近年来,由于人类活动对全球环境的破环,生态环境遭到严重的破坏,导致生物多样性急剧下降,由此带来的严重生态影响也受到人们越来越多的关注,对于生物多样性与生态系统功能之间关系的研究也越来越重视。然而这些研究大部分是在物种水平上进行。基因型多样性是生物多样性的一个重要层次。一些研究发现基因型多样性也可以影响生态系统的功能,比如基因型多样性可以提高生态系统的生产力、增强生态系统对干扰的抵抗能力、加快生态系统干扰之后的恢复能力等等。然而关于生态系统与基因型多样性的研究机制尚不明确,值得我们更深层次的研究。羊草是我国东北地区,内蒙古草原上的重要的优势种或建群种之一。由于羊草分布广、生态适应性强等特点,在长期适应环境的过程中,形成了不同基因型的种群。本实验的试验材料为12种不同基因型的羊草,通过测定和分析不同基因型羊草的生态指标,从而比较不同基因型羊草之间的生态特性。于此同时羊草种群设计5个基因型多样性水平,即单基因型多样性水平、2、4、8和12基因型多样性水平。通过研究不同基因型多样性水平下羊草生物量、群落养分、生殖分配、杂草多样性、土壤养分含量和物候期,进一步研究基因型多样性对群落生态功能的影响。得到以下结果:(1)对不同基因型羊草生态特性的研究发现,不同基因型羊草苗数量、芽数量、根总长、苗生物量、根生物量和芽生物量存在显著差异,其中,6基因型羊草的苗数量和芽数量最多,分别为21.600株和26.600个,3基因型羊草的苗数量最少,为3.000株,10基因型羊草芽数量最少,为2.000个。5基因型的根生物量和株高最大,分别为5.694g和265.200cm。2基因型羊草的根总长最短,营养株数最少。不同基因型羊草无性生长规律研究发现,在空间充分的情况下,5基因型和6基因型的羊草无性繁殖速度相对较快。2基因型和3基因型羊草无性繁殖速度相对较慢。对不同基因型羊草的物候期进行观测,研究结果发现,不同基因型羊草各物候期不同。综合以上结果说明不同基因型的羊草在长期适应环境的过程中形成了不同的生态特性,其中5基因型和6基因型羊草无性繁殖能力相对较强,2基因型和3基因型羊草无性繁殖能力相对较弱。(2)随着基因型多样性水平的增加,羊草的地上生物量、0-10cm地下生物量、地下总生物量、总生物量和根冠比均呈先增加又降低的趋势,但多基因型水平下的均高于单基因型多样性水平下的。但是10-20cm和20-30cm地下生物量没有显著差异。此结果表明基因型多样性影响羊草群落的初级生产力,基因型多样性的增加有助于提高初级生产力。(3)基因型多样性水平显著影响单株羊草生殖株的株高、小花数、籽粒数、籽粒重、生殖分配Ⅱ、生殖分配Ⅲ和结实率,但是对单株羊草生殖株的穗长、穗重、株重、小穗数、生殖生长比例、生殖分配Ⅰ没有显著影响。在群落水平羊草生殖分配中,随着基因型多样性水平的增加羊草的结实率呈现逐渐下降的趋势,其中单基因型多样性水平下的结实率显著高于12基因型多样性水平下的结实率,但是不同基因型多样性水平之间的生殖株比例、生殖分配和穗长没有显著差异。此研究结果说明基因型多样性可以显著影响羊草生殖分配。(4)杂草的生物量和杂草多样性指标随基因型多样性水平的增加,均呈现降低的趋势,但是杂草生物量、Shannon-weinner信息指数、Simpsom指数和Pielou均匀度指数不同基因型多样性水平之间没有显著差异。但是基因型多样性影响杂草Patrick丰富度指数和Gleason丰富度指数。(5)基因型多样性水平对群落的硝态氮、铵态氮和全氮含量没有显著影响,说明基因多样性水平对群落养分没有显著影响。对土壤养分含量测定中发现,不同基因型多样性水平的0-10cm、10-20cm、20-30cm土壤有机碳和全氮含量并没有显著差异。0-10cm和10-20cm的土壤全磷含量在不同基因型多样性水平下没有显著差异,但随着基因型多样性水平的增加20-30cm的土壤全磷含量呈下降的趋势,其中单基因型多样性水平下的20-30cm土壤全磷含量显著高于4基因型多样性水平和8基因型多样性水平下的土壤全磷含量。