松嫩草地不同功能群植物的植物-土壤反馈作用研究
发布时间：2021-12-11 03:05
随着植物-土壤反馈（Plant-soil feedback）概念的提出,生态学家们逐渐认识到,地上和地下生态系统存在相互影响和依赖的关系,因其对维持生态系统结构和功能稳定性的重要意义,植物-土壤反馈现已成为生态学研究的热点问题之一。草地（Grassland）是陆地生态系统的重要组成部分,植物种类繁多,若仅依靠物种之间的植物-土壤反馈进行研究,存在一定局限性。将植物功能群（Plant functional groups）与植物-土壤反馈相结合,可以简化草地生态系统的复杂性,更容易认识和了解草地植物与土壤之间的相互作用关系。目前,关于不同植物功能群之间的植物-土壤反馈关系及其内在响应机制的研究较少。同时,大部分研究主要集中于个体水平,而对群落水平的研究较少,限制了我们对植物种间及群落间反馈作用的理解。由此,本研究以松嫩草地4种主要的植物功能群作为研究材料,通过盆栽控制实验,采用完全随机设计,设置单种与混种,灭菌与未灭菌四种种处理,比较功能群植物生长对土壤和微生物特性变化的影响,明确植物-土壤反馈作用的方向,分析环境变量与植物-土壤反馈作用的关联性,阐明草地四种功能群植物间的植物-土壤反馈效...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物-土壤反馈模型[3]
蟛煌??煞治?苯臃蠢『图浣臃蠢Ｖ苯臃蠢≈缸饔糜谕?一株植物个体或同种植物的其他个体，间接反馈指作用于其他种植物个体。理论上直接反馈和间接反馈同样可以根据植物生长所受影响方向划分，包括正、负、中性直接反馈和正、负、中性间接反馈[16]。负直接反馈可以促进物种的共存[5,25]。正直接反馈可以强化植物主导地位，使其成为优势物种[20]。植物-土壤反馈的基本概念强调，它可以延伸作为数学模型，用来说明和识别正反馈和负反馈之间不同的动态变化，正反馈可以导致局部范围的多样性的丧失，而负反馈可以维持植物的多样性（图1-2）[3]。图1-2植物-土壤反馈的正反馈与负反馈示意图[6]Fig.1-2Schematicdiagramofpositiveandnegativeplantsoilfeedback图（a）表示正反馈和负反馈可以解释群落演替方向；图（b）表示负反馈可以促进植物的共存；图（c）表示正反馈可以强化植物的主导地位，负反馈可以抑制植物的生长。Figure(a)showsthatpositivefeedbackandnegativefeedbackcanexplainthedirectionofcommunitysuccession.Figure(b)showsthatnegativefeedbackcanpromotethecoexistenceofplants.Figure(c)showsthatpositivefeedbackcanstrengthenthedominantpositionofplantsandnegativefeedbackcaninhibitthegrowthofplants.影响植物-土壤反馈作用的主要途径影响植物-土壤反馈的作用途径主要可分为三种：物理、化学以及生物反馈（图1-3）。物理反馈：植物和土壤之间的物理反馈途径包括通过改变土壤的物理性质如含水量、温度、土壤气体、孔隙度、土壤结构等来产生反馈途径[26,27]。土壤含水量对植物个体、种群和群落以及地下微生物群落的许多生态特征有控制作用。植物能够通过生长发育、蒸腾和水分提升等作用改变土壤的含水量以及温度，并通过根系生
⑸?锏墓δ埽?孀盼⑸?锕δ艿母谋洌?苯佑跋斓街参锏纳??34]。例如植物物候、土壤肥力、植物生产力及植物多样性等都会改变土壤微生物的种类或结构。根系分泌物的差异也会影响甚至改变有些土壤微生物内在的一些遗传物质[35]。除土壤微生物外，通过土壤无脊椎动物、根际共生体或病原体、寄生生物等途径也可以造成植物土壤之间的反馈关系。大量的研究表明病原体和寄生生物能够对演替中的物种更替起到驱动作用，能够影响植物幼苗在其母株周围的定植情况，还可以促进物种入侵或者改变群落结构以及植物之间的竞争关系[36,37]。图1-3影响植物-土壤反馈作用途径示意图[38]Fig.1-3Schematicdiagramofplantsoilfeedbackpathway植物-土壤反馈的作用阶段植物-土壤反馈一般分为两个阶段。首先植物的分布和生长改变了土壤的生物和非生物环境；其次土壤环境的变化又引起了植物的特异性改变，并最终导致植物分布和结构的改变[17,39]。因此，植物土壤反馈研究一般使用两阶段法（图1-4）。阶段1：植物作用土壤阶段，在该阶段采集植物生长作用后的土壤；阶段2：土壤反馈植物阶段，该阶段利用植物生长作用后的土壤种植同种或异种种植物。根据两阶段实验中不同处理方式还可分为灭菌土壤法、土壤接种物法和同源-异源土壤法。在第一阶段使用的土壤可以用天然土，例如自然单种植物斑块土，也可使用实验栽培植物培养的土。自然单种植物斑块土可以消除第一阶段对时间的要求，同时也能反映出更多自然的土
