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青海云杉不同演替阶段林下草本多样性特征及其环境解释

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生态学报 2023年第24期43卷 10285-10294页

作者：邹星晨王欣苗左亚凡张泽鑫贺康宁北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京市水土保持工程技术研究中心北京100083 水利部综合事业局北京100053

林下草本的演变与森林演替密切关联,为了解祁连山地区青海云杉林在不同演替阶段下的草本多样性特征及影响因素,本研究采用空间代替时间的方法,以阔叶纯林(Ⅰ)→阔叶混交林(Ⅱ)→针阔混交林(Ⅲ)→云杉纯林(Ⅳ)构成的演替序列为研究对象,... 详细信息

林下草本的演变与森林演替密切关联,为了解祁连山地区青海云杉林在不同演替阶段下的草本多样性特征及影响因素,本研究采用空间代替时间的方法,以阔叶纯林(Ⅰ)→阔叶混交林(Ⅱ)→针阔混交林(Ⅲ)→云杉纯林(Ⅳ)构成的演替序列为研究对象,计算分析不同演替阶段的草本多样性指标差异,探究生物因素和非生物因素对草本多样性的影响,旨在为青海云杉林林分结构优化与功能提升提供理论依据。结果表明:(1)不同演替阶段下,共发现草本31科64属81种,其中阔叶纯林(Ⅰ)草本植物共21科33属42种,阔叶混交林(Ⅱ)共22科40属50种,针阔混交林(Ⅲ)共22科42属51种,青海云杉纯林(Ⅳ)共15科21属23种。(2)随着演替的进行,物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon⁃Wiener指数、Pielou指数均呈现先增大后减少的趋势,草本多样性指标均在针阔混交林(Ⅲ)阶段最大,在青海云杉纯林(Ⅳ)阶段最低。(3)生物因子中:LAI是影响草本多样性的主导因子,林分密度、胸径、树高和叶面积指数与草本多样性负相关。(4)非生物因子中,土壤有机质和速效钾是主导因子,土壤水分、速效磷、碱解氮与多样性指标正相关。综上,研究认为:针阔混交林(Ⅲ)林下草本植物最丰富,LAI、速效钾和土壤有机碳是影响草本多样性的最主要因素,在对林下草本多样性地下的青海云杉纯林进行改造时,可以适当的调整林分密度和补植桦树以营造针阔混交林。

关键词：演替草本多样性青海云杉相关性分析冗余分析

青海云杉林凋落物分解早期微生物生物量时空动态变化

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生态学报 2023年第1期43卷 48-59页

作者：顾继雄周碧莲韩昊赵传燕兰州大学草地农业科技学院兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室兰州730020 中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心西宁810000

凋落物分解过程中的微生物生物量动态对于深入了解森林生态系统凋落物分解机理具有重要意义。为了解高寒山地森林典型树种凋落物分解过程中的微生物生物量动态特征,采用凋落物袋野外原位分解法,研究了海拔2850 m、2950 m、3050 m、3150 ... 详细信息

凋落物分解过程中的微生物生物量动态对于深入了解森林生态系统凋落物分解机理具有重要意义。为了解高寒山地森林典型树种凋落物分解过程中的微生物生物量动态特征,采用凋落物袋野外原位分解法,研究了海拔2850 m、2950 m、3050 m、3150 m和3250 m树冠中心(CC)与树冠边缘(CE)青海云杉(Picea crassifolia)叶凋落物分解过程中凋落物和土壤中的微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)时空动态变化。时间尺度上,不同海拔CC与CE凋落物中的MBC、MBN和MBP在生长季节初期上升,生长季节后期下降;但土壤中的MBC、MBN和MBP却在生长季节初期下降,生长季节后期上升。然而,3050 m海拔CE和3250 m海拔土壤中的MBP含量呈“先下降-后上升-再下降”的倒“N”型变化格局。空间尺度上,凋落物中的MBC和MBN含量高于土壤中的,但MBP出现相反情况;CE处的MBC、MBN和MBP含量均显著(P<0.05)高于CC;总体而言,MBC、MBN和MBP含量以中海拔显著最高(P<0.05),其次为低海拔,高海拔显著最低(P<0.05)。这些结果为清晰地认识高寒山地森林凋落物分解过程及机理,以及进一步理解陆地生态系统结构和功能奠定了基础。

