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植物-土壤反馈时空变异研究进展

植物生态学报 2024年

作者：陈炫铮朱耀军高居娟刘一凡王荣方涛罗芳丽薛伟于飞海北京林业大学生态与自然保护学院中国林业科学研究院生态保护与修复研究所(湿地研究所) 广东湛江红树林湿地生态系统国家定位观测研究站福建闽江河口湿地国家级自然保护区管理处北京力科惠泽科技有限公司黄河流域生态保护国家林业和草原局重点实验室台州学院湿地与克隆生态学研究所浙江省植物进化生态学与保护重点实验室

植物-土壤反馈作为植物分布、群落组成和演替的重要驱动力,近年来受到广泛关注。时空变异是驱动植物-土壤反馈效应的重要因素,但目前缺乏对其研究进展的梳理。该文综述了植物-土壤反馈时空变异的研究进展,并提出了未来可以继续深入的研... 详细信息

植物-土壤反馈作为植物分布、群落组成和演替的重要驱动力,近年来受到广泛关注。时空变异是驱动植物-土壤反馈效应的重要因素,但目前缺乏对其研究进展的梳理。该文综述了植物-土壤反馈时空变异的研究进展,并提出了未来可以继续深入的研究方向。在植物-土壤反馈时间尺度上,重点论述了植物不同发育阶段、实验周期与反馈效应的关系。在植物-土壤反馈的空间尺度上,重点讨论了植物空间分布及空间转移、土壤微生物类群及理化因子空间位置差异以及地上与地下系统对反馈系统的影响。基于研究进展,该文提出在反馈时间尺度上,需关注长期的、多点的动态反馈过程,提高反馈过程时间尺度上的分辨率;应充分考虑微生物类群与驯化和测试植物作用的缓冲时间,设置合理的驯化和反馈周期,让研究结果更为客观;在空间尺度上,需关注植物空间分布、土壤因子空间异质性以及地上和地下系统对反馈效应的影响,尽量做到接种土壤在物理结构上的相似性,以期获得更真实的反馈效应。

关键词：植物-土壤反馈时间格局空间格局群落演替

黄土高原生物结皮对种子出苗及幼苗存活与生长的影响

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生态学报 2024年

作者：张雪肖波韩凤朋中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学中国农业大学土地科学与技术学院

生物结皮可通过多种直接或间接途径影响种子出苗和幼苗生长，但相关研究多集中在极干旱沙漠及荒漠区，且多为盆栽实验。本研究以无结皮为对照，通过野外实验分析不同盖度（80%、50%、30%）的藻结皮和藓结皮对柠条锦鸡儿（Caragana korsh... 详细信息

生物结皮可通过多种直接或间接途径影响种子出苗和幼苗生长，但相关研究多集中在极干旱沙漠及荒漠区，且多为盆栽实验。本研究以无结皮为对照，通过野外实验分析不同盖度（80%、50%、30%）的藻结皮和藓结皮对柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、黑沙蒿（Artemisia ordosica）、鬼针草（Bidens pilosa）种子出苗、幼苗存活和生长的影响，并探究其作用途径。结果表明：高盖度生物结皮更有利于种子出苗。柠条锦鸡儿和黑沙蒿种子在高盖度藓结皮上的出苗率比无结皮分别增加了1.5和17.5倍，柠条锦鸡儿、黑沙蒿和鬼针草种子在高盖度藻结皮上的出苗率比无结皮分别增加了1.3、14.0和0.7倍。但黑沙蒿幼苗在生物结皮上的存活率极低，可见生物结皮促进小种子出苗却对其存活不利。此外，藓结皮对幼苗生长有促进作用，且在高盖度结皮上促进效果最好，而藻结皮则表现为高盖度促进，中、低盖度抑制。结构方程模型分析表明，生物结皮主要通过间接效应影响种子出苗和幼苗生长，且总效应均为正效应，其中幼苗存活主要受穿透阻力影响，幼苗生长主要受土壤化学性质影响。综上，生物结皮对植物种子出苗和幼苗生长的影响随物种而异，且作用效果和结皮盖度有关，但总体为促进作用，因而有利于黄土高原植被恢复和更新。

