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自然资源学报 2013年第1期28卷 63-72页

作者：张华兵刘红玉李玉凤侯明行南京师范大学地理科学学院江苏省环境演变与生态建设重点实验室南京210023 盐城师范学院城市与资源环境学院江苏盐城224002

景观过程与格局的相互关系与耦合机制,已经成为景观生态学研究的重要问题。以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4—5月对海滨湿地土壤采样分析,运用典范对应分析、主成分分析、线性回归模拟以及空间代替时间的方法,探索土壤... 详细信息

景观过程与格局的相互关系与耦合机制,已经成为景观生态学研究的重要问题。以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4—5月对海滨湿地土壤采样分析,运用典范对应分析、主成分分析、线性回归模拟以及空间代替时间的方法,探索土壤生态过程与景观演变之间的耦合关系。结果显示:①典范对应分析表明,土壤过程能够很好地响应海滨湿地景观格局,从陆到海,5种景观类型有序地、按逆时针方向分布在CCA排序轴上,土壤过程与景观类型之间表现出不同的相关性。②通过主成分分析表明,三个主成分能够有效地响应景观格局。主成分与景观类型相关性排序表现为:第一主成分(土壤养分),米草沼泽>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽>芦苇沼泽>碱蓬芦苇交错带;第二主成分(盐度),碱蓬沼泽>碱蓬米草交错带>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>芦苇沼泽;第三主成分(有机质和水分),芦苇沼泽>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽。③运用空间代替时间,以样地到海堤的距离作为时间变量,主成分与景观演变之间相关性较好。多元回归结果显示:三个主成分与碱蓬沼泽→碱蓬米草交错带→米草沼泽时间序列的相关系数为0.859 2;与碱蓬沼泽→碱蓬芦苇交错带→芦苇沼泽时间序列的相关系数为0.892 8。土壤生态过程的改变是景观演变的重要动力,而景观的变化进一步引起土壤生态要素的改变,盐城海滨湿地景观演变就是在这种格局与过程的交互作用下,芦苇沼泽与米草沼泽不断扩张、碱蓬沼泽不断萎缩的过程。

关键词：耦合关系景观演变土壤生态过程自然条件盐城自然保护区

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外来植物紫茎泽兰通过叶片凋落物影响土壤生态过程并进而促进其成功入侵

外来植物紫茎泽兰通过叶片凋落物影响土壤生态过程并进而促进其成...

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第三届全国生物入侵大会

作者：万欢欢万方浩刘万学中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室

作为参与土壤生态循环的因子,植物凋落物对土壤养分调节和植物群落演替起重要作用。为了明确外来入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora Sprengel)叶片凋落物对入侵地土壤生态过程的影响,以及这种影响与其成功入侵之间的联系,我们在野... 详细信息

作为参与土壤生态循环的因子,植物凋落物对土壤养分调节和植物群落演替起重要作用。为了明确外来入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora Sprengel)叶片凋落物对入侵地土壤生态过程的影响,以及这种影响与其成功入侵之间的联系,我们在野外调查采样的基础上,在温室内通过盆栽试验模拟研究了紫茎泽兰叶片凋落物降解对土壤微生物群落结构、酶活性和理化性质的影响,以及这种影响对紫茎泽兰入侵力的反馈。研究显示,凋落物在土壤中降解三个月后,磷脂脂肪酸分析(PLFAs)的结果表明:在添加不同浓度凋落物的处理中,各功能微生物类群之间脂肪酸含量差异显著,其中真菌的脂肪酸含量在添加高浓度凋落物(5%)处理中是未添加(CK)的1.8倍;Gram(-)/Gram(+)以及真菌/细菌比率则随凋落物浓度的提高而上升;聚类分析和主成分分析的结果进一步表明:在添加5%凋落物处理、中低浓度凋落物(1.6%和0.5%)处理、CK之间,土壤微生物群落结构存在显著差异;土壤可培养微生物的平板计数结果同时表明:添加5%凋落物后,土壤细菌、真菌、放线菌、自身固氮菌、无机磷细菌和解钾菌的菌落数量依次是CK的8.4、6.5、4.0、5.4、3.8和6.1倍。室内生化指标的测定结果表明:凋落物添加的浓度越大,土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和脲酶的活性提高越显著。其中蔗糖酶在1.6%凋落物处理中是CK的1.5倍;酸性磷酸酶和脲酶在5%凋落物处理中分别是CK的1.9和3.3倍;添加不同浓度凋落物后,土壤速效氮、磷、钾的含量都显著增加,最高分别是CK的1.4、2.8和2.0倍。土壤微生物、酶活性和理化性质的改变之间存在显著相关性,三者的相互作用反馈调节紫茎泽兰的入侵力。温室盆栽的结果表明,植物单种时,凋落物在土壤中降解后,紫茎泽兰的单株生物量在1.6%凋落物处理中是CK的2.5倍,而伴生植物白三叶在5%凋落物处理中仅为CK的0.3倍;紫茎泽兰分别与白三叶和多年生黑麦草混种时,在添加1.6%凋落物的处理中,其相对优势度分别是对照的1.21和1.16倍。由此可见,外来入侵植物紫茎泽兰能够通过其叶片凋落物在入侵地土壤中降解,改变土壤微生物的群落结构,创造有利于自身的土壤营养环境,提高其入侵力,实现进一步入侵扩张。

