研究土壤养分生态化学计量特征有助于判断土壤质量和认识养分之间的耦合关系.在湿地系统,关于候鸟活动对湿地土壤养分及其化学计量关系的影响仍缺乏了解.本研究选择典型候鸟栖息分布区域——鄱阳湖东湖苔草洲滩,基于候鸟大集群性特征和前期调查,将候鸟集群中心区域、边缘区域和临近天然草滩作为重度、轻度和无候鸟活动(对照)区,分析不同候鸟活动强度下0～100 cm剖面土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及其化学计量比.结果表明:候鸟活动仅对0～30cm 土壤养分含量影响显著,候鸟轻度活动显著增加了 0～30cm 土层的SOC和TN,候鸟轻度和重度活动均显著增加了 0～30cm 土层的TP;无、轻度和重度候鸟活动下0～100 cm剖面土壤C/N分别为10.0、10.8和9.9,C/P分别为23.5、30.0和22.7,N/P分别为2.3、2.7和2.3,仅0～30 cm 土层的C/N、C/P和N/P在轻度候鸟活动下显著增加,而所有土层化学计量比在重度候鸟活动下均无显著变化.土壤化学计量比与土壤理化性质具有显著的相关性,SOC、TN和TP等是候鸟活动下影响鄱阳湖湿地土壤碳氮磷化学计量比的主要因子.综上,候鸟活动对鄱阳湖湿地土壤碳氮磷化学计量比的影响存在深度阈值(约30 cm),且这些影响多符合"适度干扰假说",研究结果为湿地与候鸟的保护提供了新的视角.

土壤养分含量降低是我国草原退化的主要原因之一,养分添加是退化草原恢复的有效措施,但过量养分添加会导致物种多样性降低.为了探讨适宜的养分添加量以及养分添加促进退化草原恢复的机制,本研究选择内蒙古典型草原的退化群落,通过氮(N)磷(P)养分共同添加梯度试验,研究了退化典型草原在群落、功能群和物种3 个组织水平上对养分添加的响应.结果表明:在群落水平,养分添加显著促进了退化典型草原生物量,但没有降低物种多样性;群落生物量随养分添加水平表现为饱和曲线响应,在 12.0 g N·m-2、3.8 g P·m-2水平趋于饱和;物种多样性在低养分添加水平(N＜9.6 g·m-2、P＜3.0 g·m-2)较对照显著增加,在其余养分添加水平未发生显著变化.在功能群水平,随着养分添加量的增加,多年生根茎禾草在群落中优势度增加,生物量和密度均显著提高;一年生植物生物量和密度在高养分水平添加下显著增加,多年生丛生禾草和杂类草无显著变化.在物种水平,6 个物种对养分添加响应不同,羊草通过增加种群密度和个体大小显著增加了种群生物量;大针茅、冰草和糙隐子草种群生物量没有显著变化;星毛委陵菜和黄囊苔草分别因为降低个体大小和种群密度减少了种群生物量.养分添加作为草原恢复的措施,可以显著增加退化草原生物量和物种多样性,降低植物群落中退化指示种,增加多年生根茎禾草.

水鸟是湿地生境质量的重要指示性动物类群,可敏感地反映湿地环境变化.浅水通江湖泊消落带具有复杂多样的生境和丰富的食物资源,是水鸟特别是越冬水鸟的重要聚集区,其食物资源的丰富度和可获得性受水文节律影响.在极端洪水作用下,消落带生境变化对越冬水鸟群落结构及其多样性的影响是一个值得关注的水鸟及湿地生态学问题.选择了具有典型消落带生境的升金湖作为研究区域,对2019年(正常水位)和2020年(异常水位)两个越冬季水鸟的数量、种类进行调查统计,分析了消落带的生境变化情况对越冬水鸟群落结构的影响.2019年越冬期,记录到水鸟(50984.20±9595.71)只(n=5),隶属7目13科51种;2020年越冬期,记录到水鸟(27923.00±13808.47)只(n=5),隶属7目12科53种.整个越冬季消落带的水鸟种类略增但数量减少,2019年游禽中的优势种为豆雁,2020年游禽中的优势种增加为豆雁和斑嘴鸭,但涉禽中的优势种由白琵鹭、反嘴鹬、凤头麦鸡转变为苍鹭、大白鹭和反嘴鹬.洪水导致的草滩-水域混合区生境面积减小使湿生植物退化,可能是导致以豆雁为主的食苔草水鸟数量大幅度减少的重要原因;因湖水延迟消退,裸露的泥滩面积大幅度下降,可能致使食底栖动物水鸟数量减少;湖泊水位上升和消落带水域面积的增加,加大了食鱼水鸟的捕食难度,导致数量锐减;提供植物种子的生境缺少,使觅食种子的斑嘴鸭和绿翅鸭数量明显下降;沉水植物的适宜生境面积下降直接影响到食地下茎的水鸟分布,并致其数量减少.研究结果有利于理解升金湖消落带生态系统的健康状况,为越冬水鸟的保护和湿地的管理提供基础资料.

