广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (1): 192-199.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2021090601

• 研究论文 • 上一篇    下一篇

桂林丘陵区不同坡位对灌木物种多样性和土壤因子的影响

卓文花1,2, 李丽香1,2, 盘远方1,2, 姜勇1,2*, 林红玲1,2, 何雁1,2, 方耀成1,2, 梁士楚1,2, 苏权1,2   

  1. 1.珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学), 广西 桂林 541006;
    2.广西师范大学生命科学学院, 广西 桂林 541006
  • 收稿日期:2021-09-06 修回日期:2021-11-12 出版日期:2023-01-25 发布日期:2023-03-07
  • 通讯作者: 姜勇(1981—),女,广西桂林人,广西师范大学副教授,博士。E-mail:yongjiang226@126.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31860124); 广西硕士研究生创新项目(YCSW2021104); 广西高校大学生创新创业计划(202110602249, 202110602067); 广西学位与研究生教育改革课题(JGY2021024)

Effects of Different Slope Positions on Shrub Species Diversity and Soil Factors in Guilin Hilly Area

ZHUO Wenhua1,2, LI Lixiang1,2, PAN Yuanfang1,2, JIANG Yong1,2*, LIN Hongling1,2, HE Yan1,2, FANG Yaocheng1,2, LIANG Shichu1,2 , SU Quan1,2   

  1. 1. Key Laboratory of Ecology of Rare and Endangered Species and Environment Protection (Guangxi Normal University), Ministry of Education, Guilin Guangxi 541006, China;
    2. College of Life Sciences, Guangxi Normal University, Guilin Guangxi 541006, China
  • Received:2021-09-06 Revised:2021-11-12 Online:2023-01-25 Published:2023-03-07

PDF (PC)

359

摘要： 本研究以桂林市蒋家坝丘陵不同坡位灌木为研究对象,基于物种多样性指数和随机森林统计模型深入分析灌木物种多样性及土壤因子随坡位的变化规律,阐明环境因子对灌木物种多样性的影响机制。研究表明: 1)含水量、有效氮、有机质、有效钾、全磷等土壤因子在不同坡位的差异性显著:含水量呈现坡底>坡中>坡顶;有效氮含量呈现坡中>坡底>坡顶;有机质和有效钾含量呈现坡中>坡顶>坡底;全磷含量呈现坡底>坡顶>坡中。 2)物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数在不同坡位的差异性显著,前两者呈现坡底>坡中>坡顶,后者呈现坡底>坡顶>坡中。 3)有机质、全磷、有效氮和含水量是影响灌木物种多样性的主要土壤因子。这些结果可为亚热带丘陵地区退化植被的生态恢复与重建提供物种选择和植被布局方面的参考。

关键词: 坡位梯度, 灌木, 物种多样性, 土壤因子, 随机森林

Abstract: Taking shrubs in different slope positions in Jiangjiaba hills of Guilin as the research subjects, and based on the species diversity index and random forest statistical model, this paper made an in-depth analysis of the shrub species diversity of soil factors change with slope position, and clarified the influence mechanism of environmental factors on shrub species diversity. The results showed that: (1)Soil factors such as water content, available nitrogen, organic matter, available potassium, and total phosphorus were significantly different in different slope positions, and their changing laws were: water content appeared in the Foot>Middle>Upper, and available nitrogen appeared in the Middle>Foot>Upper, organic matter and available potassium appeared in the Middle> Upper>Foot, and the total phosphorus appeared in the Foot>Upper>Middle. (2)Species richness, Shannon-Wiener index and Simpson index were significantly different in different slope positions. The former two results showed the Foot>Middle>Upper, and the latter showed the Foot>Upper>Middle. (3)Organic matter, total phosphorus, available nitrogen and water content were the main soil factors that affected shrub species diversity. These results can provide references for species selection and vegetation layout for the ecological restoration and reconstruction of degraded vegetation in subtropical hilly areas.

Key words: slope position gradient, shrubs, species diversity, soil factors, random forest

中图分类号: 

