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为探究黄土高原植被恢复形成各群落生态系统功能权衡关系,本研究以植被恢复形成的灌木、自然草地、撂荒草地及乔木群落为对象,采用均方根偏差法(Root mean square deviation, RMSD)研究了生物量生产、土壤含水量、土壤养分含量、物种多样性4种生态系统功能差异及其权衡关系。结果表明：各植被类型间生态系统功能差异显著;各植被类型最高权衡均出现在生物量与其他生态系统功能间,RMSD在0.27～0.53间变化;乔木群落生态系统功能严重失衡,需要降低生物量促进各功能协调发展;灌木群落和自然草地群落生态系统功能中度失衡,是较为适合该区域的植被恢复的类型,两种群落分别需要改善土壤养分含量和土壤含水量;撂荒草地失衡程度最轻但生态系统功能低下,需要提升物种多样性及生物量。研究结果为黄土高原植被恢复调控与可持续发展提供依据。 相似文献
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青海三江源鞘翅目、弹尾目土壤动物群落多样性分析 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤动物作为生态系统的一个重要组成部分,其在土壤有机质分解、养分循环、改善土壤结构、影响土壤健康和植物演替中起着至关重要的作用。经调查,青海三江源的4种生态系统中,鞘翅目、弹尾目为主要的土壤动物类群。鞘翅目、弹尾目土壤动物群落结构具有明显的表聚性。4种生态系统中鞘翅目、弹尾目土壤动物多样性依次为:湿地生态系统高原森林生态系统高寒草甸生态系统高寒荒漠生态系统。三江源4种生态系统土壤动物群落的多样性相对偏低,鞘翅目、弹尾目土壤动物群落多样性指数与植被的丰富度呈正相关关系。土壤营养物质是影响鞘翅目、弹尾目土壤动物的主要生态因子。 相似文献
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"土壤沃岛效应"的形成增强了植物对干旱贫瘠环境的适应能力和生态系统的稳定性,在植被重建方面具有重要的生态水文学意义。灌丛树干茎流和根区优先流的水分和养分富集作用对灌丛沙堆"土壤沃岛效应"的形成、发育和演化具有极其重要的作用。弄清灌丛沙堆演化过程中灌木对土壤水分变化的时空响应和其多样性的维持机制、植被对水分的生态适应对策,是进一步研究灌丛沙堆形成和演替机制的关键。本文综述了灌丛沙堆的形成机理,对灌丛沙堆演化过程中土壤水文过程与植被响应机理以及灌丛树干茎流与根区优先流对"土壤沃岛效应"的影响进行了阐述,并对灌丛树干茎流与根区优先流研究方法进行了评述。在未来研究中,应加强对灌木地下根系分布及水分和养分沿灌木根系形成的优先通道运移和再分配的研究,以便更好地评价干旱贫瘠环境中树干茎流对灌木群落稳定性和生态系统发育所起的作用。 相似文献
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荒漠草原地区草地的灌丛化使得草地资源空间分布具有异质性,并且灌丛的自持能力也逐渐得到了增加。荒漠草原灌丛沃岛是荒漠草原地区灌木灌丛下限制性土壤资源的显著聚集现象,其中的资源为土壤水分、养分、微生物、动物以及由灌丛带来的非生物环境等的总和。沃岛集聚养分,改善土壤构造,在养分的空间和养分循环中发挥着重要的生态和水文效应,成为许多生物物种,包括草本植物和小型动物的庇护所,这种效应被称之为"沃岛"效应。"沃岛"效应的发生很可能促进了灌丛化草地的形成和维持,同时也加速了草原的荒漠化过程。"沃岛"效应的存在是荒漠草原受损生态恢复与重建的重要基础和依据。学者对于"沃岛"效应引起的土壤资源的异质性分布研究较深,但对于养分在灌木植物下土壤表层的积累研究较浅。如何把握"沃岛"效应各个复杂过程中植物、土壤和土壤生物扮演的确切角色,还亟待解决。本文从"沃岛"的概念和形成机制出发,对"沃岛"的结构特征和生态效应以及土壤与植被系统的关系进行了总结,对于深入了解"沃岛"效应的机理具有重要的意义,也对荒漠草原地区的植被演替和恢复重建具有重要的生态学意义,同时也为荒漠草原地区的水土治理提供基础理论。 相似文献
