青藏高原高寒草甸披针叶黄华的生长、繁殖特性及其对管理措施的响应

发布时间：2017-04-23 07:06

  本文关键词：青藏高原高寒草甸披针叶黄华的生长、繁殖特性及其对管理措施的响应，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：披针叶黄华作为毒杂草型退化草地中的一种典型指示物种,在青藏高原地区退化草地恢复中具有十分重要的作用。本试验以青藏高原东缘高寒草甸中披针叶黄华为研究对象,在4个海拔梯度(3000m,3075m,3145m,3220m)对其叶片功能性状、个体性状特征、各器官生物量分配和繁殖分配等特点进行研究,明晰披针叶黄华生长、繁殖策略对海拔梯度的响应,通过分析3种不同的草地管理措施(放牧、围封和“围封+施肥+划破草皮+补播”的综合管理措施)对披针叶黄华的生长、繁殖特性,草地植物群落结构、组成以及披针叶黄华群落空间分布格局的影响,评价不同管理措施对披针叶黄华的生态控制效果。试验结果表明:1)随着海拔的升高,土壤含水量、土壤全氮含量和土壤有机质含量逐渐增加,披针叶黄华的叶片大小逐渐降低;海拔3000m叶片的厚度显著高于其他3个海拔(P0.05);叶片中脉维管束的宽度和上、下表皮细胞厚度逐渐降低;高海拔地区(3220m)的披针叶黄华拥有相对较低的分枝数、叶片数、根干重和茎叶生物量,较高的花和荚果重,采取了减少根系、茎叶投资,增加生殖投资的策略;各器官性状之间存在显著的相关性(P0.05)。2)与放牧相比,综合措施处理显著降低了披针叶黄华的叶片大小和茎、叶生物量(P0.05),围封和综合措施处理,尤其是综合措施处理,显著降低了株高、分枝数以及花和荚果数(P0.05);与放牧处理相比,围封显著增加了根干重和生殖投资,降低了茎叶投资(P0.05);与围封相比,综合措施处理显著降低了总生物量、地上部生物量、花和荚果重和生殖投资(P0.05)。不同管理措施下茎叶生物量与总生物量之间存在极显著的线性关系(R2大于0.93)(P0.01)。3)叶长、叶宽和叶面积之间异速生长方程的斜率受海拔的影响较小;叶长和叶面积的SMA斜率变化范围是0.466~0.556,叶宽和叶面积的SMA斜率变化范围是0.503~0.618;总叶干重、茎干重和总叶干重之间生长方程的SMA斜率随海拔的升高逐渐升高。不同管理措施处理下披针叶黄华叶长、叶宽与叶面积之间呈简单的异速生长关系,围封处理样地中叶长和叶面积之间的SMA斜率最高(R2=0.889,P0.01);综合措施处理叶宽和叶面积之间的SMA斜率最高(R2=0.918,P0.01);总叶干重与茎干重之间呈等速生长关系;比叶重与茎干重之间呈简单的异速生长关系,SMA斜率范围为0.473~0.629,综合措施处理比叶重与茎干重之间的SMA斜率最高(R2=0.712,P0.01)。4)围封和综合措施处理显著增加了群落中禾本科植物的比例,降低了披针叶黄华等杂类草的比例(P0.05);围封样地的物种丰富度指数(16.574)显著高于放牧和综合措施处理(P0.05);综合措施处理样地的香农指数和均匀度指数(3.433和0.906)显著高于围封和放牧处理(P0.05)。在0~10m尺度上,围封和综合措施处理披针叶黄华分布格局为聚集分布;而放牧样地中,由于动物的选择性采食,面临的竞争压力较小,披针叶黄华个体间由相互庇护转向相互竞争的关系,分布格局由聚集分布逐渐转变成均匀分布。5)披针叶黄华可以通过调整叶片功能性状、个体性状、生物量分配和种群分布格局等来适应环境的变化。单纯的围封对披针叶黄华种群生长和繁殖的抑制作用较弱,不能得到理想的控制效果,因此需要结合施肥、划破草皮、补播等措施才能使其得到有效防控。
【关键词】：青藏高原 披针叶黄华 草地管理措施 生长、繁殖特性 生态控制
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S812
【目录】：