关键词：青海云杉凋落物分解微生物生物量时空尺度

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祁连山青海云杉低液流特征及其影响因素

应用生态学报 2022年第4期33卷 931-938页

作者：杜梦鸽王善举樊军葛红元西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 甘肃祁连山国家级自然保护区管理局甘肃张掖734000

植被蒸腾作为林区生态水文的重要组成部分,是分析林区水分循环及其植被健康生长的基础,对林区保护和科学管理至关重要。本研究于2017—2018年运用热扩散探针对祁连山青海云杉树干液流进行连续监测,探究祁连山青海云杉蒸腾耗水特征,并分... 详细信息

植被蒸腾作为林区生态水文的重要组成部分,是分析林区水分循环及其植被健康生长的基础,对林区保护和科学管理至关重要。本研究于2017—2018年运用热扩散探针对祁连山青海云杉树干液流进行连续监测,探究祁连山青海云杉蒸腾耗水特征,并分析影响云杉生长和蒸腾过程的主控因素。结果表明:青海云杉树干液流的瞬时变化在晴天呈单峰曲线,在阴天呈多峰或双峰型曲线,在雨天基本无明显规律。青海云杉液流密度与太阳辐射变化趋势一致,晴天液流启动较早,结束较晚,液流历时12~14 h。因该地区海拔较高(2700 m),空气温度较低,饱和水汽压差(VPD)较低,导致液流密度整体偏低,平均为(0.86±0.49) kg·d^(-1)。在小时尺度上,液流瞬时速率受太阳辐射和VPD的显著影响,而在日尺度下,0~40 cm土层土壤温度和土壤水分含量与液流密度显著相关。云杉液流密度随着太阳辐射、空气温度和VPD的降低而降低,在祁连山高海拔林区,较低的土壤和空气温度以及较低的VPD和太阳辐射是导致该地区青海云杉液流偏低的主要原因。

关键词：青海云杉土壤含水量饱和水汽压差土壤温度低液流密度

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青海云杉响应锈菌侵染转录组分析

干旱区资源与环境 2023年第11期37卷 140-149页

作者：李海兰白露超青海大学农牧学院西宁810016

为探究锈菌与青海云杉之间的互作机制,利用Illumina测序平台对青海云杉健康植株和发病植株进行转录组测序,以差异倍数(FC)≥2且错误发现率(FDR)<0.01为标准,共获得15408个差异表达基因,有10296个差异基因上调,5112个差异基因下调。GO注... 详细信息

为探究锈菌与青海云杉之间的互作机制,利用Illumina测序平台对青海云杉健康植株和发病植株进行转录组测序,以差异倍数(FC)≥2且错误发现率(FDR)青海云杉响应锈菌侵染的分子机制受多基因网络系统的调控。为验证RNA-seq数据的可靠性,对10个DEGs进行RT-qPCR表达量检测,验证结果为,RT-qPCR和RNA-seq测得的基因表达趋势基本一致。这有助于深入研究候选基因在青海云杉响应锈菌侵染中的作用,同时也为开展青海云杉抗病功能基因组学研究奠定基础。

关键词：青海云杉锈菌转录组互作

祁连山排露沟流域青海云杉种群种内竞争与促进作用分析

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植物生态学报 2022年第9期46卷 1027-1037页

作者：赵长兴赵维俊张兴林刘思敏牟文博刘金荣兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室兰州730020 兰州大学草地农业科技学院草地农业教育部工程研究中心甘肃省西部草业技术创新中心兰州730020 甘肃省祁连山水源涵养林研究院甘肃张掖734099 甘肃省生态环境科学设计研究院兰州730030 国家林业和草原局北京100714 兰州大学生态学院兰州730000

探索种群的空间分布格局及其相互作用有助于阐释种群结构构建过程和空间分布维持机制中的潜在驱动因素,进而为森林生态系统内不同种群的配置、经营与管理提供指导,也为当地生态环境保护和区域资源开发提供科学依据。该研究以青海云杉(Pi... 详细信息

