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大九湖沼泽湿地大泥炭藓种群分布特征及其制约因素

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生态学报 2023年第6期43卷 2388-2396页

作者：汪正祥熊蔚邓龙强林丽群张志麒李亭亭区域开发与环境响应湖北省重点实验室武汉430062 湖北大学资源环境学院武汉430062 神农架国家公园管理局神农架442421

为探究神农架大九湖泥炭藓湿地的关键物种大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)种群的分布特征及其制约因素,于2020年8月沿垂直湖岸带方向设置样带和样方进行植被和环境因子的调查和采样,于室内进行各理化指标和生理指标的测定与分析。研究... 详细信息

为探究神农架大九湖泥炭藓湿地的关键物种大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)种群的分布特征及其制约因素,于2020年8月沿垂直湖岸带方向设置样带和样方进行植被和环境因子的调查和采样,于室内进行各理化指标和生理指标的测定与分析。研究结果显示:(1)大泥炭藓三生长指标(头状枝数量、盖度、生物量)对垂直湖岸带距离的响应具有一致性,均随垂直湖岸带距离的增加呈现先增加后减小的趋势,在距湖岸40m左右时,大泥炭藓种群生产力最高;(2)多元线性回归分析结果显示,在20个环境因子(土壤含水量、容重、孔隙度、固相比、液相比、气相比、pH、TN、TP、TOC、AHN、AP、TOC/TN、TOC/TP、TN/TP;地下水埋深;水样pH、TN、TP、TN/TP)中,地下水埋深是影响大泥炭藓种群生长和分布的最重要环境因子,其次是土壤TOC/TP;在8个生理指标(组织TC、TN、TP、TC/TN、TC/TP、TN/TP、总叶绿素、类胡萝卜素)中,组织TC与大泥炭藓生长显著相关;(3)地下水埋深通过影响大泥炭藓头状枝的光合和呼吸作用,土壤TOC通过影响大泥炭藓吸收同化到自身组织中的TC含量,来影响其种群的生长和分布;(4)除了非生物因子,维管植物的种间作用等生物因子也影响着大泥炭藓种群的生长和分布。本研究可为亚热带山地泥炭藓湿地的保护和恢复提供理论依据和科学指导。

关键词：大泥炭藓分布特征环境因子泥炭藓湿地神农架国家公园

遮光对亚热带山地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)生长及维管植物控制效果的影响

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应用与环境生物学报 2021年第1期27卷 31-37页

作者：李玲汪正祥邓龙强莫家勇林丽群张贺贺熊蔚张文娟马茹悦陈荣友李亭亭湖北大学资源环境学院武汉430062 区域开发与环境响应湖北省重点实验室武汉430062 神农架国家公园管理局神农架442421

控制亚热带山地泥炭藓湿地中维管植物的生长可以帮助泥炭藓湿地快速恢复.以亚热带山地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)为研究对象,采用人工覆盖遮光网控制遮光率,探究遮光对大泥炭藓生长及维管植物控制效果的影响.结果显示:(1)大泥炭藓... 详细信息

控制亚热带山地泥炭藓湿地中维管植物的生长可以帮助泥炭藓湿地快速恢复.以亚热带山地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)为研究对象,采用人工覆盖遮光网控制遮光率,探究遮光对大泥炭藓生长及维管植物控制效果的影响.结果显示:(1)大泥炭藓的生长状态方面,在无遮光下及遮光处理下,随着遮光率的增加,大泥炭藓的头状枝数量不断降低[10月从38.9 (±11.8)降低到24.5 (±4.4)],但覆盖面积和生物量先增加后降低[10月覆盖面积从62.0 (±32.3) cm^(2)到128.6 (±25.7) cm^(2)再到99.0 (±19.7) cm^(2);生物量从1.8 (±0.7) g到2.8 (±0.8) g再到2.0 (±0.5) g];(2)随着遮光率的增加,维管植物的总盖度与生物量不断降低[10月总盖度从96.2%±1.6%降低到10.0%±1.4%;生物量从419.9(±71.3) g降低到57.4 (±17.1) g];(3)维管植物总盖度与大泥炭藓覆盖面积以及生物量均显著相关,当维管植物总盖度约为50%左右,大泥炭藓覆盖面积和生物量最大.因此,遮光网与维管植物共同影响大泥炭藓的生长,中度遮光(遮光率64%、76%)是帮助泥炭藓湿地快速恢复的最佳条件;综合考虑大泥炭藓的生长以及经济成本,在野外进行大泥炭藓湿地的恢复工作时,只需要覆盖1层遮光网(遮光率64%)即可达到最好效果.(图7表4参38)