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试论灌木是干旱、半干旱区草地恢复中重要的生物资源 总被引：6，自引：0，他引：6
西北干旱、半干旱荒漠区是我国典型的荒漠生态系统.灌木是荒漠植被的主要组分,它在维持荒漠生态系统生物多样性、生态服务功能及其稳定性方面具有重要作用.20世纪下半叶,人口和经济快速增长导致的高强度人类活动,深刻地改变了荒漠生态系统的结构及水分和能量循环过程,致使灌木植物严重退化.为了保育灌木资源,提高人们对灌木在草地恢复中重要作用的认识,从改良土壤、物种多样性、防风固沙等方面论述了灌木在草地恢复过程中的特殊作用.建议在草业方面开展深入研究,以便使灌木在草地恢复中发挥更大的效能. 相似文献
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干旱、半干旱地区天然草原灌木及其肥岛效应研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
灌丛可以改变局部的生态小环境,使其周围植物生物量、植物组成、植物化学成分、土壤中大量营养元素和微量营养元素产生变异,将养分集中于灌木灌丛下,改变其周围的局部小环境,影响灌丛下的植被和土壤养分,称作灌丛肥岛效应。灌丛因截留水分、养分及遮阴等作用使其周围局部土壤和植被环境发生变化,导致其树冠下养分和水分聚集,土壤养分相对周围空地更肥沃。探讨干旱和半干旱地区天然草原的灌丛化过程及其生态学效应,了解其对荒漠草地恢复过程的作用,减缓土壤侵蚀和草地生产力下降,对植被的演替和恢复重建等都有重要的生态学意义,并为防治干旱半干旱荒漠生态地区土地退化提供理论依据。 相似文献
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草地灌丛化成因及其对生态系统的影响研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
由于气候变化和人类活动的影响,草地生态系统正经历着剧烈变化,全球草地广泛发生了原生灌木或乔木的密度、盖度和生物量增加的现象。从草地灌丛化的特征及分布、形成机制和对草地生态系统的影响等三方面进行了阐述。放牧、气候变化等诸多因素驱动了草地灌丛化的发生,草地灌丛化过程不但改变了草地生态系统的生物多样性和外貌,而且改变了其结构和功能。灌丛营造了小气候环境,改变了种间关系,调节了土壤营养和物质循环。未来应结合遥感技术对灌丛化发生的面积进行估算,确定灌丛化驱动因素,并准确评价灌丛化草地的结构、功能和服务。 相似文献
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为揭示降水对天山北坡荒漠草原土壤呼吸和生态系统呼吸的影响,本实验以天山北坡荒漠草原为研究对象,通过测定3种模拟降水处理（CK,5 mm,18 mm,28 mm）下荒漠草原土壤呼吸速率和生态系统呼吸速率的变化特征。结果表明：不同降水处理下土壤呼吸速率和生态系统呼吸速率有明显的日变化趋势;3种降水处理下（28 mm,18 mm,5 mm）土壤呼吸速率较CK显著增加了22.93%,23.20%,12.07%,生态系统呼吸速率较CK显著增加了216.81%,153.27%,39.35%;不同降水处理下土壤呼吸速率和生态系统呼吸速率与土壤温度均表现为显著正相关关系;荒漠草原土壤呼吸速率与土壤含水量呈二次函数关系,生态系统呼吸速率与土壤含水量呈线性关系。因此,降水是影响天山北坡荒漠草原土壤呼吸速率和生态系统呼吸速率的主要因素。 相似文献
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生物量与多样性的关系一直是生态学研究的热点问题,已有研究显示二者的关系受环境因子的影响,但是关于土壤pH变化对草原植物群落生物量和多样性的影响及其在样带空间调查实验与定点控制实验之间差异的研究还无报道。采用样带调查实验和控制实验相结合的方法,研究了在自然条件下内蒙古草原样带上植物群落生物量和多样性的关系变化及其与土壤pH的关系,同时通过外源添加硫酸或氢氧化钠溶液,研究人为改变土壤pH后草原植物群落生物量和多样性的关系变化,并比较样带调查实验和控制实验两种方法所得结果的差异及机制。研究结果表明:1)在样带空间梯度上,土壤pH变化主要受土壤类型、植被类型及干旱指数的影响。