关键词：株高地径幼苗建植植被更新群落演替

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群落演替对夏蜡梅种群分布和数量的影响

生态学报 2016年第3期36卷 620-628页

作者：刘华红周莉花黄耀辉包志毅赵宏波浙江农林大学风景园林与建筑学院临安311300 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地临安311300

对夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis(Cheng et S.Y.Chang)Cheng et S.Y.Chang)所有分布地(浙江临安、天台和安徽绩溪)进行了详细调查,分析夏蜡梅种群面积、密度、结构和群落特征等,并与前人调查结果对比,阐明群落演替对夏蜡梅种群的影... 详细信息

对夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis(Cheng et S.Y.Chang)Cheng et S.Y.Chang)所有分布地(浙江临安、天台和安徽绩溪)进行了详细调查,分析夏蜡梅种群面积、密度、结构和群落特征等,并与前人调查结果对比,阐明群落演替对夏蜡梅种群的影响。10余年来,由于国家相关政策的实施(退耕还林、天然林保护以及自然保护区的建立等)以及夏蜡梅分布地林地经营模式的改变,不同夏蜡梅群落呈现发展演替的不同状态,从而对夏蜡梅种群产生了显著影响。从群落类型来看,较为稳定的种群为大明山、西坑、白水坞、捣臼孔种群,种群结构为增长型或稳定型,群落处于乔木或顶级乔木阶段,原生植被保存较好,生境相对稳定,各物种在长期竞争中趋于稳定;直源种群为严重衰退的种群,群落经历了从灌丛阶段向灌乔阶段演化,原来同层次的常绿乔木逐渐形成密集的乔木层,郁闭度高,造成夏蜡梅生长不良甚至死亡,幼苗缺少或数量少,更新困难,此区域的夏蜡梅呈逐渐退化消亡趋势;而溪古坪、龙塘山种群所处群落正是属于这种群落演替的早期阶段,处于衰退过程中种群,不加人工干预也会逐渐退化;而双石边、经过坪等种群虽目前数量多,分布集中,更新良好,但变数最大,一旦人工干扰加剧或消除,则种群结构将快速发生变化,走向消亡的几率极大。该研究结果可为夏蜡梅保护提供科学依据。

关键词：群落演替夏蜡梅种群分布数量结构

芦苇秸秆厌氧联产氢气甲烷过程中细菌群落演替规律

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农业工程学报 2016年第4期32卷 199-204页

作者：贾璇任连海李鸣晓席北斗祝超伟赵由才北京工商大学环境科学与工程系北京100048 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

基于PCR-DGGE技术研究芦苇秸秆氢气-甲烷厌氧联产过程中,细菌微生物群落结构特征和演替规律。结果表明,厌氧联产过程中细菌群落结构分布存在明显的阶段性差异。产氢阶段初期,细菌群落相似性较小,随着厌氧联产的进行,细菌种类逐渐增多并... 详细信息

基于PCR-DGGE技术研究芦苇秸秆氢气-甲烷厌氧联产过程中,细菌微生物群落结构特征和演替规律。结果表明,厌氧联产过程中细菌群落结构分布存在明显的阶段性差异。产氢阶段初期,细菌群落相似性较小,随着厌氧联产的进行,细菌种类逐渐增多并在产氢高峰期保持稳定,群落相似性较高,戴斯系数(Cs)为83.6%(第12、24小时,泳道H3和H4)。产甲烷高峰期Cs值达到87.4%(第210、258小时,泳道M6,M7),群落结构稳定,产甲烷末期Cs值降低至51.5%(第210、432小时,泳道M6,M9)。序列分析表明,Enterobacter aerogenes产气肠杆菌是具有高效产氢潜力的兼性厌氧细菌,Sedimentibacter产氢产乙酸菌是产氢阶段的优势微生物。Clostridium thermocellum嗜热纤维素菌是厌氧联产过程的优势微生物,具有降解纤维素功能,对芦苇秸秆的能源化利用起到重要作用。