(6)不同基因型多样性水平的羊草各个物候期不同,基因型多样性水平与羊草的果熟期、黄枯期和总生长期呈显著的相关关系,但是营养期、开花期和果后营养期与基因型多样性水平之间没有显著相关性。以上研究结果表明,不同基因型羊草的生态特性之间存在显著差异。基因型多样性可以提高初级生产力,影响单株羊草生殖分配和群落水平千粒重,降低杂草多样性,影响物候期。但是基因型多样性对群落养分、土壤养分没有显著影响。此研究结果将为羊草草原的保护、合理利用和规范化管理提供一定的科学理论依据。
【学位单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：Q948
【部分图文】：
不同基因型羊草无性生长规律
图 3-2 基因型多样性水平对羊草地上生物量的影响较结果为同一年份不同基因型多样性水平之间的比较。显著型多样性水平对羊草群落地下生物量的影响型多样性水平的增加，0-10cm 的羊草地下生物量呈趋势。12 基因型多样性水平下的 0-10cm 地下生物
3-3 基因型多样性水平对羊草 0-10cm 地下生物量、10-20cm地下生物量和 20-30cm地生物量的影响：A 图为 2016 年地下生物量，B 图为 2017 年地下生物量。以上多重比较结果为同一土同基因型多样性水平之间的比较。显著性水平 α=0.05。20-30cm 地下生物量的趋势和 10-20cm 的地下生物量趋势相同。各基因样性水平之间 20-30cm 地下生物量之间没有显著差异(图 3-3，B)。说明基多样性水平的增加对羊草 20-30cm 地下生物量无显著影响。
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 詹馨蕊;郭凌;;人类正制造“第六次物种大灭绝”[J];生态经济;2015年08期
2 申俊芳;任慧琴;辛晓静;徐冰;高玉葆;赵念席;;羊草基因型多样性能增强种群对干扰的响应[J];生态学报;2015年23期
3 张建峰;庞思娜;曲同宝;;放牧对松嫩草地羊草群落及土壤微生物群落碳源利用的影响[J];草业科学;2014年08期
4 白雪;程军回;郑淑霞;詹书侠;白永飞;;典型草原建群种羊草对氮磷添加的生理生态响应[J];植物生态学报;2014年02期
5 顾润源;周伟灿;白美兰;李喜仓;邸瑞琦;杨晶;;气候变化对内蒙古草原典型植物物候的影响[J];生态学报;2012年03期
6 金晓明;艾琳;刘及东;卢欣石;;不同群落中米氏冰草和羊草的年龄结构动态[J];生态学报;2011年18期
7 周婵;张卓;吕勇通;杨允菲;;松嫩平原两个生态型羊草营养和生殖生长的研究[J];草地学报;2011年03期
8 孟令宇;李海燕;杨允菲;;退化羊草群落恢复演替系列种群构件年龄结构特征[J];草业科学;2011年05期
9 莫非;赵鸿;王建永;强生才;周宏;王绍明;熊友才;;全球变化下植物物候研究的关键问题[J];生态学报;2011年09期
10 贾风勤;贾娜尔·阿汗;张相锋;张维;赵玉;;伊犁河谷不同生境羊草种群构件的年龄结构[J];中国草地学报;2011年02期
相关博士学位论文 前1条
1 王晓燕;互花米草基因型多样性对入侵能力及生态系统功能的影响[D];华东师范大学;2011年
相关硕士学位论文 前3条
1 李程程;松嫩草原混生群落野古草和羊草种群的结构与动态[D];东北师范大学;2014年
2 何汉琼;模拟CO_2倍增及降雨量变化对羊草生物量与无性繁殖的影响[D];东北师范大学;2013年
3 高嵩;模拟增温和氮素沉降对羊草群落特征及物候期的影响[D];东北师范大学;2008年
本文编号：
2887538
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2887538.html