沿天然的pH梯度,地上生物量与土壤pH间呈现为显著的U型曲线关系,物种丰富度与土壤pH也呈显著的U型曲线关系,生物量与多样性二者之间为显著正相关关系;2)在定位的酸碱控制实验中,地上生物量与土壤pH间呈显著的上凸单峰曲线关系,物种丰富度与土壤pH之间也呈显著的单峰曲线关系,生物量与多样性的关系因植被类型而异:在荒漠草原二者为正相关,而在典型草原二者无显著相关性。可以看出,草原生物量和多样性与土壤pH密切相关,并且在样带上和控制实验中呈现出相反的结果,多样性和生物量的关系也不完全相同。两种研究方法出现差异的原因是样带观察反映的是生态系统长期适应的结果,而控制实验结果反映的是生态系统对环境变化的短期响应,这种时空尺度的差异造成了两种研究方法所得结果的不同。 相似文献
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全球气候变化背景下,极端干旱已被证实会对生态系统的结构和功能产生重要影响,特别是土壤与植被特征,但极端干旱对生态系统的影响程度因生态系统类型不同而存在较大差异。草地生态系统是我国最大的陆地生态系统,承载着牧区经济和生态可持续发展的重任,对降水格局变化高度敏感,因此,研究草原土壤与植被特征对极端干旱的响应,对认知自然生态系统的演变规律,预防和降低未来极端气候事件对生态环境和经济发展造成的损失具有重要意义。对草地生态系统土壤湿度、温度、养分、矿化、微生物,以及植被群落特征、植被物候、功能性状对极端干旱响应方面的研究进展进行综述,以期为研究全球气候变化条件下草地生态系统应对极端干旱气候的选择与适应提供参考。 相似文献
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《草业学报》2020,(1)
生物量与多样性的关系一直是生态学研究的热点问题,已有研究显示二者的关系受环境因子的影响,但是关于土壤pH变化对草原植物群落生物量和多样性的影响及其在样带空间调查实验与定点控制实验之间差异的研究还无报道。采用样带调查实验和控制实验相结合的方法,研究了在自然条件下内蒙古草原样带上植物群落生物量和多样性的关系变化及其与土壤pH的关系,同时通过外源添加硫酸或氢氧化钠溶液,研究人为改变土壤pH后草原植物群落生物量和多样性的关系变化,并比较样带调查实验和控制实验两种方法所得结果的差异及机制。研究结果表明:1)在样带空间梯度上,土壤pH变化主要受土壤类型、植被类型及干旱指数的影响。沿天然的pH梯度,地上生物量与土壤pH间呈现为显著的U型曲线关系,物种丰富度与土壤pH也呈显著的U型曲线关系,生物量与多样性二者之间为显著正相关关系;2)在定位的酸碱控制实验中,地上生物量与土壤pH间呈显著的上凸单峰曲线关系,物种丰富度与土壤pH之间也呈显著的单峰曲线关系,生物量与多样性的关系因植被类型而异:在荒漠草原二者为正相关,而在典型草原二者无显著相关性。可以看出,草原生物量和多样性与土壤pH密切相关,并且在样带上和控制实验中呈现出相反的结果,多样性和生物量的关系也不完全相同。两种研究方法出现差异的原因是样带观察反映的是生态系统长期适应的结果,而控制实验结果反映的是生态系统对环境变化的短期响应,这种时空尺度的差异造成了两种研究方法所得结果的不同。 相似文献
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为探究高寒草地生态系统特征对降水变化的响应,本研究以青海湖鸟岛高寒草地生态系统为研究对象,通过设置减少50%降水（NJ）、增加50%降水（NZ）试验处理和对照（NCK）3组不同降水条件,探究土壤理化因子及微生物群落对不同降水梯度的响应特征。研究结果表明：NJ,NZ处理均增加了细菌群落的丰富度降低了其多样性;NJ处理增加真菌群落的丰富度降低了其多样性,NZ处理增加了真菌群落的多样性降低了其丰富度;NJ处理增加了细菌和真菌群落的相对丰度,NZ处理降低了真菌群落相对丰度增加了细菌群落相对丰度;NZ,NJ处理下土壤温湿度及生物量变化差异显著,土壤硝态氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N）及全碳含量变化显著;土壤环境因子对土壤微生物群落组成与多样性具有显著影响。综上,土壤理化性质及微生物群落对降水变化的响应明显,真菌对降水处理的响应比细菌更为敏感。 相似文献