关键词：大泥炭藓维管植物遮光亚热带山地泥炭地恢复

神农架大九湖泥炭藓湿地的植被分布格局及环境解释

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神农架大九湖泥炭藓湿地的植被分布格局及环境解释

作者：熊蔚湖北大学

学位级别：硕士

植被格局是指在一定区域内植被的分布位置、布局状况及其形成的群落结构,对区域内的生态环境变化具有一定的指示作用。本研究选取亚热带山地大九湖泥炭藓湿地的典型斑块,通过设置典型样带和样方进行植被调查,记录样方内出现的所有植物... 详细信息

植被格局是指在一定区域内植被的分布位置、布局状况及其形成的群落结构,对区域内的生态环境变化具有一定的指示作用。本研究选取亚热带山地大九湖泥炭藓湿地的典型斑块,通过设置典型样带和样方进行植被调查,记录样方内出现的所有植物种类及植物的株高、盖度;并采集土壤、地下水、大泥炭藓样品在实验室进行理化指标测定分析,通过植被数据和环境因子参数相关性的分析以探究（1）大九湖泥炭藓湿地植被分布格局及其影响因子,（2）大九湖泥炭藓湿地的关键物种—大泥炭藓（Sphagnum palustre L.）种群的分布及其形成机制。研究旨在为亚热带山地泥炭藓湿地的保护和恢复提供理论支撑。主要研究结果如下:（1）沿垂直湖岸带方向环境因子均具有一定的差异性。变异系数最大的是两个化学计量比:土壤TOC/TN、地下水TN/TP;其次是地下水TP、土壤容重、土壤固相比、地下水TN、地下水位;变异系数较小的理化因子是地下水p H、土壤p H、土壤孔隙度、土壤液相比。其中地下水位、土壤TOC、土壤TN、土壤AHN之间具有极强的相关性。（2）所选取典型样带内共统计植物35种,隶属于21科32属,灌木仅绣线菊（Spiraea salicifolia）1种,草本植物31种,藓类植物3种。其中莎草科、菊科、禾本科、蓼科、蔷薇科植物较多。藓类植物有大泥炭藓（Sphagnum palustre）、金发藓（Polytrichum commune）、皱蒴藓（Aulacomnium androgynum）3种,其中大泥炭藓是其建群种。（3）大九湖泥炭藓湿地沿垂直湖岸距离的增加形成11种不同的群落类型,在空间格局上具有明显的带状分布特点。从湖边向外依次为:拂子茅-大泥炭藓群丛→丝叶苔草-大泥炭藓群丛→大戟属一种+丝叶苔草-大泥炭藓群丛→分株紫萁-大泥炭藓群丛→丛毛羊胡子草+丝叶苔草-大泥炭藓群丛→藜芦+丝叶苔草-大泥炭藓群丛→拂子茅+地榆-大泥炭藓群丛→地榆+丝叶苔草-大泥炭藓群丛→红穗苔草+地榆-大泥炭藓群丛→地榆+丝叶苔草群丛→绣线菊-地榆群丛。11个群落的Patrick物种丰富度指数（R）、Shannon-Wiener多样性指数（H）、Simpson优势度指数（D）和Pielou均匀度指数（E）沿垂直湖岸距离的增加均呈先增加再下降最后升高的趋势。在群丛Ⅰ处4个多样性指数均最小,在群丛XI 4个多样性指数均最大。（4）冗余分析（RDA）结果显示前两轴累积解释率达45.82%。第一轴主要反映植物和群落沿土壤p H、地下水位的变化情况,第二轴主要反映土壤TP、TOC、TN的变化趋势。综合来看,影响大九湖泥炭藓湿地物种和群落分布最关键环境因子是土壤养分TP、TOC、TN,其次是土壤酸碱度和地下水位。（5）随着垂直湖岸带距离的增加,大泥炭藓种群生产力（头状枝数、盖度、生物量）和藓丘高度对距离的响应具有一致性,均呈现出先增加后降低的趋势,大泥炭藓在垂直湖岸带40 m左右生长最好,藓丘在距湖岸40 m左右达到最高。（6）地下水位和土壤TOC含量是影响大泥炭藓种群生长及分布格局的主要环境因子;地下水位通过影响头状枝光合和呼吸作用,土壤TOC通过影响大泥炭藓吸收同化到组织中的TC,来影响其生长。在本研究范围内,地下水位、土壤TOC、组织TC均对大泥炭藓生长产生促进作用。

