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在气候变化和过度放牧影响下,高寒草地退化日趋严重。当前,围栏封育作为退化草地生态恢复的主要措施之一,其对植物功能性状和生理过程影响的研究相对较少。以藏西北荒漠草原植物为对象,选取植物叶片碳(LCC)和氮含量(LNC)及稳定同位素组成(δ13C和δ15N)来表征植物水分利用效率(WUE)和氮素利用效率(NUE),以期探明围栏封育对高寒荒漠草原植物WUE和NUE的相对影响。结果表明:1)高寒荒漠草原不同功能群植物间LCC、LNC、δ13C和δ15N存在差异;2)在植物群落和功能群水平上,围栏封育对LCC、LNC、δ13C和δ15N均无显著影响;3)土壤含水量和pH值是影响荒漠植物叶片δ13C的主要因子,表明植物内在WUE主要受土壤因素的调控。生长季气温是影响叶片δ15N的主导因子,表明气候条件是影响藏西北荒漠草原生态系统氮循环的主导因素;4)荒漠草原植物WUE和NUE之间无明显权衡关系。综上所述,短期围栏封育并不会显... 相似文献
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黄土高原半干旱区天然草地群落结构与土壤水分关系 总被引：4，自引：0，他引：4
气候变化导致水热条件发生变化,从而引起土壤含水量改变,必然影响区域植物群落结构和功能。本研究以黄土高原半干旱区天然草地群落为研究对象,在较大空间尺度上根据随机设置样地法调查区域内典型地带性草地群落,研究黄土高原半干旱区土壤含水量的变化对草地群落的影响。结果表明,1)地上生物量、凋落物质量与土壤含水量呈显著正相关;地下生物量和总生物量与土壤含水量虽正相关但不显著;2)物种多样性和物种丰富度均随着土壤含水量的增加而增加;3)植物功能群受土壤水分的影响,表现为禾本科和豆科随着土壤含水量的增加而增加,而杂类草相反。总之,在半干旱区土壤水分是限制群落生产力和物种多样性的重要因子,而禾本科和豆科作为指示物种可以反映土壤的水分状况。土壤水分的变化可能是导致半干旱区天然草地群落演替的驱动力,草地退化可能与土壤含水量的改变有关。 相似文献
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以不同地理种群的中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿为研究对象,利用高通量测序技术,比较分析了2种锦鸡儿不同地理种群根际土壤细菌多样性、物种组成和丰度的差异及其与植物功能性状的关系,为深入理解锦鸡儿属植物适应干旱环境的微生物学机制提供数据支持。结果表明,2种锦鸡儿根际土壤细菌隶属于22门62纲131目185科304属。优势细菌门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和放线菌门。在属水平上,根瘤菌属、鞘氨醇单胞菌属、RB41和芽孢杆菌属为优势属。中间锦鸡儿与小叶锦鸡儿根际土壤细菌多样性指数（Chao1、ACE、香农和辛普森指数）无明显差异,但主坐标分析表明2种锦鸡儿根际土壤细菌群落结构存在显著差异（P<0.05）。Mantel检验分析表明植物功能性状与根际土壤细菌群落结构存在显著相关性,且冗余分析显示株高、叶干物质含量、比叶面积、叶厚度和叶长是驱动根际土壤细菌群落结构构建的主要性状（P<0.05）。综上所述,中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿根际土壤细菌群落结构存在显著性差异,且根际土壤细菌群落结构的变化受到植物性状的显著影响。 相似文献
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对天山北坡放牧条件下的绢蒿草地进行野外调查,以探讨植物群落物种组成、多样性特征及其与环境因子之间的关系。结果表明:1)绵羊放牧过程中形成了明显的放牧强度梯度,草地利用率适中。通过除趋势对应分析 (DCA)将放牧区内的植物群落划分为8个类型,各类型植物群落的物种多样性有显著差异,且群落间存在异质性;2)采用除趋势对应典范分析法(DCCA)中的前项选择,对所获取的9个环境因子进行筛选,最终土壤有机质含量、粪便量、放牧强度、凋落物生物量、海拔、坡向等6个环境因子成为决定物种分布和群落结构组成的主导因素。DCCA排序结果反映出了实际的生态意义,有机质、放牧强度、粪便量在第一排序轴有明显的梯度变化,而坡向和凋落物则在第2轴上呈现出明显梯度变化,物种和群落也沿着上述环境要素的梯度变化而依次分布,很好地解释了放牧条件下绢蒿荒漠草地物种、群落与环境条件之间的关系。 相似文献
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河北省森林草原区草本植物物种多样性和功能多样性 总被引：2，自引：0，他引：2
