组成,植被盖度,牧草产量等指标的变化,已有许多研究,并有了很好的结果〔3〕。
但关于放牧草地植物多样性、群落生态位宽度和生态位重叠及其在属性空间位置变化等研究,在我国还较少见有报导。
本文利用多年放牧试验的数据资料,计算和分析了沙质草地在不同放牧强度下植物多样性、群落的生态位宽度和相似性及其在属性空间位置的变化规律。
1 研究方法1.1 试验设置在原为自由放牧的天然沙质草地中,选择典型地段用刺线围封4个放牧试验小区,放牧强度分别设置为6只羊・hm-2(重牧区,H G)、4只羊・hm-2 (中牧区,M G)、2只羊・hm-2(轻牧区,L G)、不放牧(对照区,CK)。
试验自1992年开始,1997年结束。
每年放牧时间从6月1日开始,9月20日结束。
1.2 调查方法在每个小区内设置6个1m×1m样方,用于调查植物种组成、盖度、高度、密度、生物量变化,各样方每月移动和观测一次,同期设置频度样方调查频度,用土钻取样和洗根法调查草地根量,根样和草样在85℃下烘干24h称重。
1.3 数据分析每次调查数据按处理先分组进行平均,然后作为基础数据进行计算分析。
群落优势度(D)计算公式:D=C’+D’+M’3×100%(1)式中,C’、D’、M’分别为盖度、密度、牧草产量相对值。
生物多样性的计算采用Shannon信息多样性指数(H’)。
H’=-∑P i log P i(2)生态位宽度采用L evin s(1968)的生态位指数B=(S∑si=1P i2)-1(3)式中,P i=i级资源中该物种所占总资源的比例,s=资源系列的等级数。
第19卷 增刊11999年6月 中 国 沙 漠JOU RNAL O F D ESER T R ESEA RCH V o l.19 Supp.1Jun.1999ΞΞΞ本文得到962920213202、49890330、980121、KE29522912218、KE295T204201204项目的资助。
生态位相似性比例用Cow ll and Fu tuym a (1971)的公式计算。
C ij =1-12(∑sh =1P ih -P jh )(4)式中,C ij 为i 群落和j 群落的比例相似性,P ij 和P j i 分别为i 群落和j 群落各物种在物种资源等级中所占的比例。
群落生态位重叠采用L evin s (1968)的生态位重叠指数L ij=B i∑sh =1PihP jh (5)Lj i =Bj∑sh =1PihP jh式中,L ij 和L j i 分别为i 群落重叠j 群落和j 群落重叠i 群落的生态位重叠指数,B i 和B j 分别是i 和j 群落的生态位宽度,P ih 和P jh 用(4)式。
群落的排序分析采用极点排序法〔4〕。
2 结果和分析2.1 群落基本特征的分异从不同放牧压力下植被基本特征的分异情况(图1)可以看出,随着放牧强度的增加,植被的物种组成、盖度、高度和牧草产量均明显下降。
其中长期过度放牧下,植被表现出持续恶化,第5年草地平均植被盖度只有1214%,牧草产量仅511g ・m -2,裸地率达5614%,风蚀沙化十分严重。
中牧区虽然植被生长状况不如封育区和轻牧区,但未出现持续恶化现象。
图1 不同放牧压力植物种组成(a )、盖度(b )、高度(c )、牧草产量的分异2.2 群落优势种的演替沙地植被是一种十分脆弱的植被,在外界的扰动下极易发生变异和演替。
不同放牧压力下,植被不仅朝不同方向演替,而且演替速度差异也十分明显。
其中重牧区植被组成趋于简单,多年生牧草逐步消失,家畜不喜食的劣质一年生牧草迅速成为单一优势种。
在中牧区,仍以一年生牧草占优势,但多年生牧草一直维持着一定比例(10%~20%),群落中优势种和亚优势种较重牧区多,群落演变速度要低于重牧区。
轻牧区和封育区多年生牧草已占相当优势,多数年份为优势种或亚优势种,其优势种和亚优势种虽然年际间也有变动,但除封育区第5年黄蒿急剧扩展为优势种外,其它主要种的优势度变化幅度相对较小,因而群落虽年际间景观有一定变化,但群落演替速度要比中牧和重牧低得多。
2.3 植物多样性的变化群落的多样性是反映群落发育水平和动能的重要指征之一。
在不同放牧强度下,群落的植物多样性发生了明显的变化(表1)。
相比之下,过牧初期群落的植物多样性指数最高,达0193~0199,但持续重牧下急剧下降,最低时仅01136。
其它三个处理的植物多样性初期低于重牧区(为重牧区的6310%~7114%),但均呈增加趋势,后期已超过重牧区0186~1132倍。
值得注意的是封育区第5年生物多样性明显下降,是否长期封育对其植物多样性会有不良影响,有待于进一步研究。
