汉江中下游河岸带和库岸带植物传播与群落建成机制

发布时间：2018-06-26 01:50

  本文选题：群落构建 + 水流传播　； 参考：《中国科学院研究生院(武汉植物园)》2016年博士论文

【摘要】：水库库岸带和受损河流河岸带植被的生态修复与生态重建,是维持水库与河流完整生态系统功能的基础,对水环境保障具有重要意义。本论文通过对汉江中下游河岸带和库岸带植被的群落学调查、物种优势度与扩散和建群性状的相关性分析、种子浮力和植物适应水文节律生活史策略的模拟研究,揭示该区域河岸带和库岸带植被的物种组成和群落特征,阐明植物扩散机制及其对群落构建的影响,探讨河岸带和库岸带植被的建成机制。主要成果如下：1.调查了165个样地3276个样方,其中河流29条76个样地983个样方,水库87座89个样地2293个样方。共调查到被子植物57科147属194种,其中河岸带48科121属160种,库岸带39科108属139种。科属分析发现河-库岸带均存在大科与单属单种科共存的现象,分布区系上均以世界分布、泛热带分布及北温带分布为主导,与调查区域地、处亚热带季风气候向北温带过度气候带的气候特征相符。2.在位点水平,库岸带的草本植物物种丰富度、Shannon-wiener旨数及Simpson指数均高于河岸带,但均未达到显著性水平。数量分类法将调查区域的植物分为7个群丛,建群种多为禾本科、菊科、以及部分莎草科物种；指示种除上述大科物种外,蓼科也为常见物种。从物种成分、群落结构和多样性水平分析,河岸带与库岸带植物群落相似性高,联系较紧密。空间分析表明,河岸带和库岸带位点的物种成分具有明显的流域分化特征,然而,流域间物种生活型、生活周期以及种子传播方式均没有出现显著的功能群分化。3.分析了与扩散相关的20个植物性状39个性状指标,发现风播相关的自由沉降速度和水播相关的浮力与传播单元附属结构、大小形状及释放高度显著相关,表明这三类性状是决定植物扩散能力的关键因素。分析河岸带和库岸带植物群落中物种分布频率与扩散相关性状的关系表明,河岸带和库岸带的物种分布频率均与种子浮力显著正相关,与风播传播记录百分比弱正相关,表明水播和风播是该流域河库岸带物种的主要扩散模式。4.通过对汉江中下游河库岸带43种植物的种子浮力及浮力与物种分布频率关系的检测与分析发现,60%物种种子的Q50(表示50%种子下沉所需时间)超过2天,86%物种的Q90值超过2天,表明多数河库岸带植物具备了通过水播进行长距离扩散的潜力。种子浮力大小与物种在河岸带、库岸带以及整个调查区域的分布频率显著正相关,进一步证实了水播是河岸带和库岸带植物扩散的主要模式。5.以该区域河库岸带分布较广、水播能力极强的旋鳞莎草(Cyperus michelianus)31个位点321个样本为对象,采用131对经筛选的SSR引物分析其遗传格局差异,结果表明旋鳞莎草在汉江中下游河库岸带具有极高的遗传相似性。6.分析了与物种建群相关的27个植物性状67个性状指标与汉江中下游河库岸带物种优势度的相关性发现,河岸带和/或库岸带植物群落的物种优势度与种子浮力及相关的附属结构、叶沿茎的半莲座状分布、叶干物质含量显著正相关,与无性繁殖相关的地面水平茎及地上茎弱正相关。分析了分布频率大于20%的库岸带42个物种、河岸带25个物种和整个区域39个物种的种间关系发现,物种间具正相互作用的物种对数量与负相互作用物种对的数量大致相当,但是负相互作用的幅度小于正相互作用,表明河岸带和库岸带植物间关系以正相互作用为主。上述结果表明,水播扩散能力和无性繁殖能力是影响植物建群的主要因素,河库岸带植物主要通过对环境耐受性而不是种间竞争建群。7.以分布于河岸带和库岸带不同高程的糠稷(Panicum bisulcatum)、旋鳞莎草(Cyperus michelianus)、水虱草(Fimbristylis littoralis)和鳢肠(Eclipta prostrata)等4种广泛分布的一年生植物为材料,通过控制模拟实验研究了以水文干扰为瓶颈的河库岸带植物的生活史策略。结果表明,所有物种的种子均能适应长期水淹,且不存在季节性休眠,这一特征确保了种子具有在适宜环境中(洪水退去,土壤裸露)随时萌发的潜力；所有物种均具备当生长期缩短至不足四个月时,仍能通过调整生活史周期、缩短营养生长期、加速花期以保证种子生产,迅速完成生活史的能力；糠稷和旋鳞莎草通过加大种子的生物量分配,减少根或者茎的生物量分配,以保证种子的产量,适应缩短的生长季。本论文研究成果在理论上进一步丰富与发展了河库岸带植物扩散与建成的有关原理,实践上为库岸带植被重建和受损河流的生态修复提供了科技支撑。
[Abstract]:The ecological restoration and ecological reconstruction of the vegetation on the bank and bank of the reservoir are the basis for the maintenance of the function of the reservoir and the whole ecosystem of the river .
In this paper , the relationships between species composition , community structure and species diversity were analyzed . This feature ensures that the seeds have the potential to sprout at any time in a suitable environment ( flooding away , bare soil ) ;
All species have the ability to shorten the life cycle , shorten the period of vegetative growth , accelerate the flowering period to ensure the seed production and complete the life history rapidly , when the life is shortened to less than four months .
This paper further enriches and develops the related principles of plant diffusion and completion in the river bank , and provides scientific and technological support for the reconstruction of the vegetation and the ecological restoration of damaged rivers .
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(武汉植物园)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q948
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本文编号：2068526