河南典型灌丛植物群落物种多样性与谱系多样性研究
发布时间：2020-08-14 15:50
【摘要】：灌丛是陆地生态系统的重要组成部分,灌丛植物群落生物多样性及其与环境因子关系的研究是开发和可持续利用灌丛资源的基础,是植被生态学中重要的组成部分,具有重要的理论价值和实践应用价值。本文以河南山地灌丛植物群落为研究对象,通过野外实地植物群落调查、环境因子测定、土壤采集分析以及数据计算处理,总结分析研究区内灌丛的主要群落类型,以及生物多样性和环境因子之间的关系,以期丰富该区域灌丛植物群落的基础资料,为该区域灌丛植物群落的生物多样性保护,灌丛植物资源的开发和利用提供参考和依据。为该区域灌丛植物群落的生物多样性保护和灌丛植物资源的开发与利用提供依据。本研究采用4种物种多样性指数衡量灌丛植物群落的物种多样性,采用2种谱系多样性指数衡量灌丛植物群落的谱系多样性,运用单因素方差分析方法分析典型灌丛植物群落物种多样性的差异,运用典范对应分析法(Canonical Correspondence Analysis,CCA)对群落和环境因子进行排序,运用皮尔森相关性分析(Pearson Correlation Analysis)分析物种多样性、谱系多样性和环境因子间的相关性,运用线性回归分析谱系多样性随着环境因子变化的趋势,得到的主要结论如下:通过对研究区内灌丛植物群落的51个样地的153个灌木样方和459个草本样方的调查,共记录到物种317种,隶属于87科,217属,其中灌木138种,隶属于45科,94属,草本179种,隶属于42科,123属。调查共记录到23种群落类型,包括荆条灌丛、盐肤木灌丛、秀雅杜鹃灌丛、野皂荚灌丛、鹅耳枥灌丛、黄栌灌丛、麻栎灌丛、黄连木灌丛、土庄绣线菊灌丛、连翘灌丛、酸枣灌丛、雀儿舌头灌丛、杭子梢灌丛、j子栎灌丛、插田泡灌丛、南蛇藤灌丛、旱柳灌丛、绿叶胡枝子灌丛、构树灌丛、多花勾儿茶灌丛、胡桃楸灌丛、栗灌丛、臭椿灌丛。通过计算物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数来反映不同群落类型的生物多样性。从物种丰富度来看,盐肤木-白茅灌丛的灌木层最高,荆条-白羊草灌丛的灌木层最低,插田泡-野菊和秀雅杜鹃-魁蓟灌丛的草本层最高,麻栎-黄背草灌丛的草本层最低。从Shannon-Wiener指数和Simpson指数来看,秀雅杜鹃-珠芽艾麻灌丛的灌木层最高,荆条-白羊草灌丛的灌木层最低,秀雅杜鹃-魁蓟灌丛的草本层最高,麻栎-黄背草灌丛的草本层最低。从Pielou均匀度指数来看,荆条-狗尾草灌丛的灌木层最高,荆条-白羊草灌丛的灌木层最低,野皂荚-蓝雪花灌丛的草本层最高,麻栎-黄背草灌丛的草本层最低。分别对研究区灌丛群落的灌木层物种和草本层物种与环境因子的关系进行CCA排序分析,灌木层约束性排序轴解释了群落物种分布变化的16.7%,前两轴合计解释了群落物种分布变化的10.04%,草本层约束性排序轴解释了群落物种分布变化的14.92%,前两轴合计解释了群落物种分布变化的8.98%,根据前两轴得出影响灌木层植物群落物种多样性和物种分布的5种环境因子分别是海拔、年平均气温、土壤酸碱度、年均降水量和土壤全氮,影响草本层植物群落物种多样性和物种分布的环境因子包括土壤酸碱度、海拔、年均降水量、土壤全氮和年平均气温。在本文采用的表征谱系多样性的指数中,净谱系亲缘关系指数(Net Relatedness Index,NRI)更能反映群落中物种整体上的聚散程度,而净最近种间亲缘关系指数(Nearest Taxon Index,NTI)更能反映群落中物种局部的聚散程度。河南典型灌丛植物群落灌木层和草本层的谱系结构在整体上都是聚集的。灌木层植物谱系的聚集程度随着坡度的增加而显著减小。随着海拔升高、土壤有机碳和全氮含量降低,草本层的谱系聚集程度减弱;随着年平均气温和土壤pH的升高,草本层的谱系聚集程度增强。本研究表明河南灌丛的物种多样性和谱系多样性与环境因子具有复杂的关系,受多种环境因子的影响,在灌丛植物资源的保护、开发和利用过程中应综合考虑不同类型的多样性指数,从而为生物多样性保护和生态文明建设提供资料支撑和理论依据。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948