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荒漠草原弃耕恢复草地土壤与植被的RDA分析 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤质量变劣是沙化的本质, 核心内容为土壤物质流失, 理化性质和生物特性退化, 以及土体构型的变化。弃耕前土壤沙化程度和性质对弃耕地植被恢复进程、演替方向等产生重要影响。为了深入认识弃耕恢复草地不同覆沙厚度条件下,土壤环境因子和植物之间的关系,以宁夏盐池荒漠草原弃耕恢复草地为研究对象,应用冗余分析(redundancy analysis RDA),研究弃耕恢复草地随地表覆沙厚度在空间上的连续变化,植被分布及其多样性变化与主要土壤因子间的关系。结果表明,1)随着覆沙厚度的增加植被由达乌里胡枝子群落向苦豆子群落转变;达乌里胡枝子的重要值由0.334降低到0.104,苦豆子的重要值由0增加到0.404。2)植物群落物种多样性指数从0.32增加到0.79,丰富度指数从0.13增加到0.40,均匀度指数从0.11增加到0.22。3)对弃耕地植物群落分布及其物种多样性变化有显著影响的主要土壤环境因子分别为碳酸钙和全盐(0~10 cm)、碳酸钙(10~40 cm)。表层土壤碳酸钙含量的变化表征了地带性灰钙土的沙化程度和退化阶段,弃耕恢复草地当前植物分布格局的形成主要还是特定土壤退化状态约束下物种随机扩散竞争的适应性结果,覆沙厚度所决定的表层土壤环境因子的直接或间接作用是主要的决定因子,土壤养分对植被的直接作用尚未充分体现。 相似文献
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为了揭示退化草地生态系统恢复过程中土壤微生物群落对植被恢复的响应变化,本研究以补播建植6年的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地(AF)和无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)草地(SB)为研究对象,采用高通量测序的方法分析土壤微生物细菌和真菌(群落多样性)在不同草地群落中的特征,结合地上植物多样性和土壤理化性质的变化,研究植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明：无芒雀麦和紫花苜蓿草地的土壤微生物量碳含量和微生物量氮含量要显著高于自然演替地(P<0.01);2种人工草地(AF,SB)中土壤真菌和细菌的OTU数量显著地高于自然演替地(CK)(P<0.01);不同植被恢复群落间的土壤细菌和真菌群落的β多样性差异显著。本研究结果表明利用紫花苜蓿和无芒雀麦进行植被恢复均对土壤微生物群落产生了显著的影响,且不同植被类型对土壤细菌和真菌的群落结构影响不同。 相似文献
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短期禁牧对天山北坡蒿类荒漠群落特征及其稳定性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
本研究以天山北坡蒿类荒漠为研究对象,采用野外调查取样的方法,探讨不同区域荒漠围栏内外群落特征和物种多样性对禁牧的响应规律,分析禁牧对生态系统稳定性的影响。结果表明,1)禁牧能改变荒漠植被功能群结构,禁牧后不同生态经济类群群落盖度和生物量分别上升40.2%~57.0%和44.4%~81.0%;2)荒漠群落物种多样性指数对短期禁牧的响应较小,但从区域上看,玛纳斯荒漠放牧区Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数比博乐和奇台显著高16.7%~20.0%,而禁牧区Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数高了8.6%~17.7%;3)短期禁牧有利于荒漠群落稳定性的维持,且稳定性可能与禁牧年限和生态环境的变化均有一定的关系。因此,短期禁牧能显著提高荒漠草地生产力,有利于群落物种多样性和群落稳定性的维持。 相似文献