表1 不同放牧强度下群落植物多样性指数变化项目H .G M .G L .G CK 19920.9320.6460.5870.66519930.9900.5950.7050.77819940.2580.6430.7600.82819950.1360.6970.8230.83819960.3810.8330.8830.709平均539.4682.8751.6763.62.4 群落生态位变化放牧啃食和践踏对群落所占据的物种生态位的影响也很大(表2)。
一方面沙地植物群落的生态位宽度较低,无论是封育区或放牧区其生态位宽度均未超过015,说明沙地植被所适合的生态环境比较狭窄,植被尚处于次生演替的前期阶段,距当地顶极63中 国 沙 漠 19卷群落相差很远。
另一方面在持续重牧下,群落的生态位宽度急剧缩小,群落向单种群演替,变的极不稳定。
轻牧和封育条件下,群落正向演替,多种群在群落中起作用,使群落的适应性增强、生态位宽度增加,因而生态位指数较高。
持续中牧条件下,群落生态位宽度也有增加趋向,但波动性较强。
表2 不同放牧强度下群落生态位宽度项目H .G M .G L .G CK 19920.30770.16720.18790.237219930.37860.18100.28680.338319940.07890.15570.27290.240219950.07170.30600.32090.328819960.10140.21610.32540.1928平均0.18770.20520.27880.26752.5 群落生态位相似性比较我们以封育区第一年的植被为标准群落,计算了不同放牧强度下草地植物群落生态位的相似性(表3)。
结果表明,不同放牧条件下沙地植物群落的生态位变异很快。
试验当年重牧区和轻牧区与封育区生态位的相似系数仅为55%~50%左右。
试验结束时,各处理与封育当年的群落相似系数均低于30%,尤其是重牧区的相似系数只有117%。
这说明,随着群落中植物种的更替及其地位和作用的变化,群落占据资源环境的位置也就发生了明显的变化,使之相似性降低。
表3 不同放牧强度下群落占有物种资源的生态位项目H .G M .G L .G CK 199256.549.680.6100.0199352.861.068.531.3199411.255.739.737.419958.038.827.649.519961.728.425.120.62.6 群落生态位的重叠不同放牧强度下,群落由于生态位发生明显分异,因而生态位重叠趋于减少。
从表4可以看出,试验当年封育区和其它3个处理的生态位重叠指数较高,但最高也只有010555。
以后逐年下降,1996年封育区与重牧区的生态位重叠只有010012。
3个放牧处理与封育区的生态位重叠也有同样趋势,1996年重牧区与1992年封育区的生态位重叠指数仅为010005。
这种由放牧强度不同引起植被变异,导致群落物种生态位明显分异,重叠变小,与水热条件变化引起的植被演变相似〔5〕。
表4 不同放牧强度下植被的生态位重叠指数项目对照与其它处理生态位重叠指数其它处理与对照的生态位重叠CKH .G M .G L .G CKH .G M .G L .G 1992—0.05540.05550.0364—0.04390.03910.047219930.02310.04020.05550.02780.03300.04860.04240.044419940.02310.01940.04530.00610.02340.02230.02980.002019950.01860.01180.02380.00480.02580.01600.03070.001519960.01360.00880.01460.00120.01110.01210.01330.00052.7 极点排序分析为了进一步了解不同放牧条件下草场植被在其属性空间的变化和生态关系,我们利用各处理植物种重要值对变化中的群落进行了极点排序分析。
首先利用B ray 2Cu rtis 的相异系数公式:B (j ,k )=∑ni =1xij-x ik∑ni =1(xij+x ik )计算出各处理和年度群落的相异系数(相异系数表略),然后再利用公式:x =(L 2+D a -D b ) ZLy =(L 2+D a -D b ) ZL计算出各处理和年度群落样方的坐标值,做出极点排序图(图2)。
图2 分异植被的极点排序图注:H 、M 、L 、C 分别代表重牧、中牧、轻牧和禁牧,1、2、3、4、5分别表示试验的年数73增刊1赵哈林等:科尔沁沙质放牧草地植物多样性及生态位的分异规律研究 从图2可以看出,20个植被点空间分布既有斑块状聚合分布,又有分散零星分布和线性分布,这说明在不同放牧强度下植被属性分异明显,这种分异既表现在演替方向上,又表现于分异速度上。