草地植被恢复中植物芽库和空斑干扰的作用机制研究

发布时间：2017-06-17 13:05

  本文关键词：草地植被恢复中植物芽库和空斑干扰的作用机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：植物群落结构的维持是通过植物体不断再生,繁殖的动态过程来实现的,而这其中包含两个方面：种子的更新和芽库的更新。本研究从以上两个方向入手,以植物的芽库和空斑干扰种子更新和种苗建植的机制作为研究的切入点。通过野外调查,模拟试验与室内分析实验结合的方法,对植物的芽库和空斑干扰在草地植被恢复重建中的作用进行了研究。 1.我们在羊草草地补播针茅和冰草,研究空斑干扰对种苗建植的影响机制。两种牧草分别单播,每个单播试验区内设两因素干扰实验。因素分为1)空斑的大小(直径为0,10cm,20cm,40cm的圆),2)空斑的类型,分为光空斑(shoot gap)和根空斑(root gap)。试验的结果表明：1)空斑的出现不同程度的提高了冰草与针茅的种苗建植成功率,2)空斑面积越小,土壤含水量越高,根空斑中的土壤含水量显著高于光空斑中的土壤含水量,3)空斑处理提升了冰草和针茅的生长表现(生物量,每株叶片数,分蘖数,)根空斑中的生长表现好于光空斑,4)空斑的面积越大,冰草的种苗存活率越低,针茅的种苗存活率越高,两者都显著高于对照中种苗存活率,5)空斑越大,冰草种苗越容易受到昆虫采食；针茅种苗则不受影响。 2.其次,采用人为创建空斑的方式,在羊草草地上对土壤种子库更新对空斑干扰的响应机制进行了研究探讨。试验因素分为1)空斑的大小,共设三个水平(直径为10cm,20cm,40cm的圆),2)空斑的类型,分为光空斑(shoot gap)和根空斑(root gap),3)空斑的存在年限,共分为三种(2008年创建,2009年创建,2010年创建)。每个空斑处理小区设8个重复,同时结合草地植被调查对结果进行分析。结果表明：1)空斑存在的时间越长,在空斑内定居物种的数量就越多,在增长到一定程度时,物种数不在增加,2)空斑内定居物种与草地现存物种有显著地相似性,3)空斑的面积越大,空斑内定居物种数量越多,每个物种的株数也越多,4)根空斑对于植物自然更新具有促进作用,根空斑中的物种数要显著多于光空斑中的定居物种数,5)空斑的出现为草地少见种提供了更新的机会。 3.调查了两种不同演替阶段的草地群落的芽库特征。共选取了六块草地作为实验小区,分为两组,每组三块草地作为重复。一组为以丛生型禾草为主要建群种的原生草地；一组为以根茎型禾草为主要建群种的被入侵草地。试验的结果表明：1)同一地区不同演替阶段的草地群落植物芽库密度差异并不显著,植物芽库的总密度与组成该群落的物种没有必然的关系,植物芽库的总密度不受草地利用方式的因素影响；2)长期的放牧和刈割干草可能会改变草地芽库的组成结构,并增加草地被根茎型禾草入侵的风险；3)丛生型禾草草地植物芽库以根蘖芽占优势,根茎型禾草草地植物芽库以根茎芽占优势,杂类草的芽库密度远远小于禾本科草。 4.在入侵草地中,研究了不同草地管理措施对无芒雀麦芽库的影响。试验共分为四个处理1)对照CK,2)春末火烧F,3)放火+夏末刈割FM1,4)放火+刈割两次(夏末+秋末)FM2。每块草地作为一个重复。试验结果表明：1)火烧和刈割处理对无芒雀麦的芽库在短期内有显著地抑制作用,每株植物的总芽数和植株产生的根茎枝及地上生殖枝的数量会降低,2)无芒雀麦芽库具有一定的耐受性,芽库与植株地上部分动态转变,芽库是其种群恢复的潜在生产力,3)火烧和刈割处理改变了芽的活性-休眠机制,植物体产生更多的活性芽和提高活性芽的比例来提高自身的繁殖力,从而重新恢复地上部分密度,4)火烧和刈割处理增加了地上部分的种苗密度 本研究证明：植物芽库对于维持草地现有群落结构非常重要,植物依靠对芽活性-休眠机制的调控,完成植物体自身的更新和受干扰后的恢复。空斑的干扰为草地物种更新创造了合适的生境,不同的物种对空斑干扰的响应策略不同。
【关键词】：植物芽库 芽活性 空斑大小 光空斑 根空斑 空斑拓殖 种苗建植 补播 无芒雀麦 针茅 冰草
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• ~.写词表11-12
• 第一章 文献综述12-19
• 1.1 研究背景与意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 植物芽库的研究进展13-15
• 1.2.2 空斑的研究进展15-19
• 1.2.2.1 空斑的定义,分类及成因15-17
• 1.2.2.2 空斑干扰对草地植被更新与草地群落的影响17-18
• 1.2.2.3 空斑干扰对微环境的改变18-19
• 第二章 研究内容与技术路线19-21
• 2.1 主要研究内容19-20
• 2.2 技术路线20-21
• 第三章 空斑干扰对补播种苗建植的影响21-44
• 3.1 材料与方法21-25
• 3.1.1 试验地概况21-22
• 3.1.2 试验材料22-23
• 3.1.3 试验设计23
• 3.1.4 数据采集与化学分析23-24
• 3.1.5 统计分析24-25
• 3.2 结果与分析25-38
• 3.2.1 空斑干扰对种苗出苗和种苗存活的影响25-27
• 3.2.2 空斑干扰对空斑内微环境的影响27-30
• 3.2.3 空斑干扰对种苗生长表现的影响30-35
• 3.2.4 空斑干扰对建植种苗第二个生长季的影响35-38
• 3.3 讨论38-42
• 3.3.1 空斑的干扰对空斑内微环境的改变38-39
• 3.3.2 空斑的干扰对补播种苗的出苗的影响39-40
• 3.3.3 空斑的干扰对补播种苗生长表现的影响40-41
• 3.3.4 空斑的干扰对补播种苗存活率的影响41-42
• 3.4 小结42-44
• 第四章 空斑干扰对土壤种子库更新的影响44-54
• 4.1 材料与方法44-45
• 4.1.1 试验地概况44
• 4.1.2 实验设计44-45
• 4.1.3 数据整理与统计分析45
• 4.2 结果与分析45-51
• 4.2.1 试验地草地植被组成45-48
• 4.2.2 空斑内物种定居情况48-51
• 4.3 讨论51-53
• 4.4 小结53-54
• 第五章 火烧,刈割对草地芽库的影响54-69
• 5.1 材料与方法54-58
• 5.1.1 试验地概况54-56
• 5.1.2 实验设计56-57
• 5.1.3 样品采集与化学分析57-58
• 5.1.4 统计分析58
• 5.2 结果与分析58-66
• 5.2.1 植物芽库的数量及组成分析58-61
• 5.2.2 植物芽库根蘖芽与根茎芽的对比分析61-62
• 5.2.3 草地管理措施对无芒雀麦芽库的密度与活性的影响62-65
• 5.2.4 无芒雀麦芽库的活性变化与地上植株密度65-66
• 5.3 讨论66-68
• 5.3.1 草地植物芽库的特征分析66-67
• 5.3.2 草地管理措施对芽库的影响机制分析67-68
• 5.4 小结68-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 主要结论69
• 6.2 研究特色与创新69-70
• 6.3 研究展望70-71
• 参考文献71-82
• 致谢82-84
• 个人简历84-85

【参考文献】

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本文编号：458388