当前世界环境

介绍

草本层在森林生态系统中占有重要地位;它含有最多的物种和养分循环(Gilliam, 2007;Jhariya等， 2013，巴黎等, 2014)。这一层还负责森林生态系统中大约12%的总光合作用产量(GPP) (Bargali and Bargali, 2000;穆勒,2003)。草本植被也影响树木的再生，因此，对树木的再生具有重要意义(钱德拉等, 1989;Kittur等, 2014;Rana等, 2015)。通过自身的物理结构或其创造的人工制品对环境中资源的分布、数量和组成产生影响的物种越来越被认为是生态系统工程师(琼斯)等, 1994;Bargali等.， 2014, 2015)。Jones对此进行了广泛的评论等.，(1994)，生态系统工程师是一个分类上多样化的群体，其代表包括脊椎动物、无脊椎动物、藻类、非维管植物和高等植物(尤其是木本植物)。

在大多数陆地生态系统中，低氮供应是植物生长的限制因素。因此，固氮植物有可能通过增加土壤氮水平来促进周围植被的生长。Coriaria nepalensis墙。是海拔1200至2500米的喜马拉雅中部地区常见的原生灌木/树下树种，是受滑坡影响或新暴露的岩石和侵蚀斜坡的成功殖民者。它是一种固氮放线根植物，与放线菌形成根瘤弗兰克氏菌属(Bargali等, 2003)。该物种的生物固氮满足了养分贫乏的退化土壤中相对较高的氮需求，并通过改变其冠层下的物理环境以及植物种群、群落和生态系统的特征，发挥了生态系统工程师的关键作用(Shachak)等, 2008)。因此，它还能促进伴生植物的生长;可以改变森林的组成和结构。

本文研究了放线根灌丛中草本植物的种类组成、多样性和生物量是否随密度的增加而变化Coriaria nepalensis在印度喜马拉雅山脉中部的混合针叶林中的墙。

材料与方法

研究区域Nainital位于29^o36“56”-29^o北纬36分79分^o46 ' 03 -79^o在喜马拉雅中部平均海拔1600- 1850米之间的东经46 ' 19 "。这个遗址在75-80年前经历了一次严重的滑坡(根据从当地人收集的信息)。为了进行详细研究，该地区被划分为三个子站点(每个站点面积为1公顷)Coriaria殖民化的密度，即site-1(低)Coriaria密度;20 .哈¹)， site-2(中等)Coriaria密度;120磅¹)和site-3(高Coriaria密度;190 .哈¹)。研究区以针叶树为主松果体roxburghii，Cupressus torulosa(图1)。

图1a:树层植被 图1b:草本层植被 点击此处查看图

奈尼塔尔的气候特点是冬季长而寒冷，经常下雪，夏季短。它是温带季风型(Singh and Singh, 1992)，一年有四个明显的季节，即季风(7月至9月)，季风后(10月至11月)，冬季(12月至1月)和夏季(4月至6月中旬)。2008-2009年的气候数据来自纳尼塔尔的国家天文台。年平均降雨量1853毫米，其中60%发生在雨季，日平均气温在-2.0°C至30.5°C之间(来源:ARIES, Nainital)(图2)。

图2:本研究的计量数据 网站2013-2014(来源:白羊座，Nainital) 点击此处查看图

通过在每个站点放置30个1m × 1m大小的样方，对草本物种进行植物社会学分析。样本的大小和数量是根据Saxena和Singh(1980)确定的。通过分蘖分析对禾本科植物进行了研究。每个草分蘖被视为一个单独的植物，爬行植物的计数是基于功能根的存在(Saxena和Singh, 1980)。对植被数据进行了丰度、密度和频率的定量分析(Curtis和Mc Intosh, 1950)。草本植物的种源值(Provenance value, PV)由相对频率和相对密度之和确定(Curtis, 1959)。丰度与频率之比< 0.025为规则分布，0.025 ~ 0.05为随机分布，>0.05为传染性分布(Cottam and Curtis, 1956)。利用不同立地的物种丰富度计算林分间的相似性(Muller - Dombois and Ellenberg, 1974):

式中，C为比较点常见种;A点的物种总数B点的物种总数。

每个样点的物种多样性采用Shannon and Wiener(1963)指数测定:

式中，Ni为第i种的密度，N为该林分所有物种的总密度。

优势度的测定采用辛普森指数(Simpson, 1949);

式中，Ni和N与Shannon-Wiener信息函数相同。分别计算了草本植物的多样性指数和优势度浓度。物种丰富度由Whittaker(1972)确定，公平度由Pielou(1966)计算。利用优势多样性曲线(Whittaker, 1975)从资源份额或生态位空间的角度来解释社区组织。

结果和讨论

研究地点共记录到16科31种。菊科植物种类最多，占总种数的19.3%，12科各有1种(表1)。站点1有16种10科，站点2有27种18科，站点3有22种13种。Site-2有最多的独特物种(07种)，site-1无独特物种(表2)，所有样点共有12种，占总数的38.7%。g . aparine在site-1和Arthraxon sp占据2号和3号站点。根据优势种和共优势种，site-1代表G. aparine- C. versicolor代表社区站点2和站点3Arthraxon - c。的例子社区。在物种组成相似度上，site-1与site-2相似度为34.88%，site-1与site-3相似度为36.84%，site-2与site-3相似度为34.69%。

单株草本密度在0.40 ~ 42.40 m之间^－2草本植物总密度在138 ~ 170.4 m之间^－2．这些数值与钱德拉早些时候报告的数值相当et al .,2010年，加尔瓦尔喜马拉雅森林。站点1草本植物总密度为159.2 m-²单株草本植物密度为0.8 m^－2为j . procumbens42种草药^－2为g . aprine。A/F比率在0.03 - 0.29之间变化．九种(G.nepalense，原丘柏、双头草、花冠草、紫茎草、黄花草、圆花草、短叶草和p . gerardiana)呈随机分布，其余种呈传染性分布。

表1:受影响的草本物种种源值Coriaria密度。

物种	家庭	Coriaria密度
		低	媒介	高
牛膝草	苋科	9.22	11.93	18.83
一种草本植物bracteosa墙。Benth交货。	唇形科	-	1.98	2.66
青蒿林恩。	菊科	12.84	5.74	2.08
Arthraxon sp研究。	禾本科	14.39	35.49	36.85
拜登pilosal	菊科	14.78	13.10	13.23
小豆蔻花属植物。	十字花科	-	-	9.95
Cerastium vulgatuml	蔷薇科	-	2.22	-
铁线莲buchananiana特区	毛茛科	-	1.98	2.08
彩色开颅刀	唇形科	32.21	22.45	17.33
香附子(l)珀耳斯。	禾本科	5.49	1.98	-
香附子l	莎草科	18.97	26.55	24.92
薯蓣属deltoidea肯。	薯蓣科	-	3.39	-
飞蓬属植物bellidiodesl	菊科	-	1.98	10.24
泽兰属植物adenophorumSpreng。	菊科	8.96	12.85	7.97
草莓属vesca林恩。	蔷薇科	-	3.50	-
Galium aparinel	茜草科	39.54	3.39	2.08
Galium线虫墙。Roxb交货。	茜草科	7.10	4.80	-
天竺葵nepalense甜蜜的	牛儿苗科	14.45	3.39	2.37
非洲菊gossypina(罗伊尔)测定。	菊科	-	1.75	2.66
刺蒺藜(D.Don)	爵床科	2.12	7.36	5.89
Lapidagathis cristata需要雇	爵床科	2.87	5.85	6.23
Micromeria biflora(Buch.-Ham。don Benth。	唇形科	4.48	1.98	2.66
月见草rosea河中的小岛。	柳叶菜科	-	1.75	-
牛至属植物vulgarel	唇形科	-	-	14.30
酢浆草草坪l	酢浆草料	8.11	13.10	2.08
白陵草。黄土。	蔷薇科	4.48	-	2.37
茜草属等l	茜草科	-	-	6.47
卷柏sp。	Selaginellaceae	-	6.21	-
三叶草	菊科	-	1.75	6.81
Veronica beccabunga L。	车前草科	-	3.50	-
中提琴canescens墙。Roxb交货。	堇菜科	-	1.75	-