  • Q948.113
[1] 朱晓锋,陈洪松,付智勇,等. 喀斯特灌丛坡地土壤-表层岩溶带产流及氮素流失特征[J]. 应用生态学报,2017,28(7):2197-2206. DOI:10.13287/j.1001-9332.201707.029.
[2]代松家,段斐,方江平,等. 不同生境条件下西藏原始冷杉林凋落物分解特征与土壤养分的关系[J]. 水土保持通报,2020,40(3):56-63. DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2020.03.009.
[3]蒋五一. 丘陵地区地形梯度上植被格局的分异研究概述[J]. 科技风,2018(13):183-183. DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.201813171.
[4]盘远方,梁志慧,林红玲,等. 桂林市蒋家坝丘陵灌丛植物功能性状的分类研究[J]. 广西科学院学报, 2019,35(4):268-273,280. DOI:10.13657/j.cnki.gxkxyxb.20191225.003.
[5]何欣月,王宁,刘均阳,等. 黄土丘陵区植物群落多样性及生物量随土壤水分梯度变化特征[J]. 生态学杂志,2021,40(1):31-40. DOI:10.13292/j.1000-4890.202101.018.
[6]卜文圣,臧润国,丁易,等. 海南岛热带低地雨林群落水平植物功能性状与环境因子相关性随演替阶段的变化[J]. 生物多样性,2013,21(3):278-287. DOI:10.3724/SP.J.1003.2013.10012.
[7]鲍士旦. 土壤农化分析[M].3版. 北京:中国农业出版社,2010:1-120.
[8]叶秀萍,李翠琴,杨伟丽,等. 不同海拔梯度古树物种多样性及其生长特征[J]. 福建林业科技,2021,48(3):79-83,92. DOI:10.13428/j.cnki.fjlk.2021.03.017.
[9]张宝军,熊东红,郭敏,等. 干热河谷冲沟侵蚀劣地不同坡位草被生长和土壤水分关系研究[J]. 草业科学,2015,32(5):686-693.DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2014-0436.
[10]邓欧平,周稀,黄萍萍,等. 川中紫色丘区土壤养分空间分异与地形因子相关性研究[J]. 资源科学,2013,35(12):2434-2443.
[11]刘微,李德志,纪倩倩,等. 两种生境常绿和落叶树种叶片氮素分配及与光合能力的关系[J]. 生态科学,2015,34(1):1-8.DOI:10.14108/j.cnki.1008-8873.2015.01.001.
[12]谢玉彬,马遵平,杨庆松,等. 基于地形因子的天童地区常绿树种和落叶树种共存机制研究[J]. 生物多样性,2012,20(2):159-167. DOI:10.3724/SP.J.1003.2012.09242.
[13]高辉,方江平,刘丽娟,等. 西藏原始林芝云杉林的空间结构与环境的关系[J]. 广西师范大学学报(自然科学版),2020,38(5):95-103.DOI:10.16088/j.issn.1001-6600.2020.05.012.
[14]张广帅,邓浩俊,杜锟,等. 泥石流频发区山地不同海拔土壤化学计量特征:以云南省小江流域为例[J]. 生态学报,2016,36(3):675-687. DOI:10.5846/stxb201405060892.
[15]梁士楚,苑晓霞,卢晓明,等. 漓江水陆交错带土壤理化性质及其分布特征[J]. 生态学报,2019,39(8):2752-2761. DOI:10.5846/stxb201805091026.
[16]李梦佳,何中声,江蓝,等.戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子[J]. 生态学报,2021,41(3):1148-1157 . DOI:10.5846/stxb201910082091.
[17]郑鸾,龙翠玲. 茂兰喀斯特森林不同地形植物多样性与土壤理化特征研究[J]. 广西植物,2020,40(6):792-801. DOI:10.11931/guihaia.gxzw201906034.
[18]张恒庆,王海双,焦悦,等. 步云山森林植物群落物种多样性及其与海拔因子的关系[J]. 辽宁师范大学学报(自然科学版),2021,44(1):57-65. DOI:10.11679/lsxblk2021010057.
[19]罗奕杏,唐启明,薛跃规. 广西穿洞天坑苔藓植物多样性特征研究[J]. 广西师范大学学报(自然科学版),2020,38(5):104-111. DOI:10.16088/j.issn.1001-6600.2020.05.013.
[20]韩润燕,陈彦云,李旺霞. 不同微地形固定沙丘地上植被、土壤种子库和土壤含水量的分布特征[J]. 草业科学,2014,31(10):1825-1832. DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2014-0164.
[21]谭向前,陈芳清,王稷,等. 川西山区自然边坡土壤种子库随海拔梯度的变化[J]. 山地学报,2019,37(4):508-517. DOI:10.16089/j.cnki.1008-2786.000443.
[22]李传人,艾应伟,郭培俊,等. 铁路边坡不同坡位土壤物理化学性质差异性[J]. 水土保持学报,2012,26(6):91-95,101. DOI:10.13870/j.cnki.stbcxb.2012.06.032.
[23]苏闯,张芯毓,马文红,等. 贺兰山灌丛群落物种多样性海拔格局及环境解释[J]. 山地学报,2018,36(5):699-708. DOI:10.16089/j.cnki.1008-2786.000366.
[24]吕刚,王婷,李叶鑫,等. 樟子松固沙林更新迹地草本植物多样性及其对土壤理化性质的影响[J].生态学报,2017,37(24):8294-8303. DOI:10.5846/stxb201610162093.
[25]刘冠成,黄雅曦,王庆贵,等. 环境因子对植物物种多样性的影响研究进展[J]. 中国农学通报,2018,34(13):83-89.
[26]吴昊,王得祥,黄青平,等. 环境因子对秦岭南坡中段松栎混交林物种多样性的影响[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版),2012,40(9):41-50. DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2012.09.002.
[27]张林静,岳明,顾峰雪,等. 新疆阜康绿洲荒漠过渡带植物群落物种多样性与土壤环境因子的耦合关系[J]. 应用生态学报,2002,13(6):658-662. DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.2002.06.026.