理解物种多样性和功能多样性之间的关系以及分析它们对环境变化的响应,有利于揭示生物多样性的影响因素。本研究以塞罕坝地区不同植被类型(草地、灌木林和天然次生林)的草本群落为研究对象,分析了物种多样性(物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度)和功能多样性测度指标(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)之间的相互关系,并采用相似性分析检验(ANOSIM)和冗余度(RDA)分析等方法研究了它们随植被类型和环境因子的变化规律。结果表明,草地中草本植物物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著高于灌木林和天然次生林中的草本群落(P<0.05),而功能丰富度指数在草地中最低(P<0.05),功能均匀度和功能离散度在灌木林中最低(P<0.05),Pielou均匀度指数在不同植被类型间差异不显著(P>0.05);功能丰富度与物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著负相关(P<0.01),功能离散度与物种均匀度显著正相关(P<0.01),而功能均匀度与所有物种多样性指数均不相关(P>0.05);影响物种多样性的主要因子有土壤含水量、土壤有机质、土壤pH值、土壤全氮含量和坡向,影响功能多样性的主要因子有土壤有机质、土层深度、土壤含水量和海拔。物种多样性和功能多样性分布主要受土壤因子的影响,分别占到总解释变异的29.1%和29.8%。本研究结果表明研究区草本植物物种多样性和功能多样性变化相对独立,物种多样性可能主要是由资源可利用程度决定,而功能多样性可能是生态位分化即环境筛选和物种间相互作用共同决定。 相似文献
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为了解降水格局改变和大气氮(N)沉降增加背景下土壤碳(C)∶N∶磷(P)平衡关系的改变是否会影响到荒漠草原植被群落组成, 基于2017年在宁夏荒漠草原设立的降水量(降水量减少50%、降水量减少30%、自然降水量、降水量增加30%和降水量增加50%)、N添加(0和5 g·m-2·yr-1)及其交互作用的野外试验, 初步分析了土壤C∶N∶P生态化学计量特征和植物群落组成的变化趋势以及二者的关系。结果表明, 增加降水量降低了土壤有机C、全N和N∶P。N添加及其与降水量的交互作用对土壤C∶N∶P生态化学计量特征的影响较小; 适量增加降水量刺激了多数植物生长, 提高了群落多样性。过量增加降水量导致猪毛蒿种群生物量急增, 且N添加对降水量效应有促进作用, 从而降低了群落多样性; 土壤含水量、全N、有机C和N∶P与种群生物量关系较为密切, 土壤含水量、有机C、C∶P和C∶N与多样性指数存在较强的相关关系。以上结果意味着降水量会通过调控土壤水分有效性, 改变土壤与植物之间N和P的满足程度, 从而对植物生长策略和群落多样性产生影响; 短期N添加对土壤养分有效性影响较小。因此, 还需通过长期的原位试验, 对N添加及其与降水量交互作用下土壤C∶N∶P计量平衡与植物群落组成的关系进行深入探讨。 相似文献
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基于2014年在宁夏荒漠草原设立的降水量变化的野外模拟试验平台(年均降水量减少50%、减少30%、增加30%、增加50%以及对照),研究了植物群落多样性和C:N:P生态化学计量特征的变化,并分析了二者间的关系。结果表明,减少降水量降低了白草(Pennisetum centrasiaticum)种群生物量,但对其他物种种群生物量和群落生物量无明显影响。适量增加降水量促进了多数植物生长,提高了Shannon-Wiener多样性指数和Patrick丰富度指数。但过量增加降水量抑制了苦豆子(Sophora alopecuroides)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)生长、降低了Shannon-Wiener多样性指数;减少降水量对植物群落C:N:P生态化学计量特征影响较小。增加降水量降低了植物群落全碳、全氮和N:P;植物种群生物量与植物群落C:N以及土壤含水量存在较强的正相关关系,与植物群落全氮和全磷存在较强的负相关关系。植物群落多样性指数与土壤含水量、植物群落C:N以及土壤C:N存在较强的正相关关系,与植物群落全氮、全磷以及N:P存在较强的负相关关系。以上结果表明改变短期降水量荒漠草原植物群落组成不仅与土壤水分有效性密切相关,而且受植物N和P摄取能力的调控。 相似文献