站点2草本植物总密度为170.40 m^－2单株草本密度为0.40 m^－2为藜草，藜草，棉叶，和玫瑰至42.40米^－2为Arthraxon sp．A/比值在0.10 ~ 2.00之间，所有种均呈传染性分布。3点草本植物总密度为138.0株m^－2单株草本密度为0.40 m^－2为G.aparine, A. annua, C.buchananiana, R. cordifolia33.6米^－2为Arthraxon spA/F比值在0.03 ~ 0.93之间变化。l . cristata其余种呈传染性分布，其余种呈随机分布。在本研究中，与Singh和Singh(1992)报道的其他喜马拉雅森林一样，最大数量的草本物种呈传染性分布;潘德(2012);Bargali等．，(2013)。

我们绘制了优势度多样性曲线(基于PV)，从资源份额和生态位空间的角度来解释群落组织(图3)。在每个站点上，有2到3个物种表现出优势，而其他物种表现出相对更公平的资源份额。

方差分析表明，物种丰富度、Shannon指数、Simpson指数、均匀度的差异主要是由于Coriaria密度显著(表4)，物种丰富度值(27)和Shannon指数(3.72)以中等生境最高Coriaria密度站点和最低表示低Coriaria密度点(图4)。Simpson指数在0.11 - 0.14之间，最低的是2点(中等)Coriaria密度)，表明此时优势度被多个物种共享(图4)。公平性也遵循同样的趋势。

草本层Biomass

站点1草本植物总生物量为439.22 gm^－2其中264.04克^－2是地上的，175.18克^－2在地下(表4)。c .杂色的贡献生物量最高(102.4 gm)^－2),而p . girardiana贡献的生物量最低(0.12 gm)^－2)。站点2草本层生物量为312.57 gm^－2其中239.39克^－2在地面上和73.06克^－2在地下。生物量贡献最大的是Arthraxon sp。(157.72通用^－2)，生物量的贡献最小g . gossypina和诉canescens(0.01通用^－2)。

图3:的优势多样性曲线 三个研究地点的草本植物种类。 点击此处查看图

3站点草本层总生物量为443.65 gm^－2，其中329.74克^－2是在地上和130.41克^－2为地下(表4)。在物种中，Arthraxon sp。(108.19通用^－2)，生物量贡献最小g . aparine(0.02通用^－2)。沿着的梯度Coriaria密度、生物量均以站点3最高Coriaria密度最低的是site-2Coriaria密度(表4)。这可能是由于共生固氮能力Coriaria从而改善栖息地的质量。

