Comprehending invasive alien species' potential habitat area and spread trend are of great importance for effective prevention and control strategy and prevention of spread. However, previous studies have mainly been based on large regional scales (national or global level). Research on the smaller regional scale of ecologically fragile karst makes the prevention and control measures more feasible and targeted, it is of great significance to protect mountainous region species diversity and maintain national nature reserves. In this study, based on the distribution point data of Solidago canadensis in Guizhou Province and environmental factors, Pearson correlation analysis and contribution rate analysis of environmental factors were carried out by SPSS and knife cutting method, and current and future potential distribution vector maps were obtained by MaxEnt model, and then imported into ArcGIS for reclassification and visualization. The results show that, (1) the main drivers of S canadensis distribution were precipitation changes and human activities, the total contribution rate more than 70%; (2) S canadensis occurrence probability initially increased, and then decreased with increased precipitation variables, and increased rapidly initially, then gradually with increasing human footprint; (3) under current climate conditions, S canadensis suitable area is 8.13 x 104 km2, with the highly suitable area concentrated in Guiyang, east of Bijie, Zunyi, Anshun and Qiannan. Under climate conditions of the 2050s, the suitable area drops slightly to 8.00 x 104 km2, mainly in the west and north of Zunyi, Anshun and other areas reduced. Under climate conditions of the 2070s, the suitable area expands to 8.31 x 104 km2, it expands in the adjacent areas of Anshun, Qiannan and Qianxinan and the junction of Zunyi, Tongren, Qiannan and Qiandongnan. And move toward the south within the study area; (4) finally, using the spatial optimization software ZONATION, according to the landscape loss proportion curve, the key monitoring area of 79,857 km2 was obtained, including a primary monitoring area mainly distributed in Guiyang, east of Bijie, northeast of Anshun and northwest of Qiannan, a secondary monitoring area mainly outside the primary monitoring area, and a third-level monitoring area widely distributed in Zunyi, Tongren, Qiannan, west of Qiandongnan and Anshun and east of Bijie. Linking our results with this specie's invasive power, we thus recommended to increase the prevention and control sites in the first-level monitoring area, and continue to pay attention to the risk of the southward spread of this species.
为初步了解和评估空心莲子草入侵对植物群落结构的影响及存在的风险,并为外来入侵物种防治及生态系统保护提供科学支撑依据,在贵州省设置 6 个调查点,以空间代替时间,运用数理统计及生态学方法研究入侵群落与对照群落物种组成差异,同时对调查点进行入侵风险评估.结果表明,在空心莲子草入侵地共调查到植物 157 种 138 属 68 科,主要伴生种为车前(Plantago asiatica)、车轴草(Galium odoratum)、地毯草(Axonopus compressus)等;入侵样地物种多样性指数总体小于对照样地,不同调查点间多样性指数存在差异;空心莲子草入侵点风险评估结果显示均为中风险,具有扩散蔓延的趋势,应加强监管,防止其扩散.空心莲子草入侵降低了植物群落物种多样性,存在继续扩散的风险.
为探究猕猴桃苗不同生长期与根际土壤真菌群落结构、多样性及土壤养分之间的相互关系,利用Illumina MiSeq高通量测序研究猕猴桃苗3个不同生长阶段(生长前期、速生期、生长后期)根际微生物群落结构组成及其多样性,运用CANOCO和R语言软件对土壤真菌群落与土壤环境因子间关系进行RDA和相关性分析.结果表明:猕猴桃苗不同生长期土壤性质均存在显著差异,随着猕猴桃苗根系不断生长,土壤pH、速效氮、有效磷出现先升高后降低趋势,速效钾则出现先降低后升高;高通量测序共得到1 776个真菌OTUs,分属于10门22纲151科157属;方差分析表明各生长时期多样性指数(Shannon)差异显著;序列分析发现,子囊菌门(Ascomycota,丰度72.69%)、被孢霉门(Mortierellomycota,18.80%)、罗兹菌门(Rozellomycota,6.68%)、担子菌门(Basidiomycota,4.28%)和球囊菌门(Glomeromycota,1.45%)是猕猴桃苗不同生长期的优势菌门(丰度大于1%的视为优势菌门);对不同生长时期优势菌门所占比例进行分析,发现子囊菌门出现先升高后降低,被孢霉门、罗兹菌门和担子菌门则出现先降低后升高,球囊菌门相对丰度随着猕猴桃根系生长逐渐升高;RDA分析结果显示,有效磷和pH与子囊菌门显著正相关,速效钾与子囊菌门显著负相关,有机碳与壶菌门(Chytridiomycota)显著负相关.综上,猕猴桃苗在不同生长时期根际土壤真菌群落结构不同,速生期根际真菌种群最丰富,生长后期最少;子囊菌门、被孢霉门、罗兹菌门和担子菌门始终是猕猴桃苗生长期根际优势菌群;根际真菌群落组成和土壤养分变化受猕猴桃苗不同生长时期的影响,其中土壤有效磷和速效钾是影响子囊菌门群落组成的重要因子.
