呼伦湖岸植被的演替和分布规律对气候变化的响应

发布时间：2016-11-17 15:17

  本文关键词：呼伦湖岸植被的演替和分布规律对气候变化的响应，由笔耕文化传播整理发布。

《中央民族大学》 2015年

呼伦湖岸植被的演替和分布规律对气候变化的响应

马帅  

【摘要】：湿地生态系统具有极高的多样性,兼具水陆两种生态系统的特点,却不仅仅是生态的过渡带。湿地生态系统具有着重要的生态系统服务价值,由于湿地生态系统的特殊性,在种群、生态系统、生物圈水平上发挥着重大的作用。同时湿地生态系统还具有非常高的研究价值,目前我国的湿地与世界其他国家一样,面临着湿地萎缩所造成的经济和环境方面的双重损失。从1978-2008年我国湿地总体减少了33%,而气候变化和人类活动是主要的驱动力。湿地的减少其实是地貌和植被的变迁史,地貌和植被的变迁史是生态系统保护的一个重要的组成部分,本文利用大样地法并结合现在的统计分析技术,充分的了解湿地植被的物种组成、结构及演替规律和分布格局,并深层次阐述其中的机理,对于我国湿地生态系统多样性保护具有一定的参考价值。1)呼伦湖退水湖岸植被演替的规律与多样性分析2012年8月中旬对退水湖岸的植被进行了调查,利用空间代替时间的方法探讨15年来样地植被演替的序列。通过双向指示种法(TWINSPAN)在5级分类水平上将所调查的70个样方分为6组。利用去趋势对应分析(DCA)对样方排序得到植被的演替序列为：藜科先锋群落(演替前期)→芦苇群落(演替中期)→羊草群落(演替后期)。比较各演替阶段物种多样性及组成,我们发现：演替后期的群落的物种丰富度和多样性明显高于演替前期和中期,物种均匀性则表现为演替前期明显高于演替中期及后期；随演替进展,多年生植物在群落中比例逐渐增加；气候变化造成的退水是植被演替的驱动力,植被演替符合单元顶级学说。2)呼伦湖退水湖岸植被空间分布对土壤因子的响应以2012年夏季调查的数据为基础,于2013年8月对呼伦湖南岸植被进行样方调查和土样采集。通过进行ward聚类和CCA分析,并对照样方坐标分布图之后发现呼伦湖退水湖岸植被以湖水为平行线呈带状分布,最外围为G5和G1,建群种为克氏针茅(Stipa capillata)和羊草(Leymus chinensis),中间位置为G2和G3,优势种为寸草苔(Carex duriuscula)和芦苇(Phragmites australis),靠近湖边为G4,优势种为一些藜科植物。CCA分析的结果发现土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮、土壤电导率、土壤pH五个环境因子对植被的分布解释约为65.37%。土壤环境因子通常呈带状有规律的进行分布,而植物对于环境因子的分度具有高度的敏感性。羊草(G1)和克氏针茅(G5)分布于湖水远端,而分布的主要原因则是在土壤含水量较低的情况下这两种植物的高竞争力,同时土壤含盐量又使这两个组分布区有所区别。G2、G3分布于离湖水中距离的区域,土壤含水量适中,区别这两个组的主要环境因子是寸草苔对盐分的耐受能力强于芦苇。G4分布于最接近湖边的位置,阻止其他植物进入的关键因素是湖水蒸发导致的极高的土壤含盐量。总之环境因子尤其是水盐的不同导致了植被的带状分布,植物是水盐等环境因子重要的指示剂。3)呼伦湖岸植被对湖面扩张的响应在呼伦湖地区连续两年降水量增加30%以上、湖水扩张的背景下于2014年6月和8月对呼伦湖南岸植被进行植物调查和土壤采样分析。通过ward聚类和CCA分析之后发现降水量增加和湖面扩张显著的影响了湖岸的生境。降水量的提高对靠近湖边的区域整体土壤含水量有一定的提高,特别是湖边的区域尤为明显,但是对远离湖边的克氏针茅分布区域(G5)影响较小。同时湖面的扩张又使靠近湖边的地区土壤盐分继续上升。湖水上涨造成了植被分布的变化,G4(藜科植物为主)因为接近湖边被水淹没而死亡,G3区域(优势种原为寸草苔)因为湖水的浸没导致优势种由寸草苔变为芦苇和扁秆蔗草更耐水淹的植物,同时G3区域的含盐量在持续上升,而由于浸水的环境使得芦苇可以适应G3的环境。G2(优势种为芦苇)区域由于土壤含盐量持续上涨但是未被水淹没,优势种未来很可能由芦苇变为寸草苔。4)呼伦湖优势种土壤呼吸特征对湖面扩张的响应2014年6月和8月利用LI-6400便携式光合仪及LI-6400-09(土壤呼吸室),对内蒙古呼伦湖湿地上分别以克氏针茅、羊草、芦苇、寸草苔为优势种的四种草地进行样方调查和土壤呼吸进行测量。克氏针茅、羊草和寸草苔在6月和8月土壤呼吸呈单峰曲线,趋势基本一致,主要是由一天中气温的变化导致的,出现峰值的时间不同,是由6月和8月植物光合作用速率不同导致的。芦苇6月和8月土壤呼吸一天比较平稳,温度极小的影响芦苇土壤呼吸日变化。从6月到8月克氏针茅、羊草和芦苇土壤呼吸均值呈增加的趋势,相对于6月土壤呼吸数值,8月数值分别增加了62.81%、79.69%和233.69%。芦苇增加最为明显,只要是由于生物量增加速度最快导致的,寸草苔2个月份土壤呼吸均值基本一致,主要原因可能是8月湖水上涨导致土壤水分过高抑制了土壤呼吸。

【关键词】：
【学位授予单位】：中央民族大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948.1
【目录】：

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