【图文】：
物种环境关系逡逑方差解释累计百分比逦ａ３３３逦0＇６Ｑ２逦°＇７７５逦0＇８９７逦１邋Ｑ0０逡逑根据排序图３－３可知，河南典型灌丛植物群落灌木层的物种分布主要受海拔、逡逑年平均气温、土壤酸碱度影响、其次受年均降水量、土壤全氮的影响。从第１轴逡逑来看，当海拔升高时，气温逐渐降低，土壤酸碱度降低。从第２轴来看，当降水逡逑增多时，土壤全氮减少。结合群落样地来看，海拔箭头指向２５、２６、２７、２８、３０逡逑号样地，表示这些群落样地地处高海拔，结合样地信息，这几个群落样地位于老逡逑君山、白云山等２０００ｍ左右的高海拔地段，样地年平均气温在７°Ｃ左右，相对较逡逑低，土壤偏酸性，ｐＨ在４－５左右，这些样地的主要灌丛类型为秀雅杜鹃灌丛，可逡逑能是由于秀雅杜鹃对低温和酸性土壤的适应性较好；年平均气温的箭头指向逡逑３８－４０号样地，表示这些群落样地的年平均气温较高，结合样地信息，这几个群逡逑落样地位于内乡县夏馆镇核桃沟，年平均气温在１５Ｔ：左右，海拔在２００ｍ左右，逡逑位于山地下部
坡度以及土壤全磷对群落草本层物种分布不存在显著影响（ｐｒ＞０．０５）。为排除“弓逡逑形效应”，直接在剔除无关变量后进行排序，得到对５１个群落样地草本层的５个逡逑环境因子的排序图（图３－４）。同时，生成５个排序轴的特征根分别为０．７３６、０．４４１、逡逑０．３１０、０．２５９、０．２０９，约束性排序轴的解释率为１４．９２％。逡逑第１轴解释了群落物种分布变化的５．６１％，主要反映了物种分布在土壤酸碱逡逑度、海拔和年均降水量影响下的变化，其中海拔和年均降水量与第１轴显著正相逡逑关，土壤酸碱度与第１轴显著负相关。第２轴解释了群落物种分布变化的３．３７％，逡逑主要反映了物种分布在土壤全氮和年平均气温影响下的变化，其中年平均气温与逡逑第２轴显著正相关，土壤全氮与第２轴显著负相关。前两轴特征根之和占总特征逡逑根的６０．２％邋（表３－１０），故而选择特征值最大的前两轴进行分析。逡逑表３－９草本层环境因子与排序轴的相关性检验逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－９邋Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｔｅｓｔ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ邋ｆａｃｔｏｒｓ邋ａｎｄ邋ｓｏｒｔｉｎｇ邋ａｘｉｓ邋ｏｆ邋ｈｅｒｂ邋ｌａｙｅｒ逡逑ＩＩＩＺ逦Ｗｌ逦？２逦决定系数邋相关性的显著性逡逑环境因子逦
逑机碳及土壤全氮的负相关是极显著的，即ＮＴＩ随着土壤有机碳及土壤全氮含量逡逑升高极显著地减小（ｐ＜０．００１；图４－６－Ｅ和图４－６－Ｆ），回归斜率分别为－０．１８１和－２．２４５。逡逑ＮＴＩ与土壤酸碱度呈显著正相关，即ＮＴＩ随着土壤ｐＨ升高显著地增大（ｐ＜０．０５；逡逑图４－６－Ｈ），回归斜率为０．１９０，同时，ＮＴＩ与年平均气温的呈极显著正相关，即逡逑ＮＴＩ随着气温升高极显著地减小（ｐ＜０．０１；图４－６－Ｃ），回归斜率为－２．２４５。逡逑＾Ｔｂ逦＾Ｔｃ逦３｜ｄ逡逑．逦？邋Ｐ＜0．0１逦？逦．逡逑２－邋２－邋？■邋１逡逑？邋？邋？邋？逡逑？邋＊邋．＊邋？逡逑２邋？．邋？邋？逡逑Ｚ逦＊？逡逑益’逦．逦■邋＊邋＊邋／＞逦．逦，’邋．．邋．逡逑？Ｉ逦？逦４逦？逦．｜．逦＊逦？＞逦？逡逑＊邋？邋？邋？邋？邋？邋？逡逑Ａ逦－１逡逑？邋ｍ邋ｉ？ｏ？邋ｉ嫌逦２？？邋ｅ邋？ａ逦．？？邋ｗ邋？逦？邋？邋ｔｆｔ邋ｉｓ邋１４邋ｎ逦ｔＵ逡逑海b渳0）逦ｍｎ逦年￥均气n杲邓茫迹浚撸╁义希粒殄危辏垮危裕珏澹赍义希戾危玻危戾危插义希垮澹垮澹垮澹垮义希垮澹垮澹垮澹澹垮义希卞澹澹澹垮澹卞澹义希插澹浚浚浚浚浚垮澹浚浚浚浚浚浚浚浚垮澹垮澹垮澹卞澹垮澹垮澹浚澹浚浚浚浚垮义希。浚浚
本文编号：2793231
