水盐梯度下典型荒漠植物种群、群落、生态系统稳定性

发布时间：2020-07-24 14:11

【摘要】：西北干旱半干旱区分布有典型的脆弱生态系统,维持生态系统稳定性对该地区的生物多样性的维持和可持续发展尤为重要,本文以艾比湖湿地国家级自然保护区的荒漠植物生态系统为研究对象,探讨不同水盐梯度下种群、群落、生态系统稳定性的变化,并从环境因子、多样性、复杂性角度综合讨论影响群落稳定性的因素,得出如下结论:(1)不同水盐梯度下种群稳定性值均以草本猪毛菜种群、盐地碱蓬种群最大,且随着水盐梯度的变化,种群稳定性产生了一定程度的变化。物种种群密度变异系数与改进后的Godron稳定性计算方法均显示不同水盐梯度下群落稳定性大小为高水高盐低水低盐中水中盐群落。生态系统处于不稳定状态。不同尺度下稳定性表现为种群群落生态系统稳定性。(2)不同水盐梯度下物种组成存在一定程度的更替,随着水盐梯度的递减,草本占比逐减增加,灌木的占比逐减减少,乔木的变化较稳定。Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数均表现为高水高盐下最大,中水中盐与低水低盐值相近,Shannon-Wiener多样性指数与Margalef丰富度指数均表现为低水低盐下最大。不同水盐梯度下土壤因子存在显著性差异。植物多样性与土壤因子RDA分析结果显示:高水高盐梯度下土壤因子解释了48.8%植物多样性的变化,中水中盐下解释了10.5%,低水低盐下梯度解释了8.4%植物多样性的变化。物种多样性对群落稳定性有极显著的促进作用,且这种作用随着土壤水盐含量的降低而增强。(3)功能多样性在不同水盐梯度表现为高水高盐低水低盐中水中盐。不同水盐梯度下土壤因子对功能多样性变化解释量排序为高水高盐低水低盐中水中盐,解释量分别为高水高盐下解释了68.9%功能多样性的变化,中水中盐下解释了11.2%,低水低盐下解释了15.8%。不同水盐梯度下物种多样性与功能多样性均呈正相关关系,且低水低盐下相关性最大;功能多样性与稳定性间在高水高盐和中水中盐间为极显著正相关关系,在低水低盐下,随着功能多样性的增大,群落稳定性先增加后减小。(4)群落总复杂性测度在不同水盐梯度下表现为低水低盐中水中盐高水高盐,无序结构复杂性测度为中水中盐低水低盐高水高盐,且中水中盐梯度与高水高盐、低水低盐有显著性差异,而有序结构复杂性表现出与无序结构复杂性相反的变化趋势。不同水盐梯度下,土壤因子分别解释了群落复杂性变化的47.9%、8.4%、15.2%。随着水盐梯度的递减,多样性指数与群落复杂性间的相关性增强。物种多样性和功能多样性与群落复杂性逐步回归显示:高水高盐梯度下,对无序结构复杂性影响较大的是功能多样性,且为正相关;中水中盐下,物种多样性与功能多样性对复杂性的影响可忽略不计;低水低盐梯度下物种多样性解释了群落总复杂性测度和有序结构复杂性测度变化的18.5%和18.9%。(5)不同水盐梯度下土壤因子对群落稳定性变化的解释量分别为58.3%、13%、22.3%。不同水盐梯度下群落复杂性与稳定性间均呈负相关关系,高水高盐和中水中盐梯度下群落稳定性与功能多样性呈正相关,与群落总复杂性呈负相关。随着水盐梯度的递减,功能多样性和群落复杂性对稳定性的解释率降低;低水低盐下,群落稳定性受到物种多样性的正效应和功能多样性、无序结构复杂性的负效应的影响。(6)综合分析结果表明:高水高盐梯度下,复杂性对群落稳定性的极显著直接负效应;中水中盐梯度下,物种多样性对群落稳定性有显著正效应,功能多样性、复杂性对群落稳定性有极显著负效应,功能多样性对稳定性的影响均为直接效应,物种多样性对群落稳定性的间接正效应大于直接正效应。土壤速效磷对群落稳定性有显著直接正效应。群落稳定性受到物种多样性的正效应最大。低水低盐下群落稳定性受到物种多样性和pH的正效应以及功能多样性的负效应。综上所述,物种多样性增强的群落稳定性,为多样性-稳定性假说提供有力支持;复杂性降低群落稳定性,符合复杂性-稳定性假说。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948
【图文】：

图 2.1 研究区及样地分布示意图Fig. 2.1 schematic diagram of the study area and sample land distribution在艾比湖国家级湿地自然保护区的荒漠区内，垂直于汇入艾比湖的河流之一阿其克苏河，形成了一条自然的水盐梯度，沿着距河的远近土壤水分和盐分形成梯度变化，位于东大桥管护站以北设置样地，样地东西相距 30 m，南北相距 3600m，将 30 3600 m2的样地平均划分为 60 个 30 30 m2的样方，样方间隔为 30m，在距样带 1000 m 的位置布设 80 个 30 30 m2水平样地，样方间隔 30 m。2.2.2 样方调查及样品的采集（1）样方调查记录 30 30 m2的乔木样方中所有植物多度，其中灌木的调查是在每个乔木样方的对角线上取 3 个 5 5 m2灌木样方，草本植物的基本记录是在乔木样方的两条对角线上随机取 4 个 1 1 m2的草本样方。此外，记录样方内种类组成、植株高度、冠幅，乔木和灌木测量其胸径/基径，叶长、叶厚、叶宽。利用

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本文编号：2768949