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降水和氮沉降对草地生态系统碳循环影响研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
随着全球变化的不断加剧,陆地生态系统碳循环备受关注,近年来预测未来降水格局变化和氮沉降增加对草地生态系统碳循环影响的研究不断深入。本文综述了全球背景下降水格局变化和氮沉降增加对草地生态系统碳循环的影响及其内在机理。降水量、强度、时间分布和频度以及氮沉降量、频度和形态的变化,通过改变土壤含水量、土壤温度、土壤养分及微生物活性影响生态系统的物种组成和结构,最终影响生态系统水平的碳循环。降水格局变化和氮沉降增加对生态系统水平碳循环是否存在交互作用没有统一的结论,因此在将来的研究中应采用多因子的实验,才能够更好的研究未来全球变化下生态系统碳循环的响应机理。 相似文献
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在横穿内蒙古和青藏高原的中国草地样带中,设置了132个采样样地,采集到138种、329个植物叶片样品。在对植物样品进行化学元素分析的基础上,分析了植物叶片氮磷元素空间格局及其与气候因子的关系,试图为全球气候变化条件下草地的C,N,P元素循环研究以及草地生态系统对全球气候变化的响应和适应研究提供依据,同时也为相关生态学模型提供基础数据。结果表明：青藏高原地区植物N,P含量均高于内蒙古地区。随着年均温的增加,植物叶片N元素含量呈降低趋势,P元素含量和N/P变化不明显;随着年均降水量的增加,植物叶片N,P元素含量均略呈增加的趋势,而N/P变化不明显。上述研究结果验证了温度-植物生理假说（TPPH）,同时,还支持土壤年龄假说和生长速率假说。然而,地带性气候因子对植物叶片N,P元素变异的解释率并不高,这表明草地植被N,P元素变化的格局、规律和机制仍需进一步深入研究。 相似文献
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随着功能生态学的发展,植物功能生态学研究越来越受到重视.以松嫩草地为对象,调查该区域植被状况及功能性状特征,通过控制试验研究刈割、施氮、植被低矮稀疏化等干扰条件下羊草(Leymus chinensis)性状和羊草群落特征的变化,探讨在自然和干扰条件下物种丰富度、功能群丰富度、物种多样性指数、功能性状多样性与群落地上生物量的关系.
松嫩草地66种草本植物7个叶片性状特征表明:叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片干物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,但是与其他叶片性状成显著的负相关关系;叶片厚度与叶片干物质含量和比叶面积成显著的负相关关系,但是与其他叶片性状不相关.方差分析表明,叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、叶片磷含量在4个功能群(多年生根茎禾草、多年生丛生禾草、多年生杂类草、1年生或2年生植物)间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著.多年生根茎禾草和多年生丛生禾草有较高的叶片干物质含量和较低的比叶面积、叶片厚度和叶片氮和磷含量.松嫩草地草本植物叶片氮和磷含量分别为22.7±0.9 mg·g-1和1.8 ±0.0 mg·g-1,氮磷比为13.0,氮相对缺乏.
松嫩草地植物群落生产力高,群落饱和度低,优势种在群落中占的比例大.多年生根茎禾草和多年生杂类草群落物种丰富度最高,各群落间功能群丰富度没有显著差异,1年生或2年生植物群落地上生物量最高.地上生物量与多样性关系表明,株高、叶面积和叶片氮含量等功能性状多样性比物种丰富度、功能群丰富度、均匀度和辛普森指数等多样性指标能更好的预测生产力的变化,支持质量比假说,草地管理中应集中于优势种的管理.
秋季或春季不同时间刈割,对群落植物物种丰富度和功能群丰富度都没有显著影响.群落高度性状与地上生物量有显著的正相关关系,物种丰富度、功能群丰富度和功能群多样性与地上生物量关系不显著.
氮添加对羊草的叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮含量、叶片干物质含量、比根长都有显著的作用;羊草的叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮磷含量、叶片干物质含量、比茎重、株高与羊草的地上生物量都有显著的相关性.氮添加处理对羊草群落的物种丰富度和功能群丰富度均没有显著的影响.氮添加当年,地上生物量随着物种丰富度和功能群丰富度的增加有减少的趋势,但是不显著.