关键词：秸秆细菌氢气甲烷芦苇群落演替

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“群落演替”复习中的动态思维训练

生物学教学 2022年第3期47卷 36-38页

作者：陈蕾浙江省柯桥中学绍兴312000

本文以“群落演替”一节复习课为例,借助“演替”这一真实的情境,设计一系列关于情境变化的问题,引导学生依据不断变化的条件,来改变自己的思维程序和方向,运用“动态思维”对演替中多项生态学参数的变化展开探讨,实现动态思维的发展。

关键词：动态思维群落演替情境变化复习教学

滇中磨盘山不同演替阶段林分结构及物种多样性研究

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西北林学院学报 2024年第3期39卷 67-76页

作者：欧阳田甜赵洋毅涂晓云和娴越王帅兵段旭西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 国家林业和草原局云南玉溪森林生态系统国家定位观测研究站云南昆明650224 玉溪师范学院化学生物与环境学院云南玉溪653100

为探明中亚热带不同演替阶段林分结构特征及其与物种多样性的关系,以滇中磨盘山处于演替前期、中期和后期的针叶纯林、针阔混交林、常绿阔叶林3种典型林分为对象,量化研究不同演替阶段林分空间结构多个指标变化规律和物种多样性指数的差... 详细信息

为探明中亚热带不同演替阶段林分结构特征及其与物种多样性的关系,以滇中磨盘山处于演替前期、中期和后期的针叶纯林、针阔混交林、常绿阔叶林3种典型林分为对象,量化研究不同演替阶段林分空间结构多个指标变化规律和物种多样性指数的差异,并借助冗余分析探究二者间相互作用关系;再利用多元分布对林分空间结构参数进行全面描述和综合评价。结果表明,林分空间结构参数在不同演替阶段林分中差异显著,群落演替对树种混交度、林层差异度的影响最大,均在演替后期达到最大值,分别为0.703、0.511;综合比较多元分布结果发现,3种林分类型中,以常绿阔叶林空间结构相对最为合理;乔木层物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数均随着演替进展而上升,并在常绿阔叶林中各指数最高;树种隔离程度是影响乔木层物种多样性的主要驱动因子,其次是胸径结构及林分密度。研究结果可为该地区林分结构调整和森林可持续经营提供理论依据。

关键词：林分结构物种多样性多元分布群落演替磨盘山

高寒草原矿区生态修复过程中植物多样性及群落稳定性分析

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中国农业科技导报 2024年

作者：李诗文王博刘静胡晶华袁亚楠郑欣如内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古师范大学地理科学学院

为研究高寒草原矿区植被恢复过程中植物多样性及群落稳定性，探究矿区植物群落演替规律，以锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗白音华露天矿内的排土场生态修复区及相邻天然草原为研究对象，研究其植被恢复过程中植物群落特征、物种多样性及群落稳... 详细信息

为研究高寒草原矿区植被恢复过程中植物多样性及群落稳定性，探究矿区植物群落演替规律，以锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗白音华露天矿内的排土场生态修复区及相邻天然草原为研究对象，研究其植被恢复过程中植物群落特征、物种多样性及群落稳定性的动态变化。结果表明，天然草原的物种数目远高于排土场生态修复区，后者共发现32种植物，其中，灌木共5种，隶属3科4属，以豆科为主；草本植物共27种，隶属7科21属，以禾本科和豆科为主，且多年生草本占比由40.0%逐年增至62.5%。排土场生态修复区的建群种包括羊草（Leymus chinensis）、披碱草（Elymus dahuricus）、紫花苜蓿（Hippophae rhamnoides）和冰草（Agropyron cristatum），其中羊草的平均重要值达30.96%，其生态位具有明显优势。天然草原的Margalef丰富度指数、Shannon-weiner多样性指数、Pielou均匀度指数均显著高于排土场生态修复区。排土场修复区处于演替初期的不稳定状态，其中南排土场的稳定性较好；东排土场坡度过大、地表轻微退化，导致植物难以定植，各项α多样性指数均处于最低水平，稳定性最差。综上所述，应加强排土场生态修复区的管护，改善生境质量，提高群落稳定性，促进群落演替进程，从而提高植被恢复效果。