为揭示马缨杜鹃花叶凋落物对百里杜鹃保护区生态水文功能的影响,采用凋落物分解袋法及室内浸泡法对马缨杜鹃花、叶凋落物分解过程中的持水性能进行研究。结果表明:(1)马缨杜鹃花叶混合凋落物的累积分解率随分解时间及花比例的增加而增加,各花叶混合凋落物累积分解率在纯花及纯叶凋落物之间变化。(2)马缨杜鹃花叶混合凋落物的持水率与浸水时间呈对数函数关系(R=aln t+b,R~2>0.80),浸水初期2 h内迅速增加,2~8 h时缓慢增加,8 h后趋于平缓并逐渐达到饱和;而凋落物的持水速率均随着浸泡时间的增加而下降,持水速率与浸泡时间呈幂函数关系(V=kt n ,R~2>0.99),持水速率在浸水初期4 h最大,后逐渐趋于一致;(3)马缨杜鹃花叶混合凋落物最大持水率随着分解时间及花比例的增加逐渐升高,但不同花叶比例凋落物持水率的差异逐渐减小;(4)马缨杜鹃花叶凋落物最大持水量受分解率和最大持水率的共同调控,在分解0~360天时随花比例增加而增加,分解450天后花叶比例不再影响马缨杜鹃林下凋落物层的最大持水量。整体来看,马缨杜鹃花凋落物对叶凋落物分解及花叶凋落物持水功能有很大的影响,对花凋落物进行回收利用不宜超过现存量的50%。
百里杜鹃是全球同纬度范围内中低海拔区已知面积最大的天然杜鹃林.为了解其主要植物群落的物种多样性和群落稳定性,选取景区内的马缨杜鹃林(Form.Rhododendron delavayi)、露珠杜鹃林(Form.Rhododendron ir-roratum)、杜鹃混交林(马缨杜鹃+露珠杜鹃林)(Form.Rhododendron delavayi+Rhododendron irroratum)和杂木林(茅栗+白栎林)((Form.Castanea seguinii+Quercus fabri))等4种主要群落,采用α多样性指数、M.Godron方法分别测定其物种多样性和稳定性.结果表明:1)4种群落物种丰富度从高到低依次为杂木林(茅栗+白栎林)>杜鹃混交林(马缨杜鹃+露珠杜鹃林)>马缨杜鹃林>露珠杜鹃林;2)Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数在不同群落的乔、灌、草3个层次变化规律不一致,多样性指数均以露珠杜鹃林最低;3)4种群落仅马缨杜鹃林呈稳定状态,以杂木林(茅栗+白栎林)群落最不稳定.各群落不同层次中,最不稳的为露珠杜鹃林的草本层.
[目的]百里杜鹃是贵州毕节的重要旅游资源,其凋落物和林地枯落物层发挥着保护土壤、固碳、涵养水源等多种生态功能.杜鹃花有良好的药用价值,收集鲜花凋落物是实现其药用价值的主要途径.本研究以贵州毕节百里杜鹃林区优势树种马缨杜鹃为例,量化不同花叶比例凋落物混合的非加和效应,建立凋落物分解模型并模拟凋落物分解动态,以期为确定花凋落物合理收集强度提供理论依据.[方法]在固定样地布设不同花叶比例的混合凋落物分解网袋420个,即花干质量比例分别为0(纯叶)、10%、20%、30%、40%、50%、100%(纯花)7个处理,每个处理60个重复,在1年内每2个月测1次样品质量损失率;然后,基于Olson方程,构建凋落物分解残留率随花比例及分解时间变化的模型.[结果]马缨杜鹃的花叶混和凋落物的分解残留率随分解时间及花比例增加而降低,分解1年后的残留率在花比例为0、10%、20%、30%、40%、50%和100%时分别为63.1%、58.7%、60.2%、56.8%、56.2%、55.5%和55.2%;凋落物的阶段分解率在0~61天内最大(0.054 g·d-1),在62·183天内迅速降至0.017 g·d-1,在184~306天内回升至0.024 g·d-1,在307~365天内大幅降至0.005 g·d-1;存在混合凋落物的非加和效应且表现为促进分解作用,在花比例10%、20%、30%、40%和50%的处理中,非加和效应最大值分别为分解365天后的7.8%、365天后的4.7%、330天后的6.9%、310天后的6.8%和270天后的6.6%;建立了考虑凋落物混合的非加和效应的凋落物分解残留率模型,拟合精度高达0.987;模拟分析表明,花比例80%时的凋落物累积分解率最高,1年后可达48%;当花比例为接近自然比例的20%和人为降低的15%、10%、5%和0时,分解1年后的模拟残留率分别为60.0%、61.3%、62.8%、64.4%和66.1%;野外实测分解1年后,花比例10%处理的残留率平均值为58.7%,花比例20%(接近自然比例)处理的残留率平均值为60.2%,二者无显著差异,但都显著低于纯叶处理的残留率(63.1%),即在收集利用花凋落物时,只要剩余凋落物中的花比例不低于10%,就可使凋落物分解率基本维持在自然水平.[结论]马缨杜鹃的花叶混合凋落物分解率随花比例增大而加快;建立考虑非加和效应的分解模型能准确预测分解过程;花凋落物药用开发的收集利用强度不应超过自然花凋落量的一半,以维持凋落物的自然分解速率及枯落物层的结构与功能.