• 摘要3-5
• Summary5-12
• 第一章 文献综述12-29
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 植物繁殖过程中的资源分配策略12-13
• 1.1.2 植物资源分配的原则13
• 1.1.3 植物的繁殖分配13-14
• 1.2 研究进展14-24
• 1.2.1 植物叶片功能性状对环境变化的响应14-16
• 1.2.1.1 植物叶片形态特征对环境变化的响应14-15
• 1.2.1.2 植物叶片解剖结构对环境变化的响应15-16
• 1.2.2 植物个体性状特征和生物量分配对环境变化的响应16-17
• 1.2.3 植物各器官之间的异速生长关系研究17-19
• 1.2.4 植物群落空间分布格局对外界环境变化的响应19-22
• 1.2.4.1 点格局分析理论20-22
• 1.2.4.1 点格局分析软件22
• 1.2.5 不同外界干扰对退化草地中毒杂草的影响22-23
• 1.2.6 披针叶黄华的生物学特性及研究进展23-24
• 1.3 研究目的与意义24-25
• 1.4 研究区自然概况、研究内容和技术路线25-29
• 1.4.1 研究区自然概况25-27
• 1.4.2 研究内容27-28
• 1.4.3 技术路线28-29
• 第二章 青藏高原地区披针叶黄华功能性状和资源分配对海拔变化的响应29-48
• 2.1 材料与方法29-32
• 2.1.1 试验设计29
• 2.1.2 取样方法29-30
• 2.1.2.1 植物功能性状的取样和测定方法29-30
• 2.1.2.2 土壤理化性状的取样和测定方法30
• 2.1.3 数据分析30-32
• 2.1.3.1 数据分析和参数检验30-31
• 2.1.3.2 披针叶黄华各器官异速生长数据分析方法31-32
• 2.2 结果和分析32-42
• 2.2.1 不同海拔梯度上的土壤理化性状32
• 2.2.2 披针叶黄华叶片形态结构对海拔的响应32-33
• 2.2.3 叶片形态特征与海拔和土壤理化特性之间的关系33-35
• 2.2.4 叶片解剖结构对海拔的响应35-37
• 2.2.5 叶片解剖结构与海拔和土壤理化特性之间的关系37-38
• 2.2.6 海拔对披针叶黄华个体形态特征和资源分配的影响38-39
• 2.2.7 披针叶黄华各器官性状之间的相关性39-41
• 2.2.8 不同海拔披针叶黄华各器官茎和叶性状之间的异速生长关系41-42
• 2.3 讨论42-47
• 2.3.1 海拔对土壤理化性状的影响42-43
• 2.3.2 海拔对披针叶黄华叶片形态和解剖结构的影响43-45
• 2.3.3 海拔对披针叶黄华个体形态特征和资源分配的影响45-46
• 2.3.4 不同海拔梯度上披针叶黄华各器官茎和叶性状之间的生长关系46-47
• 2.4 小结47-48
• 第三章 青藏高原地区披针叶黄华资源分配和繁殖对策对不同草地管理措施的响应48-64
• 3.1 材料与方法48-50
• 3.1.1 试验设计48-49
• 3.1.2 取样方法49
• 3.1.2.1 植物功能性状取样和测定方法49
• 3.1.2.2 土壤理化性状取样和测定方法49
• 3.1.3 数据分析49-50
• 3.1.3.1 数据分析和参数检验49-50
• 3.1.3.2 披针叶黄华各器官异速生长数据分析方法50
• 3.2 结果和分析50-59
• 3.2.1 不同草地管理措施样地的土壤理化性状50-51
• 3.2.2 披针叶黄华繁殖构件和资源分配对不同草地管理措施的响应51-56
• 3.2.2.1 不同管理措施下披针叶黄华叶片性状的比较51
• 3.2.2.2 不同管理措施下披针叶黄华的个体形态特征51-52
• 3.2.2.3 披针叶黄华茎叶性状之间的相关性52-53
• 3.2.2.4 不同管理措施下披针叶黄华的生物量分配53
• 3.2.2.5 披针叶黄华各器官生物量与总生物量的关系53-56
• 3.2.3 披针叶黄华茎、叶片性状之间的异速生长关系56-59
• 3.2.3.1 叶长、叶宽与叶面积之间的生长关系56-57
• 3.2.3.2 总叶干重、比叶重与茎干重之间的生长关系57-59
• 3.3 讨论59-62
• 3.3.1 披针叶黄华茎、叶性状对不同草地管理措施的响应59
• 3.3.2 不同草地管理措施下披针叶黄华的资源分配策略59-60
• 3.3.3 披针叶黄华茎叶各性状之间的相关性60-61
• 3.3.4 不同草地管理措施下茎叶性状间的异速生长分析61
• 3.3.5 不同草地管理措施下披针叶黄华的生长、繁殖策略61-62
• 3.4 小结62-64
• 第四章 不同草地管理措施对群落结构和披针叶黄华种群空间分布格局的影响64-73
• 4.1 材料与方法64-67
• 4.1.1 试验设计64
• 4.1.2 取样方法64-65
• 4.1.2.1 植物群落多样性的取样和测定方法：64-65
• 4.1.2.2 披针叶黄华种群点格局取样方法65
• 4.1.3 数据分析65-67
• 4.1.3.1 数据分析和参数检验65
• 4.1.3.2 披针叶黄华点格局分布数据分析方法65-67
• 4.2 结果与分析67-70
• 4.2.1 不同管理措施样地中物种的重要值67-68
• 4.2.2 不同管理措施下植物群落的物种多样性68
• 4.2.3 不同管理措施下披针叶黄华种群空间分布格局68-70
• 4.3 讨论70-72
• 4.3.1 不同管理措施对群落中物种重要值和多样性的影响70-71
• 4.3.2 不同管理措施对披针叶黄华种群空间分布格局的影响71-72
• 4.4 小结72-73
• 第五章 结论73-75
• 参考文献75-89
• 致谢89-90
• 作者简介90-92
• 导师简介92-93
• 第二导师简介93-94

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本文编号：321988