关键词：高寒地区矿区生态修复修复年限群落演替植物多样性

近七十年(1954–2021)长江中下游湖泊沉水植物群落多样性演变特征

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生物多样性 2024年第3期32卷 33-47页

作者：陈瑶琪郭晶晶蔡国俊葛依立廖宇董正符辉湖南农业大学环境与生态学院洞庭湖区农村生态系统健康湖南省重点实验室长沙410128 始兴中学广东韶关512599

沉水植物在维持浅水湖泊生态系统健康和稳定等方面起着重要作用,掌握其长期动态及驱动因子对湖泊生态系统恢复和富营养化治理具有重要的理论和现实意义。本研究以长江中下游17个湖泊为研究对象,分析了近70年(1954–2021)来沉水植物的α... 详细信息

沉水植物在维持浅水湖泊生态系统健康和稳定等方面起着重要作用,掌握其长期动态及驱动因子对湖泊生态系统恢复和富营养化治理具有重要的理论和现实意义。本研究以长江中下游17个湖泊为研究对象,分析了近70年(1954–2021)来沉水植物的α和β多样性格局及其变化情况,并基于Sørensen相异性指数将β多样性分解为周转(turnover)和嵌套(nestedness)两个组分,探讨了湖泊环境异质性变化与沉水植物群落多样性格局的联系。结果表明:(1)在湖泊尺度上,11个湖泊沉水植物的α多样性呈减小趋势;而大多数湖泊β_(temporal)多样性(同一湖泊不同年份之间的群落结构相异性)无显著变化,且其变异主要由不同物种间的嵌套成分驱动。(2)在流域尺度上,长江中下游湖泊沉水植物的α多样性在演化过程中呈先增大后减小的趋势,β_(spatial)多样性(同一时期不同湖泊之间的群落结构相异性)在演化过程中呈逐渐减小的趋势,而湖泊环境异质性呈逐渐增大的趋势。(3)环境异质性越高的湖泊,其α多样性越小,β多样性越大。这些变化可能是多种因素综合作用的结果,包括人类活动、水质污染、水文变化和气候变化等。本研究对于长江中下游湖泊生态系统管理和保护具有一定理论价值,为制定有效的保护策略和措施提供了科学依据。

关键词：沉水植物湖泊 α多样性 β多样性群落演替环境异质性

近七十年(1954–2021)来长江中下游湖泊沉水植物群落多样性演变特征

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生物多样性 2024年

作者：陈瑶琪郭晶晶蔡国俊葛依立廖宇董正符辉湖南农业大学环境与生态学院洞庭湖区农村生态系统健康湖南省重点实验室始兴中学

沉水植物在维持浅水湖泊生态系统健康和稳定等方面起着重要作用,掌握其长期动态及驱动因子对湖泊生态系统恢复和富营养化治理具有重要的理论和现实意义。本研究以长江中下游17个湖泊为研究对象,分析了近70年(1954–2021)来沉水植物的α和β多样性格局及其变化情况,并基于S?rensen相异性指数将β多样性分解为周转(turnover)和嵌套(nestedness)两个组分,探讨了湖泊环境异质性变化与沉水植物群落多样性格局的联系。结果表明:(1)在湖泊尺度上, 11个湖泊沉水植物的α多样性呈减小趋势;而大多数湖泊βtemporal多样性(同一湖泊不同年份之间的群落结构相异性)无显著变化,且其变异主要由不同物种间的嵌套成分驱动。(2)在流域尺度上,长江中下游湖泊沉水植物的α多样性在演化过程中呈先增大后减小的趋势,βspatial多样性(同一时期不同湖泊之间的群落结构相异性)在演化过程中呈逐渐减小的趋势,而湖泊环境异质性呈逐渐增大的趋势。(3)环境异质性越高的湖泊,其α多样性越小, β多样性越大。这些变化可能是多种因素综合作用的结果,包括人类活动、水质污染、水文变化和气候变化等。本研究对于长江中下游湖泊生态系统管理和保护具有一定理论价值,为制定有效的保护策略和措施提供了科学依据。

关键词：沉水植物湖泊 α多样性 β多样性群落演替环境异质性