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948
【图文】：
物种环境关系逡逑方差解释累计百分比逦ａ３３３逦0＇６Ｑ２逦°＇７７５逦0＇８９７逦１邋Ｑ0０逡逑根据排序图３－３可知，河南典型灌丛植物群落灌木层的物种分布主要受海拔、逡逑年平均气温、土壤酸碱度影响、其次受年均降水量、土壤全氮的影响。从第１轴逡逑来看，当海拔升高时，气温逐渐降低，土壤酸碱度降低。从第２轴来看，当降水逡逑增多时，土壤全氮减少。结合群落样地来看，海拔箭头指向２５、２６、２７、２８、３０逡逑号样地，表示这些群落样地地处高海拔，结合样地信息，这几个群落样地位于老逡逑君山、白云山等２０００ｍ左右的高海拔地段，样地年平均气温在７°Ｃ左右，相对较逡逑低，土壤偏酸性，ｐＨ在４－５左右，这些样地的主要灌丛类型为秀雅杜鹃灌丛，可逡逑能是由于秀雅杜鹃对低温和酸性土壤的适应性较好；年平均气温的箭头指向逡逑３８－４０号样地，表示这些群落样地的年平均气温较高，结合样地信息，这几个群逡逑落样地位于内乡县夏馆镇核桃沟，年平均气温在１５Ｔ：左右，海拔在２００ｍ左右，逡逑位于山地下部
坡度以及土壤全磷对群落草本层物种分布不存在显著影响（ｐｒ＞０．０５）。为排除“弓逡逑形效应”，直接在剔除无关变量后进行排序，得到对５１个群落样地草本层的５个逡逑环境因子的排序图（图３－４）。同时，生成５个排序轴的特征根分别为０．７３６、０．４４１、逡逑０．３１０、０．２５９、０．２０９，约束性排序轴的解释率为１４．９２％。逡逑第１轴解释了群落物种分布变化的５．６１％，主要反映了物种分布在土壤酸碱逡逑度、海拔和年均降水量影响下的变化，其中海拔和年均降水量与第１轴显著正相逡逑关，土壤酸碱度与第１轴显著负相关。第２轴解释了群落物种分布变化的３．３７％，逡逑主要反映了物种分布在土壤全氮和年平均气温影响下的变化，其中年平均气温与逡逑第２轴显著正相关，土壤全氮与第２轴显著负相关。前两轴特征根之和占总特征逡逑根的６０．２％邋（表３－１０），故而选择特征值最大的前两轴进行分析。逡逑表３－９草本层环境因子与排序轴的相关性检验逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－９邋Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｔｅｓｔ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ邋ｆａｃｔｏｒｓ邋ａｎｄ邋ｓｏｒｔｉｎｇ邋ａｘｉｓ邋ｏｆ邋ｈｅｒｂ邋ｌａｙｅｒ逡逑ＩＩＩＺ逦Ｗｌ逦？２逦决定系数邋相关性的显著性逡逑环境因子逦
逑机碳及土壤全氮的负相关是极显著的，即ＮＴＩ随着土壤有机碳及土壤全氮含量逡逑升高极显著地减小（ｐ＜０．００１；图４－６－Ｅ和图４－６－Ｆ），回归斜率分别为－０．１８１和－２．２４５。逡逑ＮＴＩ与土壤酸碱度呈显著正相关，即ＮＴＩ随着土壤ｐＨ升高显著地增大（ｐ＜０．０５；逡逑图４－６－Ｈ），回归斜率为０．１９０，同时，ＮＴＩ与年平均气温的呈极显著正相关，即逡逑ＮＴＩ随着气温升高极显著地减小（ｐ＜０．０１；图４－６－Ｃ），回归斜率为－２．２４５。逡逑＾Ｔｂ逦＾Ｔｃ逦３｜ｄ逡逑．逦？邋Ｐ＜0．0１逦？逦．逡逑２－邋２－邋？■邋１逡逑？邋？邋？邋？逡逑？邋＊邋．＊邋？逡逑２邋？．邋？邋？逡逑Ｚ逦＊？逡逑益’逦．逦■邋＊邋＊邋／＞逦．逦，’邋．．邋．逡逑？Ｉ逦？逦４逦？逦．｜．逦＊逦？＞逦？逡逑＊邋？邋？邋？邋？邋？邋？逡逑Ａ逦－１逡逑？邋ｍ邋ｉ？ｏ？邋ｉ嫌逦２？？邋ｅ邋？ａ逦．？？邋ｗ邋？逦？邋？邋ｔｆｔ邋ｉｓ邋１４邋ｎ逦ｔＵ逡逑海b渳0）逦ｍｎ逦年￥均气n杲邓茫迹浚撸╁义希粒殄危辏垮危裕珏澹赍义希戾危玻危戾危插义希垮澹垮澹垮澹垮义希垮澹垮澹垮澹澹垮义希卞澹澹澹垮澹卞澹义希插澹浚浚浚浚浚垮澹浚浚浚浚浚浚浚浚垮澹垮澹垮澹卞澹垮澹垮澹浚澹浚浚浚浚垮义希。浚浚
本文编号：2793231
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