为合理确定马缨杜鹃落花资源的利用强度,于2016年3月在贵州百里杜鹃自然保护区,采用分解袋法对百里杜鹃林区马缨杜鹃花、叶凋落物(不同的花、叶比例)及其分解速率等进行1a的观察监测.结果表明:1a中,百里杜鹃林区马缨杜鹃花、叶凋落物量最大为4—5月,2个月的花、叶凋落量占全年花叶凋落量的89.7%,花凋落物占总凋落物的19.27%;花、叶凋落物混合后的分解速率介于纯花与纯叶之间,自然状态下马缨杜鹃花的比例为10%[12]左右,分解作用较强;元素含量总体表现为C缓慢下降,N先升后降,最终上升,P缓慢下降,K下降后趋于平稳,Ca先上升后下降,最终为升高,Mg缓慢降低;花、叶凋落物在分解过程中有释放也有积累,不同处理中C、P、K、Mg元素释放率为正值,表现为释放,N和Ca元素在不同比例花、叶凋落物中有释放也有积累;C、P、K、Mg元素释放率与分解时间呈显著正相关,N和Ca元素释放率与分解时间不相关.综合结果表明,花10%+叶90%的凋落物元素释放最稳定,分解速率最强,花可取用程度最大为10%.
[目的]探究百里杜鹃景区马缨杜鹃林下凋落物覆盖对土壤蒸发的影响,为其林下水源涵养功能的发挥提供科学依据.[方法]根据土壤蒸发理论,采用自制微型蒸渗装置进行模拟试验,参照百里杜鹃林下凋落物现存状况,研究不同质量相同比例及相同质量不同比例的凋落物覆盖对土壤蒸发抑制的影响.[结果]不同分解程度凋落覆盖比例相同质量不同时,土壤水分蒸发量随凋落物的质量增大而减小;土壤水分蒸发量随着土壤含水率的下降呈递减关系,当含水率每下降0.5%时,60,30和15 g凋落物覆盖的土壤水分蒸发量分别依次减少了0.11,0.49和1.23g.凋落物覆盖质量相同时,不同分解程度的凋落物对土壤水分蒸发抑制作用不同,表现为:未分解>半分解>已分解.[结论]凋落物覆盖量越多,对土壤蒸发的抑制作用越大;凋落物分解程度越低,对土壤蒸发的抑制作用越好.
为揭示贵州百里杜鹃自然保护区人工抚育及旅游管理对杜鹃林水土保持功能的影响,选择轻度、中度、重度干扰强度的杜鹃林枯落物层作为研究对象,采用室内浸泡法对不同干扰强度的杜鹃林枯落物层水文功能进行研究。结果表明:(1)杜鹃林枯落物储量随干扰强度增加呈降低趋势,随分解程度增加呈极显著升高趋势;自然含水率随干扰强度增加呈降低趋势,随分解程度增加总体呈升高趋势。(2)杜鹃林枯落物最大持水量随干扰强度增加呈降低趋势,随分解程度增加呈极显著升高趋势。枯落物最大拦蓄量、最大拦蓄率、有效拦蓄量及有效拦蓄率均随干扰强度增加呈升高趋势。(3)枯落物层持水量变化特征呈倒"J"形。持水量(Q)与浸水时间(t)呈显著正相关关系(P<0.05),其回归方程为Q=b+aln t。枯落物浸水0~4h内持水量逐渐增加,4~48h持水量增加趋势大幅减缓,并逐渐趋于饱和。(4)枯落物层吸水速率呈"急剧降低—迅速降低—缓慢降低—趋于稳定"的变化特征。吸水速率(v)与浸水时间(t)均呈极显著负相关关系(P<0.01),其回归方程为v=at-b。枯落物在1h内发挥其水文功能的能力最强,对短时段内的降雨截流调蓄功能最大。