不同高度和密度立枯物处理间羊草的比叶面积、比茎重、植株高度、叶片数、叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量及叶片氮含量都有显著的差异.随着植被低矮稀疏化,群落物种丰富度和地上生物量均有降低趋势.植被高度变化对羊草性状、群落特征的影响要大于植被密度. 相似文献
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植物功能性状是植物响应草地变化的主要指标,对于了解草地发展进程具有重要意义。本试验对牦牛、藏羊混合放牧（不同放牧方式）下对紫花针茅（Stipa purpurea）叶片元素含量（碳含量、氮含量、碳氮比）及种群表型性状指标（植株高度、单株重、叶厚、比叶面积）进行测定,旨在明确放牧方式对紫花针茅的影响。结果显示：不同放牧方式对紫花针茅碳含量、氮含量、碳氮比、叶厚无显著影响,对植株高度、单株重、比叶面积影响显著（P<0.05）,牦牛藏羊1∶4混牧处理下紫花针茅植株高度、单株重、比叶面积受放牧影响最显著（P<0.05）,与禁牧相比,分别降低了39.0%,59.70%,22.8%;相关性分析可知：植株高度、比叶面积、单株重存在极显著正相关关系（P<0.01）;单株重是紫花针茅响应放牧干扰的主要性状指标;综合分析可得牦牛藏羊1∶4混牧处理对紫花针茅功能性状影响最为显著。 相似文献
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采用野外调查与室内分析相结合的研究方法,对高寒草原生态系统植被磷含量的分布特征及其影响因素进行研究。结果表明：青藏高原高寒草原19个草地型植物叶片磷含量的平均值为1.8489±0.6411 g·kg-1,变异系数为34.67%,植物根系磷含量的平均值为1.4130±0.3524 g·kg-1,变异系数为24.94%,植被磷含量总体呈现出东西部高而中间低的态势和斑块状交错分布格局;影响植物叶片磷含量的关键环境因子为：土壤有机质含量> 土壤总有机碳含量> 全氮> 年均气温> 最冷月均气温> 10~20 cm土壤容重> 20~30 cm土壤容重> 土壤水溶性碳含量> 土壤全磷含量> 土壤pH值> 植被高度> 土壤HCO3-含量> 6—9月降水率> 土壤速效钾含量> 土壤速效氮含量;影响植物根系磷含量的关键环境因子则为：年均相对湿度> 年均降水量> 10~20 cm土壤容重> 0~10 cm土壤容重> 10~20 cm土壤含水量> 最冷月均气温> 最暖月均气温> 20~30 cm地下生物量> 土壤pH值。 相似文献
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通过植物性状来研究植物与环境的关系,有助于解释植物物种的适应性与分布、群落构建过程以及生态系统功能。以滇西北高寒草甸为研究对象,采用RLQ和Fourth-Corner方法分析湿草甸、中生草甸、干草甸和林缘草甸植物群落功能性状与土壤的关系,以明确不同类型草甸植物群落功能性状的差异,不同类型草甸中的关键土壤因子及对其响应敏感的植物功能性状。结果表明,滇西北高寒草甸:1)随着土壤含水量增加,土壤全氮含量增加、土壤容重和土壤碳氮比降低。2)植物生活型以地下芽为主;比叶面积与叶干物质含量显著负相关,比叶面积在4种草甸类型中无显著差异;中生草甸植物多倾向于采用质量上占优势的单粒种子繁殖方式,其他类型草甸则倾向于选择数量上占优势的多粒种子繁殖策略。3)影响群落功能性状的关键土壤因子,中生草甸是土壤pH值、土壤全氮和土壤容重,干草甸是土壤容重,林缘草甸是土壤碳氮比。4)显著影响植物功能性状的关键土壤因子,中生草甸为土壤pH值、土壤全氮和土壤含水量,干草甸中则是土壤pH值、土壤全氮、土壤容重和土壤含水量。5)中生草甸植物对土壤因子响应敏感的功能性状是比叶面积和生活型,干草甸则是叶长宽比、生长型、生活型和繁殖方式。 相似文献
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植物功能性状与功能多样性是评价草地生态系统功能的重要工具。本研究以黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限人工刺槐林林下草地和自然撂荒草地作为研究对象,通过对草地植物群落及功能性状进行调查,分析不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性动态变化,结果显示：1）林下草地和自然撂荒草地植物群落主要以多年生菊科和蔷薇科为主;2）随恢复年限增加,林下草地植物从以双子叶为主逐渐演替到以单子叶为主,从以菊科为主逐渐演替到以禾本科为主;而撂荒草地物种始终以菊科为主,且在恢复过程中逐渐演替为以灌木和半灌木为主的群落;3）林下草地群落水平叶片功能性状值大于撂荒草地,而群落水平盖度、密度和地上生物量性状小于撂荒草地。撂荒草地物种多样性和功能多样性指数高于林下草地,撂荒草地相较林下草地具有更高的生态效益。本研究可为黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统功能评估提供理论依据。 相似文献
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基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系 总被引：2，自引：0，他引：2
在高寒草原退化草地设置研究样地,观测植物群落特征、采集土壤样品、分析土壤物理化学性质,依据数量生态学基本原理,探讨高寒草原退化草地与土壤因子间关系。结果表明:不同退化程度样地沿冗余分析排序图第一排序轴分布,第一排序轴反映草地退化程度的变化;草地植物群落中与第一排序轴负相关且按相关程度大小排序的指标为盖度>地上生物量>地下生物量;第一、第二排序轴能够解释97.1%的土壤因子与草地退化关系;土壤沙砾、p H与第一排序轴正相关,土壤有机碳、土壤含水量、容重、全氮、有效氮与第一排序轴负相关;第一排序轴及所有排序轴所反映的土壤因子均与草地退化之间呈极显著相关关系(P<0.01);不同土壤因子与草地退化之间相关程度不同,土壤有机碳(r=-0.890)、土壤含水量(r=-0.864)、容重(r=-0.847)、全氮(r=-0.836)、有效氮(r=-0.821)等与高寒草原退化相关程度更高且相关关系极显著(P<0.01)。利用退化草地群落特征和土壤因子数据矩阵进行冗余分析能够较好地综合反映土壤因子与草地退化之间的关系及相关程度,土壤有机碳、土壤含水量、容重、全氮、有效氮是反映高寒草原退化的重要土壤指标。 相似文献