本文编号：3533896
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物-土壤反馈模型[3]
蟛煌??煞治?苯臃蠢『图浣臃蠢Ｖ苯臃蠢≈缸饔糜谕?一株植物个体或同种植物的其他个体，间接反馈指作用于其他种植物个体。理论上直接反馈和间接反馈同样可以根据植物生长所受影响方向划分，包括正、负、中性直接反馈和正、负、中性间接反馈[16]。负直接反馈可以促进物种的共存[5,25]。正直接反馈可以强化植物主导地位，使其成为优势物种[20]。植物-土壤反馈的基本概念强调，它可以延伸作为数学模型，用来说明和识别正反馈和负反馈之间不同的动态变化，正反馈可以导致局部范围的多样性的丧失，而负反馈可以维持植物的多样性（图1-2）[3]。图1-2植物-土壤反馈的正反馈与负反馈示意图[6]Fig.1-2Schematicdiagramofpositiveandnegativeplantsoilfeedback图（a）表示正反馈和负反馈可以解释群落演替方向；图（b）表示负反馈可以促进植物的共存；图（c）表示正反馈可以强化植物的主导地位，负反馈可以抑制植物的生长。Figure(a)showsthatpositivefeedbackandnegativefeedbackcanexplainthedirectionofcommunitysuccession.Figure(b)showsthatnegativefeedbackcanpromotethecoexistenceofplants.Figure(c)showsthatpositivefeedbackcanstrengthenthedominantpositionofplantsandnegativefeedbackcaninhibitthegrowthofplants.影响植物-土壤反馈作用的主要途径影响植物-土壤反馈的作用途径主要可分为三种：物理、化学以及生物反馈（图1-3）。物理反馈：植物和土壤之间的物理反馈途径包括通过改变土壤的物理性质如含水量、温度、土壤气体、孔隙度、土壤结构等来产生反馈途径[26,27]。土壤含水量对植物个体、种群和群落以及地下微生物群落的许多生态特征有控制作用。植物能够通过生长发育、蒸腾和水分提升等作用改变土壤的含水量以及温度，并通过根系生
⑸?锏墓δ埽?孀盼⑸?锕δ艿母谋洌?苯佑跋斓街参锏纳??34]。例如植物物候、土壤肥力、植物生产力及植物多样性等都会改变土壤微生物的种类或结构。根系分泌物的差异也会影响甚至改变有些土壤微生物内在的一些遗传物质[35]。除土壤微生物外，通过土壤无脊椎动物、根际共生体或病原体、寄生生物等途径也可以造成植物土壤之间的反馈关系。大量的研究表明病原体和寄生生物能够对演替中的物种更替起到驱动作用，能够影响植物幼苗在其母株周围的定植情况，还可以促进物种入侵或者改变群落结构以及植物之间的竞争关系[36,37]。图1-3影响植物-土壤反馈作用途径示意图[38]Fig.1-3Schematicdiagramofplantsoilfeedbackpathway植物-土壤反馈的作用阶段植物-土壤反馈一般分为两个阶段。首先植物的分布和生长改变了土壤的生物和非生物环境；其次土壤环境的变化又引起了植物的特异性改变，并最终导致植物分布和结构的改变[17,39]。因此，植物土壤反馈研究一般使用两阶段法（图1-4）。阶段1：植物作用土壤阶段，在该阶段采集植物生长作用后的土壤；阶段2：土壤反馈植物阶段，该阶段利用植物生长作用后的土壤种植同种或异种种植物。根据两阶段实验中不同处理方式还可分为灭菌土壤法、土壤接种物法和同源-异源土壤法。在第一阶段使用的土壤可以用天然土，例如自然单种植物斑块土，也可使用实验栽培植物培养的土。自然单种植物斑块土可以消除第一阶段对时间的要求，同时也能反映出更多自然的土
本文编号：3533896
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