探索种群的空间分布格局及其相互作用有助于阐释种群结构构建过程和空间分布维持机制中的潜在驱动因素,进而为森林生态系统内不同种群的配置、经营与管理提供指导,也为当地生态环境保护和区域资源开发提供科学依据。该研究以青海云杉(Piceacrassifolia)为研究对象,在祁连山排露沟流域设置3个面积为1hm^(2)的重复样地,对样地内所有胸径≥1cm的树木个体进行测量记录。采用成对相关函数(单变量成对相关函数g(r)和双变量成对相关函数g_(12)(r))和标记相关函数(标记相关函数K_(mm)(r)、标记变异函数γ_(m)(r)和Schlather’s I_(m)(r)函数)等点格局分析方法分析青海云杉种群的空间格局及种内相互作用。发现:(1)青海云杉种群径级分布连续,整体呈倒“J”形结构。(2)青海云杉整体及幼树、小树呈现出小尺度上的聚集分布,随空间尺度的增大逐渐趋于随机分布,中树在整个观察尺度内均为随机分布模式,大树则表现为小尺度上的均匀分布和大尺度上的随机分布。(3)青海云杉大树在小尺度范围内与其他径级个体均呈现出负关联,在中尺度上呈现出正关联,中树与小树、小树与幼树在小中尺度上表现为显著的正相关关系且随着空间尺度的增大逐渐转变为不相关。(4)青海云杉个体属性(胸径、树高、树冠面积)间在小中尺度上呈现出高度的相关性、强烈的抑制作用和显著的对称性竞争。

关键词：青海云杉空间格局种内相互作用竞争促进点格局分析

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祁连山北坡青海云杉的潜在分布

南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第2期46卷 221-226页

作者：涂振宇勾晓华邹松兵兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000

【目的】确定适宜环境下青海云杉的分布潜力,可以为区域生态恢复、生态潜力评估提供重要依据。【方法】基于祁连山国家自然保护区的物种分布数据及相关环境数据,利用生态位物种分布模型对青海云杉进行较高空间精度的潜在分布模拟,并对... 详细信息

【目的】确定适宜环境下青海云杉的分布潜力,可以为区域生态恢复、生态潜力评估提供重要依据。【方法】基于祁连山国家自然保护区的物种分布数据及相关环境数据,利用生态位物种分布模型对青海云杉进行较高空间精度的潜在分布模拟,并对影响其分布特征的关键因子进行分析。【结果】最大熵模型(MaxEnt)、生物气候模型(Bioclim)、域模型(Domain)、生态位因子分析模型(ENFA)的受试者工作特征曲线(ROC)的下面积值(AUC)分别为0.977、0.936、0.959、0.904,均有较高的诊断价值,结合物种实际分布与模型AUC值,MaxEnt模型模拟效果最佳。【结论】运用空间分析,归纳多种环境要素与青海云杉之间的定量关系,并通过标准差椭圆方法,界定祁连山国家自然保护区内青海云杉分布的环境要素边界,可为区域生态建设提供支撑,具有重要的科学与实践价值。

关键词：青海云杉潜在分布生态位最大熵模型祁连山

祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

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冰川冻土 2022年第1期44卷 14-23页

作者：杜苗苗张芬勾晓华刘兰娅夏敬清吴秀平兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000

气候变暖对森林生态系统产生了深刻影响,而树木生长对气候变化做出了不同的响应。本研究利用采自祁连山中、东部不同海拔梯度的青海云杉(Picea crassifolia)树轮样本,分别建立了中部和东部6个树轮宽度年表,分析了树木径向生长与各气候... 详细信息