图4:草本物种多样性 在三个不同的地点Coriaria密度。 点击此处查看图

表2:生物量(gm^－2)对混交林草本植物种类组成的影响Coriaria密度。

物种	生物质	Coriaria密度
		低	媒介	高
牛膝	D	4.40	10.00	11.20
	AGB	3.61	8.40	26.99
	BGB	2.99	8.30	30.46
	总计	6.60	16.70	57.45
一种草本植物bracteosa	D	-	0.80	1.20
	AGB		0.19	0.26
	BGB		0.19	0．25
	总计		0.38	0.51
青蒿	D	7.60	7.20	0.40
	AGB	9.88	2.30	0.48
	BGB	18.77	0.50	0.99
	总计	28.65	2.80	1.47
Arthraxon sp。	D	15.20	42.40	33.60
	AGB	13.38	157.72	108.19
	BGB	4.41	21.62	17.14
	总计	17.79	179.34	125.33
拜登pilosa	D	18.40	12.00	8.40
	AGB	0.92	0.84	4.87
	BGB	0.36	0.36	1.59
	总计	1.28	1.20	6.46
Cardamine凤仙花属植物	D	-	-	8.80
	AGB			10.56
	BGB			7.48
	总计			18.04
Cerastium vulgatum	D	-	1.20	-
	AGB		0.61
	BGB		0.41
	总计		1.02
铁线莲buchananiana	D	-	0.80	0.40
	AGB		0.03	1.64
	BGB		0.03	0.96
	总计		0.06	2.60
开颅器多色的	D	25.60	17.60	11.60
	AGB	102.4	21.29	17.75
	BGB	106.88	19.89	23.89
	总计	209.28	41.18	41.64
香附子	D	3.60	0.80
	AGB	5.45	0.04
	BGB	1.44	0.12
	总计	6.89	0.16
香附子	D	14.80	22.00	19.60
	AGB	6.07	24.20	39.00 6.82 45.82
	BGB	6.66	10.12
	总计	12.73	34.32
薯蓣属deltoidea	D	-	3.30	-
	AGB		3.52
	BGB		3.52
	总计		7.04
飞蓬属植物bellidioides	D	-	0.80	9.20
	AGB		1.54	40.11
	BGB		0.37	10.21
	总计		1.91	50.32
泽兰属植物adenophorum	D	4.00	6.40	3.60
	AGB	57.44	9.98	32.65
	BGB	19.84	1.60	5.51
	总计	77.28	11.58	38.16
草莓属vesca	D	-	0.80	-
	AGB		0.06
	BGB		0．02
	总计		0.08
Galium aparine	D	42.40	3.20	0.40
	AGB	30.10	0.03	0．02
	BGB	5.80	0.03	0.01
	总(通用－2）	35.90	0.06	0.03
Galium线虫	D	3.60	5.60	-
	AGB(通用－2）	30.10	1.34
	BGB	5.80	0.61
	总计	35.90	1.95
天竺葵nepalense	D	7.60	3.20	0.80
	AGB	2.43	0.22	0.30
	BGB	0.73	0.22	0.11
	总计	3.16	0.44	0.41
非洲菊gossypina	D	-	0.40	1.20
	AGB		0.01	1.69
	BGB		0．004	14.81
	总计		0.014	16.50
爵床单纯形	D	0.80	4.80	3.20
	AGB	0.29	2.69	1.63
	BGB	0.76	2.59	1.69
	总计	1.05	5.28	3.32
Lapidagathis cristata	D	2.00	4.80	1.20
	AGB	0.72	1.00	0.80
	BGB	0.40	0.67	0.46
	总计	1.12	1.67	1.26
Micromeria biflora	D	2.00	0.80	1.20
	AGB	0.40	0．02	1.07
	BGB	0.08	0.01	0.12
	总计	0.48	0.03	1.19
月见草rosea	D	-	0.40	-
	AGB		0.10
	BGB		0.04
	总计		0.14
牛至属植物vulgare	D	-	-	14.80
	AGB			34.04
	BGB			6.05
	总计			40.09
酢浆草草坪	D	5.20	12.00	0.40
	AGB	0.73	3.00	0.08
	BGB	0.16	1.56	0．004
	总计	0.89	4.56	0.084
蕨麻gerardiana	D	2.00	-	0.80
	AGB	0.12		1.01
	BGB	0.10		0.68
	总计	0.22		1.69
茜草属等	D	-	-	4.00
	AGB			6.40
	BGB			1.08
	总计			7.48
卷柏sp	D	-	8.00	-
	AGB		0.24
	BGB		0.24
	总计		0.48
Tridax procumbens	D	-	0.40	2.00
	AGB		0.01	0.20
	BGB		0.01	0.10
	总计		0．02	0.30
Veronica beccabunga	D	-	0.40	-
	AGB		0.01
	BGB		0.03
	总计		0.04
中提琴canescens	D	-	0.40	-
	AGB		0．004
	BGB		0．004
	总计		0.008

结论

草本层植被是任何森林生态系统的重要组成部分。它通过改变养分循环、保护侵蚀和促进群落多样性对许多系统生态过程至关重要，被认为是森林健康的良好生态指标。本研究中，中土立地草本物种丰富度、密度和生物量都非常高Coriaria密度表示Coriaria在退化的森林中提供有利的微生境，促进草本植物的定植和生长。这种护理行为Coriaria可以用来恢复喜马拉雅中部退化的森林生态系统。