关键词：紫茎泽兰叶片凋落物土壤生态过程反馈外来植物入侵

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中国天然次生林研究动态及其进展

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四川林业科技 2022年第1期43卷 1-11页

作者：刘兴良刘杉蔡蕾李旭华徐峥静茹潘红丽冯秋红张利刘千里森林和湿地生态恢复与保育四川省重点实验室四川省林业科学研究院四川成都610081 四川卧龙森林生态系统国家定位观测研究站四川汶川623000 北京林业大学北京100083 阿坝州林业和草原科学技术研究所四川汶川623000

次生林是天然林采伐后形成的主要森林类型,在林分结构与物种组成、林木生长与生产力、林分环境与生态功能等诸多方面与原始林和人工林有着显著差异。因此,研究次生林生态系统健康诊断、类型分类与评价指标,群落结构与生态功能以及土壤... 详细信息

次生林是天然林采伐后形成的主要森林类型,在林分结构与物种组成、林木生长与生产力、林分环境与生态功能等诸多方面与原始林和人工林有着显著差异。因此,研究次生林生态系统健康诊断、类型分类与评价指标,群落结构与生态功能以及土壤生态过程等,对我国生物多样性保护、生态安全、生态屏障构建和生态文明建设等具有重要意义。本文在广泛收集整理国内外有关次生林研究最新文献基础上,探讨了次生林诊断、类型分类与评价方法,群落结构与生态功能,以及森林恢复过程对次生林的影响等,阐明次生林研究中所关注的基础科学问题,并提出了次生林未来研究方向,为我国次生林多目标经营、生态系统管理和天然林保护与修复等提供科学依据。

关键词：天然次生林退化生态系统林分结构生物多样性生态功能土壤生态过程

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入侵植物紫茎泽兰叶片凋落物的化感作用及其降解动态

入侵植物紫茎泽兰叶片凋落物的化感作用及其降解动态

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作者：万欢欢中国农业科学院

学位级别：硕士

外来植物入侵不仅造成入侵地严重的经济损失,而且因其竞争排斥本地物种而迅速形成单优群落更是造成对入侵地的生态环境的严重破坏和生物多样性的严重丧失,其生态影响更为深远。外来植物入侵的生态过程和导致生态系统的深层次变化也必然... 详细信息