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H. Wayne Polley David D. Briske Jack A. Morgan Klaus Wolter Derek W. Bailey Joel R. Brown 《Strength and Conditioning Journal》2013,66(5):493-511
The amplified “greenhouse effect” associated with increasing concentrations of greenhouse gases has increased atmospheric temperature by 1°C since industrialization (around 1750), and it is anticipated to cause an additional 2°C increase by mid-century. Increased biospheric warming is also projected to modify the amount and distribution of annual precipitation and increase the occurrence of both drought and heat waves. The ecological consequences of climate change will vary substantially among ecoregions because of regional differences in antecedent environmental conditions; the rate and magnitude of change in the primary climate change drivers, including elevated carbon dioxide (CO2), warming and precipitation modification; and nonadditive effects among climate drivers. Elevated atmospheric CO2 will directly stimulate plant growth and reduce negative effects of drying in a warmer climate by increasing plant water use efficiency; however, the CO2 effect is mediated by environmental conditions, especially soil water availability. Warming and drying are anticipated to reduce soil water availability, net primary productivity, and other ecosystem processes in the southern Great Plains, the Southwest, and northern Mexico, but warmer and generally wetter conditions will likely enhance these processes in the northern Plains and southern Canada. The Northwest will warm considerably, but annual precipitation is projected to change little despite a large decrease in summer precipitation. Reduced winter snowpack and earlier snowmelt will affect hydrology and riparian systems in the Northwest. Specific consequences of climate change will be numerous and varied and include modifications to forage quantity and quality and livestock production systems, soil C content, fire regimes, livestock metabolism, and plant community composition and species distributions, including range contraction and expansion of invasive species. Recent trends and model projections indicate continued directional change and increasing variability in climate that will substantially affect the provision of ecosystem services on North American rangelands. 相似文献
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放牧是草原生态系统中草地利用的主要方式，研究草地植物功能性状对长期放牧干扰的响应策略具有重要意义。本文以晋北农牧交错带半干旱草地为例，研究优势植物赖草(Leymus secalinus)功能性状在不同放牧强度下的变化，结果表明：放牧显著降低了赖草株高等形态结构性状以及茎叶比等生产力性状(P<0.05)，中度放牧与不放牧的差异最小；整株干重(地上部分)的变异系数(52.92%)和可塑性指数(93.17%)最大；生产力性状、光合生理性状和化学计量3类性状内部指标之间的相关性均为极显著正相关(P<0.01)；茎氮磷比等性状是赖草响应放牧干扰的主要功能性状。本研究表明，中度放牧下，赖草具有补偿性生长的能力，矮化型变特征和非对称性响应机制是赖草在放牧干扰下的主要适应方式。 相似文献