鸣谢

国际社会科学理事会的财政支助(F.No. 6)。02/66/2014-15/RPR)，新德里对此表示感谢。

参考文献

1. Bargali, K, Bisht, P.， Khan, A.和Rawat, Y.S.印度北阿坎德邦Nainital流域树种多样性和更新状况。国际生物多样性与保护杂志。5(5): 270-280(2013)。
2. Bargali, K.， Joshi, B.， Bargali, S.S.和Singh, s.p.。国际橡树。25: 57-70(2014)。
3. Bargali, K.， Joshi, B.， Bargali, S.S.和Singh, s.p.橡树及其维持的生物多样性。国际橡树。26:65 - 76(2015)。
4. Bargali, S.S.和Bargali, K.林下植被的多样性和生物量小叶桉国际生态与环境科学杂志。26: 173-181(2000)。
5. Bargali, K.， Joshi, B.， Goel, D.Coriaria nepalensis在自然滑坡区。Ecoprint．10(1): 43-46(2003)。
6. Chandra, J.， Rawat, V. S.， Rawat, Y. S.和Ram, J.加尔瓦尔-喜马拉雅地区沿海拔范围的植被多样性。国际生物多样性与保护杂志。2(1): 14 - 18(2010)。
7. Chandra, R.， Upadhyay, V. P.和Bargali, S. S.喜马拉雅中部栎树和松林下草本植被的分析。环境与生态。7: 521-525(1989)。
8. 科顿，G.和柯蒂斯，J. T.距离测量在植物社会学抽样中的应用。35:451 - 460(1956)。
9. 柯蒂斯，j.t.和麦金托什，r.p.某些分析和合成植物社会学特征的相互关系。31:434 - 455(1950)。
10. j . T。威斯康辛州的植被植物群落的协调威斯康星大学出版社，麦迪逊。WI(1959)。
11. 吉列姆，F.S. 2007。温带森林生态系统草本层的生态学意义。生物科学。57:845-858。
12. Jhariya, M. K, Bargali, S. S. S.， Swamy, S. L.和Oraon, P. R.印度恰蒂斯加尔邦Narayanpur地区Rowghat的草本多样性。植物发育科学杂志。5(4): 385-393(2013)。
13. Jones, c.g.， Lawton, j.h.和Shachak, M.有机体作为生态系统工程师。Oikos．69: 373-386(1994)。
14. Kittur, B.， Swamy, S. L.， Bargali, S. S.和Jhariya, M. K.印度恰蒂斯加尔邦的林地火灾和潮湿落叶林:分歧成分评估。林业研究杂志。25(4): 857-866(2014)。
15. Mueller-Dombois, D.和Ellenburg, H.植被生态学的目的和方法。约翰·威利父子公司。公司．(1974)。
16. Muller, R.N.。落叶森林生态系统中草本层的营养关系。见:Gillam, f.s.， Roberts, M.R.(编)北美东部森林草本层的研究。牛津大学出版社，纽约，第15-37页(2003)。
17. 潘德华。生物干扰对南京栎林植物区系多样性的影响。博士论文，库曼大学，奈奈塔尔(2012)。
18. Parihaar, r.s.， Bargali, K.和Bargali, S.S.与Kumaun喜马拉雅地区传统农林业系统相关的民族药用植物的多样性和利用。印度农业科学杂志。84(12): 1470 - 1476(2014)。
19. 不同类型生物标本多样性的测量。理论生物学杂志。13:131 - 134 (1996)
20. Rana, S, Bargali, K.和Bargali S. S.喜马拉雅柏林植物多样性、更新状况、生物量和碳储量的评估。国际生物多样性与保护杂志。7(6): 321 - 329(2015)。
21. Saxena, a. K.和Singh, J. S.库曼-喜马拉雅部分地区森林草地植被分析。印度牧场管理杂志。1:13-32(1980)。
22. Shachak, M. Boeken, B.， Groner, E.， Kedmon, R.， Lubin, Y.， Meron, E.， NeEman, G. Perevolotsky, A.， Shkedy, Y.和Ungar, E.。生物科学．58中文信息:209-221(2008)。
23. Shannon, C. E.和Weiner, W.通讯的数学理论。伊利诺伊大学出版社，厄巴纳(1963)。
24. 辛格，J.S.和辛格，S.P.喜马拉雅森林:结构、功能和人类影响。Gynodaya Prakashan， Nainital(1992)。
25. 辛普森，E. H.《多样性的测量》。自然．163: 688(1949)。
26. 惠特克，r.h.。物种多样性的进化和测量。21: 213-251(1972)。
27. 《社区与生态系统》，R.H. Whittaker著。麦克米伦出版社(1975)。