关键词：泥炭藓湿地分布格局环境因子冗余分析(RDA) 大泥炭藓

亚热带山地大泥炭藓（Sphagnum palustre L.）及维管植物的生长对地下水位与光照条件的响应

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亚热带山地大泥炭藓（Sphagnum palustre L.）及维管植物的生长对...

作者：李玲湖北大学

学位级别：硕士

本研究以亚热带山地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)及维管植物为研究对象,通过大田试验控制地下水位(设置不同高度的种植基地)与光照(覆盖不同层数的遮阴网)条件,统计大泥炭藓的生长状态、头状枝数量、覆盖面积、生物量以及维管植物的... 详细信息

本研究以亚热带山地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)及维管植物为研究对象,通过大田试验控制地下水位(设置不同高度的种植基地)与光照(覆盖不同层数的遮阴网)条件,统计大泥炭藓的生长状态、头状枝数量、覆盖面积、生物量以及维管植物的植株高度、总盖度、生物量等相关生长指标,探究大泥炭藓与维管植物的生长对地下水位与光照条件的响应。本研究为亚热带泥炭藓湿地生态恢复及泥炭藓生产的产业化提供支撑。研究结果如下:(1)试验开始前试验地共有维管植物25科32属34种,在移植泥炭藓并开始实验后,两组试验地一共发生维管植物31科58属67种,共新增维管植物14科36属49种,共减少8科13属16种。在地下水位试验组共发生维管植物25科46属52种,在光照试验组中共发生维管植物29科55属64种。(2)地下水位对大泥炭藓的四个生长指标均产生显著影响,且四个生长指标对地下水位的响应一致。各指标显示:大泥炭藓在中、高地下水位处理下有较好的生长(至试验结束时统计,生长状况良好率达87.5%～90.0%,头状枝数量在中、高地下水位条件下分别为40.5(±14.3)个、36.0(±18.9)个;覆盖面积在中、高地下水位条件下分别为68.6(±38.9)cm、63.5(±44.1)cm;生物量在中、高水位条件下分别为1.9(±0.9)g、1.8(±1.0)g。(3)地下水位对维管植物的植株高度、总盖度、生物量均有显著影响,在中地下水位条件下,禾草类维管植物的植株高度、总盖度、生物量较大,分别是32.6(±3.4)cm、96.2(±1.6)%、419.9(±71.3)g;在低、高地下水位条件下,维管植物的生物量与禾草类维管植物的植株高度均较小,生物量分别是290.5(±76.8)g、297.5(±57.6)g,禾草类维管植物的植株高度分别是9.7(±1.0)cm、11.3(±2.0)cm。在本研究中,大泥炭藓生长受地下水位条件的影响要大于其受维管植物的影响,高地下水位处理下维管植物的物种数较少,具有较小的生物量与植株高度,且大泥炭藓在此种地下水位下有较好的生长。因此高地下水位是最佳地下水位条件。(4)光照对大泥炭藓的生长有显著影响,大泥炭藓的生长状态在无遮光下不及遮光处理下,随着遮光率的增加,大泥炭藓的头状枝数量不断降低,从38.9(±11.8)降低到24.5(±4.4)个,但覆盖面积和生物量先增加后降低。覆盖面积从62.0(±32.3)到128.6(±25.7)再到99.0(±19.7)cm;生物量从1.8(±0.7)到2.8(±0.8)再到2.0(±0.5)g。随着遮光率的增加,维管植物的总盖度与生物量不断降低。总盖度从96.2(±1.6)降低到10.0(±1.4)%;生物量从419.9(±71.3)降低到57.4(±17.1)g。(5)在遮阴条件下,维管植物总盖度与大泥炭藓覆盖面积以及生物量均显著相关,当维管植物总盖度为50%左右时,大泥炭藓覆盖面积和生物量最大。研究表明,遮阴网与维管植物共同影响大泥炭藓的生长,中度遮光(遮光率64%、76%)是帮助泥炭藓湿地快速恢复的最佳条件。综合考虑大泥炭藓的生长以及经济成本,在野外进行大泥炭藓湿地的恢复工作时,只需要覆盖1层遮阴网(遮光率64%)即可达到最好效果。

关键词：大泥炭藓维管植物水位光照亚热带山地湿地恢复

除草剂对亚热带山地大泥炭藓（Sphagnum palustre）湿地杂草控制效果影响的研究

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除草剂对亚热带山地大泥炭藓（Sphagnum palustre）湿地杂草控制...

