青藏高原东部亚高寒草甸植物群落的构建机制

发布时间：2020-07-09 06:34

【摘要】：群落的构建机制一直是生态学研究的核心问题之一。在全球生物多样性快速丧失的背景下,生物群落的构建机制更加成为生态学的重大课题。目前,生态学者普遍认为群落构建机制是由区域过程和局域过程共同决定的。其中,区域过程包括地质历史事件、物种形成、迁移扩散以及消亡等,它们决定了现有区域物种库的数量,限制了可以进入局域群落的物种种类,因此它是探讨多个群落之间物种多样性差异的关键生态过程。局域过程则包括种间相互作用、生境过滤、扩散限制等,它们最终选择和决定了局域群落内可以共存的物种。因此局域过程是分析单个群落内部物种共存的关键过程。通过对比区域和局域过程对处于不同演替阶段的草地群落的构建机制的影响,有助于我们更好地制定有效的保护和恢复退化草地的措施。我们以处于弃耕1年、3年、7年、9年、10年和从未受过人为种植干扰的青藏高原亚高寒草甸群落作为研究对象,分别从物种多样性和功能性状多样性的角度利用方差分析、空间分析、MEM分析和模型拟合的方法探究局域和区域过程对于群落构建机制的影响。从物种多样性角度,我们主要探究每个研究草地的物种均匀度和丰富度的关系及其形成机制、环境异质性和植物空间结构对于每个局域群落的群落构建的影响、每个研究样地的物种功能性状和物种组成沿着演替梯度的关系和其变化趋势,每个研究样地的物种库和物种组成的关系。从功能性状多样性角度我们主要探究每个研究样地的物种功能性状多样性和物种数的关系、实际功能性状多样性和完全由区域过程导致的理论功能性状多样性的一致性、环境异质性和空间变量对于功能性状多样性的解释率。沿着演替梯度每个研究样地的物种组成和功能性状组成的相似性的变化趋势。最后对比分析上述研究结果来最终得知局域过程和区域过程对于每个处于演替的草地群落的构建的影响,我们发现： 1.在建立围栏禁止农业种植和放牧后,退化草地的恢复速度非常快。每个处于演替的局域群落的物种数均随着演替年限的增加而显著增加。每个研究样地的群落物种组成也随着演替年限的增加而显著变化,但是每个局域群落的物种数的差异并不能导致每个局域群落物种组成的差异。 2.功能性状多样性呈现与物种多样性一致的随着演替年限增加而增加的变化趋势,但是沿着演替梯度,功能性状存在明显的趋同进化趋势,但在物种水平上既不存在物种趋同进化也不存在物种趋异进化趋势。 3.沿着演替梯度,尽管每个研究样地的均匀度和自然环境条件都不一样,但是每个研究样地的物种数和均匀度都呈现一致的显著负相关的关系。 4.生态位优先占领主导的生态位分化机制决定了每个研究样地的群落构建机制。 5.物种间的功能性状也与物种数和物种组成一样,与演替年限显著相关,在演替初期具有较小的种子和较小的SLA的物种会成为群落的优势种,而在演替后期优势种则转变为具有较大种子和较大的SLA的物种。 6.每个研究样地的环境异质性和植物空间分布对于局域群落物种组成和功能形状的影响均没有呈现与演替年限一致的变化。沿着演替梯度,环境和空间变量解释了不到50%的物种组成和功能性状组成的变化。尽管土壤P与演替年限相关,但是每个研究样地的植物物种和功能性状组成的空间分布是由土壤pH和N导致的。综合上述所有的研究结果我们可以得出以下结论： 1.尽管每个研究样地的物种库不一样,但是它们的群落构建机制是一样的,即大尺度的区域过程(演替年限)而不是局域过程(环境异质性和种间相互作用)决定了每个处于演替的局域群落的构建机制,因此没有必要去关注每个局域群落局域过程的差异。 2.大尺度的区域过程直接导致了每个研究样地物种库的差异,而物种库的差异又反过来导致每个局域群落的物种间功能性状的差异,物种功能性状又最终决定了每个局域群落的物种组成。因此对于严重退化的草地,进行种子添加和恢复土壤种子库可以很好恢复严重退化的草地。 3.生态位优先占领机制主导着每个局域群落的群落构建,但不是环境异质性而是弱的物种间的竞争排除作用导致了生态位分化。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S812

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