[28]郭曼,郑粉莉,和文祥,等. 黄土丘陵区不同退耕年限植被多样性变化及其与土壤养分和酶活性的关系[J]. 土壤学报,2010,47(5):979-986. DOI:10.11766/trxb200908110344.
[29]孙小丽,康萨如拉,张庆,等. 荒漠草原物种多样性、生产力与气候因子和土壤养分之间关系的研究[J].草业学报,2015,24(12):10-19. DOI:10.11686/cyxb2015014.
[30]李长斌,彭云峰,赵殿智,等. 降水变化和氮素添加对青藏高原高寒草原群落结构和物种多样性的影响[J]. 水土保持研究,2016,23(6):185-191. DOI:10.13869/j.cnki.rswc.2016.06.024.
[31]彭亿,李裕元,李忠武,等. 亚热带稻田弃耕湿地土壤因子对植物群落结构的影响[J].应用生态学报,2009,20(7):1543-1550. DOI:10.13287/j.1001-9332.2009.0241.
[32]全国土壤普查办公室. 中国土壤[M]. 北京:中国农业出版社,1998.
[33]OLSEN S L,SANDVIK S M,TOTLAND . Influence of two N-fixing legumes on plant community properties and soil nutrient levels in an alpine ecosystem[J]. Arctic, Antarctic, and Alpine Research,2013,45(3):363-371. DOI:10.1657/1938-4246-45.3.363.
[34]李玉凤,秦佳双,马姜明,等. 南亚热带不同林龄马尾松人工林地上生物量模型构建及分配特征[J]. 广西师范大学学报(自然科学版),2021,39(4):170-180. DOI:10.16088/j.issn.1001-6600.2020091606.
[35]任学敏,杨改河,朱雅,等. 环境因子对太白山高山植被物种组成和丰富度的影响[J]. 生态学报,2014, 34(23):6993-7003. DOI:10.5846/stxb2013031103.
[1] 孙悦, 戴求仲, 蒋桂韬, 黄璇, 李闯, 邓萍, 孙涛. 饲粮支链氨基酸比例对28～63日龄攸县麻鸭肠道菌群的影响[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(2): 242-250.
[2] 韦振汉, 宋树祥, 夏海英. 基于随机森林的锂离子电池荷电状态估算[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2018, 36(4): 27-33.
[3] 许远静, 胡维平. 基于随机森林的不同程度病态嗓音识别[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2018, 36(4): 34-41.
[4] 师瑞丹, 吴志强, 黄亮亮, 封文利, 朱召军, 丁洋, 胡祎祥. 湘江上游区桂北江段鱼类物种多样性研究[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2015, 33(4): 127-136.
[5] 侯满福, 沈庆庚, 覃海宁. 贵州茂兰喀斯特原生性森林群落物种多样性特征[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2011, 29(1): 60-65.
[6] 李高岩, 韩松霖, 梁士楚, 宛玉剑, 文泉营, 韩耀全. 漓江光倒刺鱼巴金线鱼巴保护区鱼类资源现状调查[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2011, 29(1): 66-71.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 杜雪松,林勇,梁国琨,黄姻,宾石玉,陈忠,覃俊奇,赵怡. 两种罗非鱼的耐寒性能比较[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2019, 37(3): 174 -179 .
[2] 程瑞, 何明先, 钟春英, 罗树毅, 武正军. 野生与人工繁育鳄蜥游泳能力比较[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(1): 79 -86 .
[3] 王素, 范意兴, 郭嘉丰, 张儒清, 程学旗. 基于样本难度的神经机器翻译动态学习方法[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(2): 13 -20 .
[4] 田晟, 李成伟, 黄伟, 王蕾. 疫情下基于GC-rBPNN模型的公路货运量预测方法[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(6): 24 -32 .
[5] 邵玉馥, 季婷婷, 姚怡辰, 闻炳海. 基于晶格Boltzmann方法研究曲面上接触角的测量算法[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(6): 44 -53 .
[6] 孙志远, 唐梅, 张欣欣, 汪建容, Nsajigwa Mwankemwa, 肖祎, 张伟斌. Li掺杂单层Janus MoSSe电子结构和光学性质的第一性原理研究[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(6): 130 -139 .
[7] 周圣凯, 富丽贞, 宋文爱. 基于深度学习的短文本语义相似度计算模型[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(3): 49 -56 .
[8] 胡强, 刘倩, 周杭霞. 基于改进Stacking策略的钓鱼网站检测研究[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(3): 132 -140 .
[9] 赵寿祥, 唐高华, 南基洙. 剩余类环上全矩阵环的拟零因子图性质[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(6): 116 -121 .
[10] 刘雪丹, 付邦恕, 王强, 张光耀. 基于五点不变量和灰色相关分析的仿射目标识别[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2010, 28(4): 30 -33 .
版权所有 © 广西师范大学学报（自然科学版）编辑部
地址：广西桂林市三里店育才路15号　邮编：541004
电话：0773-5857325　E-mail: gxsdzkb@mailbox.gxnu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发