作者：张贺贺湖北大学

学位级别：硕士

泥炭藓湿地是以泥炭藓为关键物种的贫营养沼泽湿地,具有涵养水源、水土保持、维持和保护生物多样性等生态功能。湿地中的泥炭藓被称为“生态系统工程师”,是泥炭地中重要的固碳植物。近年来,泥炭藓在园艺、工业、医学等方面应用广泛,其... 详细信息

泥炭藓湿地是以泥炭藓为关键物种的贫营养沼泽湿地,具有涵养水源、水土保持、维持和保护生物多样性等生态功能。湿地中的泥炭藓被称为“生态系统工程师”,是泥炭地中重要的固碳植物。近年来,泥炭藓在园艺、工业、医学等方面应用广泛,其需求不断增加,导致自然生长的泥炭藓被过度开采,泥炭藓湿地遭到严重退化,人工种植泥炭藓成为缓解供需矛盾及恢复泥炭藓湿地生态环境的重要途径。在泥炭藓湿地恢复种植过程中,初期密集生长的杂草,影响大泥炭藓生长需要的光照、温度、空间等资源的获取,不利于定植泥炭藓形成致密藓层,早期杂草控制成为泥炭藓湿地恢复的关键,而目前尚未见到除草剂对泥炭藓湿地内杂草进行控制研究的科学的报道。本研究在前期田间杂草物种调查、室内预实验除草剂筛选的基础上,选择对大泥炭藓生长影响较小的三种除草剂(苯磺隆、敌草快、双草醚)应用到七姊妹山大泥炭藓湿地恢复试验大田,探索适宜湿地恢复初期使用的最佳除草剂(最佳浓度),主要结论如下:(1)试验地整理前后对杂草组成、生活型特征进行对比,结果显示,试验地整理前,地块内有杂草24科32属34种,从生活型来看,地面阔叶类、地上芽灌木、禾本类、莎草类杂草分别为25种、4种、2种、3种,分别占杂草种数的73.53%、11.76%、5.88%、8.82%。整理后的试验小区共有植物29科52属59种,地面阔叶类、地上芽灌木、禾本类、莎草类杂草分别有41种、5种、7种、6种,分别占杂草种数的69.49%、8.47%、11.86%、10.17%。相对于试验地整理前,整理后,杂草增加了5科20属25种。(2)室内预实验显示,同一种除草剂,随着使用浓度的增加,除草剂对大泥炭藓生长的抑制影响越显著。不同种类的除草剂对大泥炭藓生长产生不同的抑制影响,依据11种除草剂低浓度处理下大泥炭藓死亡率,发现苯磺隆、敌草快、双草醚的低浓度处理下对大泥炭藓的死亡率较低,分别为44.44%、50.00%、52.78%,对大泥炭藓生长影响相对较小,可作为野外大泥炭藓湿地恢复初期试验地的控草试剂,但是,需要进一步降低使用浓度,将3种备选除草剂在室内实验使用的中浓度作为大田除草试验的最高浓度设限。(3)大田除草试验显示,不同浓度的苯磺隆能够有效抑制杂草的生长,同时,对大泥炭藓的生长无明显抑制影响,且苯磺隆高(150g/hm)、中(75g/hm)、低(37.5g/hm)浓度对大泥炭藓的生长无显著差异。不同浓度的苯磺隆对杂草的抑制作用具有选择性,相较与禾本-莎草类杂草,苯磺隆对遮光量较大的阔叶类杂草抑制效果更加显著,余留的部分禾本-莎草类杂草为大泥炭藓生长提供有利的生长条件。因此,苯磺隆适宜用作大泥炭藓湿地恢复初期的杂草控制试剂。(4)大田除草试验也显示,不同浓度的敌草快能够有效抑制杂草的生长,同时,对大泥炭藓的生长无明显抑制影响,且在敌草快高浓度(900ml/hm)中的大泥炭藓生长最好。不同浓度的敌草快对杂草的抑制具有接触灭生性,对于禾本-莎草类、阔叶类杂草均有明显抑制影响,但敌草快主要对杂草地上茎叶部分有暂时性的抑制影响。对于禾本-莎草类杂草,余留的发达根系为大泥炭藓的生长提供结构支撑。因此,敌草快适宜用作大泥炭藓湿地恢复初期的杂草控制试剂。(5)大田除草试验还显示,不同浓度的双草醚能够有效抑制杂草生长,对部分禾本-莎草类、阔叶类杂草有一定程度的抑制效果,并随着浓度的增加,杂草的抑制效果愈加显著,但在试验期间,双草醚对大泥炭藓的生长呈现暂时性轻微的抑制现象。因此,要慎重选择双草醚作为大泥炭藓湿地的杂草控制试剂。(6)大泥炭藓湿地群落内,杂草盖度与大泥炭藓覆盖面积显著相关,杂草盖度达到50%左右,大泥炭藓覆盖面积达到最大值。综合对比苯磺隆(低浓度37.5g/hm)、敌草快(高浓度900ml/hm)、双草醚(高浓度300ml/hm)对大泥炭藓生长的影响、除草剂特性、杂草控制的效果、不同杂草对大泥炭藓的影响以及生态环境的保护等,可以优先选择苯磺隆(37.5g/hm)作为大泥炭藓湿地杂草控制的最佳除草剂(最佳浓度)。本研究筛选出的适宜应用于泥炭藓湿地恢复大田的控草试剂及其适宜使用剂量,研究结果不仅将对亚热带泥炭藓湿地的快速恢复具有重要意义,对泥炭藓大面积产业化种植,增加当地居民的经济收入也具有重要作用。