对广东省河源市紫金县白溪自然保护区紫纹兜兰(Paphiopedilum purpuratum(Lindl.)Stein)所在的2个群落进行了样方调查,分析了其生境、物种组成、群落区系特点及群落结构特征.结果显示,调查样地内共有维管束植物47科79属94种.属的区系成分中泛热带和热带亚洲成分占主要地位,占非世界分布总属数的84.3％,具有热带向亚热带过渡的性质.群落1中扇叶铁线蕨(Adiantum flabellulatum Linn.)和中华苔草(Carex chinensis Retz.)为优势种,紫纹兜兰仅为伴生种,群落2中紫纹兜兰为优势种.两群落均以小高位芽植物为主,但缺乏大高位芽植物、地面芽植物及一年生草本,而藤本植物的丰富则进一步加大了林下的郁闭度.综合生境因素比较两个群落表明,紫纹兜兰对环境具有极强的依赖性,对坡度坡向及环境湿度有一定的要求,对伴生植物并无明显的选择性.建议加强对紫纹兜兰的就地保护,同时加大对其栽培繁殖技术的研究.

苔草沼泽在北半球高纬度地区广泛分布,草丘微地貌是苔草泥炭沼泽普遍存在的外貌特征,草丘和丘间环境差异可能会引起枯落物分解的异质性.为此,选择长白山区敦化东明林场典型臌囊苔草(Carex schmidtii)沼泽为研究对象,采用分解袋法对臌囊苔草枯落物在草丘及丘间位置的分解差异及其影响因素进行研究.结果表明:草丘和丘间枯落物干重损失具有相似的变化趋势,但丘间枯落物总干重损失(40.20％±4.22％)和分解速率(0.0021±0.0001) d-1均高于草丘枯落物总干重损失(21.70％±2.25％)和分解速率(0.0012±0.0001) d-1,且丘间枯落物分解速率具有较大的波动性;草丘和丘间粗孔分解袋枯落物干重损失分别比对应位置的细孔分解袋枯落物干重损失高(1.81％±0.32％)和(2.91％±0.30％),在草丘和丘间枯落物分解速率上,微生物贡献分别是土壤动物贡献的6.37倍和5.65倍,而丘间土壤动物和微生物对枯落物分解速率的贡献分别是草丘的1.79倍和1.59倍.相关分析显示,草丘丘间枯落物干重损失与相应位置积温呈显著正相关(P＜0.05),而枯落物干重损失与草丘水位呈显著负相关(P＜0.05),与丘间水位呈显著正相关(P＜0.05).本研究表明,在草丘微地貌格局下,不同的水热组合影响土壤动物和土壤微生物分布及群落组成,从而对枯落物分解产生影响,而其丘间不稳定的水分环境则是影响苔草泥炭沼泽枯落物分解的关键环境因子.

苔草草丘作为一种典型的湿地植被景观,其生理生态特征受到水文情势变化的影响.本文以臌囊苔草(Carex schmidtii)为研究对象,通过室内模拟实验,研究了不同生长期干湿交替对臌囊苔草株高、茎粗、叶宽和生物量等生态特征的影响,并对苔草的叶绿素含量进行了分析.结果表明:生长初期,30天干湿交替(A1)条件下臌囊苔草生长旺盛,株高、茎粗和叶宽明显高于其他处理;生长后期,苔草生长对不同季节处理的响应显著,5月处理组(A组)苔草的茎粗和叶宽更具优势;臌囊苔草的生物量和叶绿素含量主要受不同生长期处理的影响,而干鲜比随干湿交替处理变化明显.因此,在臌囊苔草生长初期,保持较长周期的干湿交替有利于促进臌囊苔草的生长和叶绿素含量的提高,而生长后期适宜的补水和缩短干湿交替周期可以有效增强臌囊苔草物质积累的能力,增加生物量.研究结果为臌囊苔草草丘湿地的恢复与保护提供了科学依据.