外来植物入侵不仅造成入侵地严重的经济损失,而且因其竞争排斥本地物种而迅速形成单优群落更是造成对入侵地的生态环境的严重破坏和生物多样性的严重丧失,其生态影响更为深远。外来植物入侵的生态过程和导致生态系统的深层次变化也必然影响外来植物与本地植物的互作。目前,外来入侵植物的化感作用已经成为解释其入侵机制的重要因素之一,并以假说的形式提出。外来入侵植物化感作用产生的途径有多种,其中叶片凋落物在土壤中降解释放化感物质是产生化感作用的一种重要方式。揭示外来入侵植物叶片凋落物化感作用对本地植物和土壤生态过程的影响,以及由此带来的对入侵植物入侵力的反馈,不仅有助于支持和丰富外来入侵植物的化感作用假说,还可为入侵地生境的生态修复策略提供理论指导。紫茎泽兰(Ageratina adenophora (Sprengel) R. King & H. Robinson (Synonym: Eupatorium adenophorum))是一种典型的世界性恶性入侵杂草,已对我国西南地区造成了严重的经济损失和生态环境的“绿色”灾难。在综述国内外外来植物入侵的化感作用机制和紫茎泽兰种群扩张研究的基础上,本研究以入侵植物的化感作用为主线,基于化感作用影响与土壤生态调节互作的理论,以紫茎泽兰为研究对象,以叶片凋落物做为切入点,在前期研究的基础上,进一步研究外来植物化感作用-土壤生态变化-本地植物之间的互作及响应。一方面,通过室内化感生测和温室盆栽模拟,以验证紫茎泽兰叶片凋落物的化感作用;另一方面,通过温室盆栽模拟结合室内分析测定,研究了叶片凋落物对入侵地土壤微生物、酶活性和化学性质的影响及反馈;最后,通过室内降解模拟实验研究了紫茎泽兰和本地植物根际土壤微生物对凋落物水提液的化感作用降解影响;旨在明确紫茎泽兰叶片凋落物的化感作用,阐明其对入侵地生态过程的影响,及这种影响引起的对紫茎泽兰入侵力和本地植物生长的反馈,对土壤中凋落物化感作用降解的调控,最终探究叶片凋落物化感作用对外来植物入侵的反馈及其机制。主要结果如下:1.泽紫茎兰叶片凋落物的化感作用验证采用室内化感生测结合向土壤中添加凋落物的温室盆栽模拟实验,研究了4种不同浓度的凋落物水提液对紫花苜蓿、白三叶、多年生黑麦草和辣子草的化感作用影响,发现不同浓度的水提液对4种受体植物种子萌发和幼苗生长的化感作用存在种特异性。除多年生黑麦草外,水提液对其它3种受体植物种子萌发和幼苗生长产生了显著的化感抑制作用,水提液的浓度越大抑制效果越强,其中紫花苜蓿对化感作用较不敏感,白三叶最为敏感。温室盆栽实验结果表明叶片凋落物在入侵地土壤中对敏感植物白三叶存在显著化感抑制作用:土壤中添加5%的叶片凋落物后显著降低了白三叶的单株生物量,而添加活性炭后,其单株生物量增加了71.3%。结果表明紫茎泽兰通过其叶片凋落物的化感作用,抑制了本地植物种子库的积累和幼苗的生长,促进自身竞争排挤本地植物,形成单优群落,揭示了叶片凋落物化感在紫茎泽兰成功入侵中的直接作用机制。2.叶片凋落物降解对入侵地土壤生态过程的化感影响及反馈通过温室盆栽模拟实验结合室内培养检测分析方法,发现叶片凋落物在入侵地土壤中降解,产生化感作用,改变了土壤微生物群落结构,影响了土壤的酶活性和化学性质,这种改变和影响反过来又影响了紫茎泽兰的资源竞争能力:1)土壤微生物的传统培养平板计数和PLFAs分析结果表明:叶片凋落物在土壤中降解后,显著增加了土壤细菌、真菌、放线菌、自身固氮菌、无机磷细菌和解钾菌的菌落数量,和对照相比,添加5%凋落物后,六种土壤微生物类群的菌落数量依次增加了8.4、6.5、4.0、5.4、3.8和6.1倍;PLFAs的结果显示不同浓度凋落物处理中各功能微生物类群之间脂肪酸含量差异显著,其中真菌的脂肪酸含量在5%凋落物处理中是对照的1.8倍。Gram(-)/Gram(+)以及真菌/细菌比率随凋落物浓度的提高而上升;聚类分析和主成分分析的结果表明,高浓度凋落物处理、中低浓度凋落物处理、对照之间土壤微生物群落结构存在显著差异,而低、中浓度凋落物处理间差异较小,二者存在交叉现象。2)土壤酶活性和化学性质的室内化学分析结果显示:叶片凋落物在土壤中降解后,土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和脲酶的活性得到显著提高,凋落物添加的浓度越大,各种酶活性提高的程度越大,其中蔗糖酶在1.6%凋落物处理中是对照的1.5倍,酸性磷酸酶和脲酶在5%凋落物的处理中分别是对照的1.9和3.3倍。土壤有效氮、磷和钾的含量都显著增加,土壤未灭菌时,添加凋落物的处理和对照相比,三者的含量最高分别增加了1.4、2.8、2.0倍。3)土壤微生物、酶活性和化学性质的改变存在相关性,三者的相互作用反馈调节紫茎泽兰的入侵力。

关键词：紫茎泽兰叶片凋落物化感作用土壤生态过程反馈化感作用降解外来植物入侵

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