关键词：亚热带山地大泥炭藓湿地恢复除草剂杂草控制

苯磺隆对亚热带山地泥炭藓湿地杂草的控制效果

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杂草学报 2020年第3期38卷 28-37页

作者：张贺贺汪正祥张智麒李玲熊蔚张文娟马茹悦陈荣友刘昌勇李亭亭区域开发与环境响应湖北省重点实验室/湖北大学资源环境学院湖北武汉430062 神农架国家公园/神农架国家公园管理局湖北神农架442421 湖北七姊妹山国家级自然保护区管理局湖北恩施445000

为了控制亚热带山地泥炭藓湿地中杂草的生长,加速泥炭藓湿地的恢复,在位于湖北省宣恩县七姊妹山的泥炭藓湿地恢复大田上开展泥炭藓湿地的控草研究。在室内预试验筛选除草剂的基础上,选用苯磺隆(tribenuron-methyl)作为大田试验的除草剂... 详细信息

为了控制亚热带山地泥炭藓湿地中杂草的生长,加速泥炭藓湿地的恢复,在位于湖北省宣恩县七姊妹山的泥炭藓湿地恢复大田上开展泥炭藓湿地的控草研究。在室内预试验筛选除草剂的基础上,选用苯磺隆(tribenuron-methyl)作为大田试验的除草剂,以探究4种浓度对照组(CK,不喷除草剂)、低浓度(L,37.5 g/hm^2)、中浓度(M,75.0 g/hm^2)、高浓度(H,150.0 g/hm^2)处理下,苯磺隆对泥炭藓湿地恢复大田杂草的控制效果以及对大泥炭藓(Sphagnum palustre)生长的影响。结果表明,相较于对照组,其他3种浓度苯磺隆处理组对大泥炭藓的生长均未表现出抑制作用。但是,苯磺隆对杂草的控制效果随着浓度的增加而愈加明显。此外,苯磺隆对阔叶类杂草的控制效果相比禾本-莎草类杂草更加明显,并且当杂草盖度控制在40%~50%时,大泥炭藓生长最好。说明苯磺隆是一种适合应用于泥炭藓湿地恢复大田的控草试剂,研究结果对泥炭藓湿地的快速恢复及泥炭藓产业化种植具有重要意义。

关键词：亚热带山地大泥炭藓湿地恢复苯磺隆杂草控制