气候变暖对森林生态系统产生了深刻影响,而树木生长对气候变化做出了不同的响应。本研究利用采自祁连山中、东部不同海拔梯度的青海云杉(Picea crassifolia)树轮样本,分别建立了中部和东部6个树轮宽度年表,分析了树木径向生长与各气候要素的关系以及随时间变化的稳定性。结果表明:祁连山中部青海云杉对降水和scPDSI较东部更为敏感。中部树轮宽度年表与当年5—7月的scPDSI极显著正相关(P青海云杉径向生长主要受当年5—7月土壤水分条件的限制;东部XYH区域则受前一年9月和当年5月的土壤水分的限制。20世纪80年代中东部温度显著升高(P青海云杉与温度、降水和scPDSI的相关关系逐渐趋向一致,未来气候的持续变暖或许将减小中东部树轮-气候关系的差异。

关键词：祁连山中东部青海云杉树轮宽度气候变暖响应差异

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青海云杉针叶内生真菌群落结构及多样性分析

分子植物育种 2022年第15期20卷 5198-5204页

作者：方泰军白露超青海大学农牧学院西宁810016

为了研究青海云杉针叶内生真菌群落结构多样性,寻找可能导致青海云杉针叶枯黄的原因,本研究采用高通量测序技术对两组健康及发病后的青海云杉针叶进行测序,并分析其内生真菌多样性和群落结构变化。结果显示4个样本共得到665个可以用于... 详细信息

为了研究青海云杉针叶内生真菌群落结构多样性,寻找可能导致青海云杉针叶枯黄的原因,本研究采用高通量测序技术对两组健康及发病后的青海云杉针叶进行测序,并分析其内生真菌多样性和群落结构变化。结果显示4个样本共得到665个可以用于物种分类的运算分类单位(operational taxonomic units,OTU),其中共有的OTU数为149个。健康组和发病组间真菌群落结构差异较大,同一组内不同样本之间的相似性较高;两组样本优势菌群也存在不同,在属分类水平上,健康组优势菌群为球腔菌属(Mycosphaerella)、枝孢属(Cladosporium)和葡萄孢属(Botrytis),发病组优势菌群为枝孢属(Cladosporium)、Sarcinomyces和Rachicladosporium;物种相关性分析发现球腔菌属(Mycosphaerella)和枝孢属(Cladosporium)间存在负相关;发病组样本中球腔菌属(Mycosphaerella)菌群占比大幅度降低,枝孢属(Cladosporium)菌群在针叶内优势生长成为了丰度最高的菌群,可能与云杉针叶枯黄相关。以上研究结果为青海云杉内生真菌群落结构多样性及叶枯病原菌鉴定提供了参考依据。

关键词：青海云杉高通量测序内生真菌多样性

祁连山排露沟流域青海云杉天然更新与土壤水热的关系

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生态学报 2023年第23期43卷 9891-9899页

作者：刘济萌刘贤德马瑞赵维俊敬文茂赵永宏甘肃农业大学林学院兰州730070 甘肃省祁连山水源涵养林研究院张掖734000 青海师范大学地理科学学院西宁810016

青海云杉是祁连山区森林生态系统的建群种,其天然更新对维持祁连山森林生态系统功能具有重要意义。以祁连山排露沟流域青海云杉林天然更新为研究对象,于2021年6—9月测定海拔2700—3300m的0—40cm土层土壤温度和水分数据,并于7月中旬对... 详细信息

青海云杉是祁连山区森林生态系统的建群种,其天然更新对维持祁连山森林生态系统功能具有重要意义。以祁连山排露沟流域青海云杉林天然更新为研究对象,于2021年6—9月测定海拔2700—3300m的0—40cm土层土壤温度和水分数据,并于7月中旬对样地天然更新进行每木检尺,将天然更新划分为幼苗(第一龄级)阶段和幼树(第二龄级)阶段,通过方差分析探究不同海拔更新苗胸径、株高的差异,再进一步建立回归模型拟合更新苗胸径、株高与各层土壤水热的关系,探讨更新苗胸径、株高对土壤水热的响应。结果表明:(1)更新苗胸径、株高随海拔升高而降低,海拔2700m幼苗胸径与3300m幼苗胸径存在显著性差异(P青海云杉天然更新随着龄级的增加,影响生长的主要因素由土壤温度逐渐变为土壤水分,更新苗胸径对土壤水热的响应也随着龄级的增加在逐渐减弱。

关键词：青海云杉天然更新土壤温度土壤水分