三峡消落带是一条特殊的水一陆交错带,其生境的特殊性及对整个三峡库区的影响逐渐成为地学、环境科学、生态学等学科的研究热点.植被是消落带各项生态功能的载体.然而,三峡水库的运行使消落带原有植被遭到破坏.通过对澎溪河消落带植物群落及其生境的实地调查,采用双向指示种法(TWINSPAN)划分植物群落类型,并结合方差分解和CCA排序法研究4类生境影响因素组14个生境影响因子与植物群落空间分布的关系,探讨生境对消落带植物群落组成、结构及多样性的影响.结果表明:(1)消落带植物群落包括5种类型:狗牙根+雀稗群落、狗尾草+狗牙根群落、黄荆群落、白茅+鬼针草群落、苔草群落;(2) CCA排序中,第1排序轴对消落带植被空间变化的累计解释量为6.83％,占生境条件总解释量的44.73％,能很好地解释消落带植物群落与生境的相互关系,植物群落类型沿排序轴呈梯度分布;(3)土壤是影响消落带植被空间分布格局的主要影响因素组,各影响因素组间交互作用明显.淹水时间、海拔、土壤含水量是植物群落空间分布的主要影响因子,解释量分别为5.3％、3.0％、2.9％;(4)4类影响因素组共解释消落带植物群落空间格局变化的14.6％,未解释部分所占比例较大,可能是由于消落带内生境条件复杂,影响其群落组成及空间分布的潜在因素较多,如各种土地利用政策、人类活动干扰及景观组成等因素也可能对消落带植物群落构成有影响.研究消落带植物空间分布及其与生境的关系,以期为科学认识消落带、保护水库环境提供依据.

螺类作为湿地的重要生物类群,对环境变化响应敏感,这使得螺类成为潜在的环境指示物种.为了研究中国东北沼泽湿地不同类型湿地螺类群落结构的差异以及螺类作为不同类型湿地指示物种的可能,在2014年9月和2015年5月对小叶章沼泽化草甸湿地、臌囊苔草湿地、毛苔草湿地、漂筏苔草湿地共17个采样点进行螺类样品采集.共采集到了螺类8科13属17种4452个.研究表明,螺类以扁卷螺科Planorbidae、椎实螺科Lymnaeidae、膀胱螺科Physidae为主;4种不同类型湿地螺的种类组成不同,这些螺类的种类组成与不同类型湿地的水深、植物类型组成等湿地特征是相对应.螺类的生物多样性指数(Shannon-Wiener指数和Marglef指数)在不同类型湿地之间也存在一定差异,筛选了指示螺类6种,无褶螺是小叶章沼泽化草甸的指示物种,小土蜗、半球多脉扁螺和虹蛹螺是臌囊苔草湿地的指示物种,琥珀螺是毛苔草湿地的指示物种,平盘螺是漂筏苔草湿地的指示物种,这表明了螺类是沼泽湿地类型的重要指示生物.也为螺类生物多样性资源的保护、恢复和生态评价提供科学依据和资料积累.

以采自泰山的白颖苔草、披针叶苔草、青绿苔草和低矮苔草为材料,观察越冬期间田间适应性并测定低温胁迫下抗寒相关的生理指标,计算半致死温度(LT50),利用模糊隶属函数法对耐寒性进行综合评价.结果表明:4种野生苔草属植物均能安全越冬,且翌春恢复生长良好,年绿期达到260～310 d,越冬期间枯叶率为12％ ～ 95％;LT50为-18.65--11.74℃.随着低温胁迫的加剧,4种苔草的丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白含量总体呈先上升后下降的趋势,可溶性糖含量呈上升趋势.除披针叶苔草表现为整体呈下降趋势外,其他3种苔草的超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先上升后下降的趋势.耐寒性相对较弱的白颖苔草较早地积累MDA、Pro和可溶性糖.可溶性蛋白含量在低温处理后期达到最大值,且苔草的耐寒性越强其峰值越小.在低温处理初期披针叶苔草SOD活性显著高于其他3种苔草.4种苔草属植物的耐寒性强弱为:披针叶苔草＞青绿苔草＞低矮苔草＞白颖苔草.

淡水湖泊湿地中,水文条件是影响湿地植物分布和生长发育的关键因素,研究特定湿地植物种群与水文变化之间关系,对于认识湿地植被格局形成及进行湿地生态调控与恢复具有重要意义.选取鄱阳湖湿地洲滩优势植物——灰化苔草(Carexcinerascens)种群作为研究对象,基于野外实地观测数据,研究不同高程带灰化苔草春草种群生产力特征及其对水文变化的响应.结果表明:春草生长季内各高程带灰化苔草种群变化规律基本一致,但其生长发育过程对水文条件产生差异性反应,长期连续水淹和半水淹条件抑制灰化苔草的生长,而间歇性半水淹和未水淹条件则促进灰化苔草伸长生长和生物量积累;生长初期灰化苔草通过储水策略应对水分缺乏形成的干旱胁迫,而生长末期则通过增加干物质含量来应对淹水胁迫;灰化苔草定植与生长发育需要一定的水文条件,淹没期平均水深3.70-2.78 m、淹没频率42.08％-43.17％、平均距湖水面高度-0.23-0.77 m的水文环境更有利于灰化苔草的生长发育.研究结果可为未来鄱阳湖湿地植被保护和湖泊水位调控提供重要参考依据.