發(fā)布時(shí)間：2020-05-15 17:58

【摘要】：長(zhǎng)白山苔原帶是東亞典型的山地苔原植被生態(tài)系統(tǒng)。在全球變暖背景下,長(zhǎng)白山苔原帶植被正在發(fā)生顯著的變化,草本植物上侵,苔原帶植被出現(xiàn)草甸化趨勢(shì)。作為中國(guó)僅有的兩處山地苔原之一,長(zhǎng)白山苔原帶草本植物物種多樣性的時(shí)空格局和苔原帶草甸化過(guò)程及機(jī)制研究顯得愈發(fā)重要。尖被藜蘆多坡向分布,擴(kuò)展速度快,生長(zhǎng)周期短,利用自身物候優(yōu)勢(shì),大量吸收苔原帶生長(zhǎng)季初期土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素,成為了目前苔原帶物種重要值增速最快的植物和草本上侵的主要物種之一。本研究利用物候相機(jī),自動(dòng)連續(xù)獲取長(zhǎng)白山苔原帶尖被藜蘆的物候信息,使用關(guān)鍵物候期提取技術(shù)提取尖被藜蘆的關(guān)鍵物候期(返青期、成熟期、衰落期和枯萎期),分析尖被藜蘆的植株生長(zhǎng)狀況和葉片生長(zhǎng)狀況。同時(shí),研究環(huán)境要素與尖被藜蘆生長(zhǎng)的關(guān)系。得出以下主要結(jié)論:(1)長(zhǎng)白山苔原帶的尖被藜蘆主要分布于苔原帶洼地和山谷土壤水分豐富、土層深厚、養(yǎng)分優(yōu)越的微地形中。尖被藜蘆具有典型的異速生長(zhǎng)性且生長(zhǎng)周期短,不足70天。在苔原帶積雪消融后,尖被藜蘆在6月初發(fā)芽返青,快速生長(zhǎng),在7月初達(dá)到成熟狀態(tài)。在成熟狀態(tài)停留時(shí)間占其生長(zhǎng)周期相對(duì)較長(zhǎng),且海拔越低,停留時(shí)間越長(zhǎng)。在7月末尖被藜蘆表現(xiàn)出衰落跡象,且衰落迅速,海拔越高,衰落用時(shí)越短。在8月中上旬,尖被藜蘆植物體地上部分全部枯萎。(2)長(zhǎng)白山苔原帶尖被藜蘆的關(guān)鍵物候期隨海拔的變化特征為:返青期和成熟期隨海拔升高而推后,低、中、高海拔的推后速率為0.33 d/100m、0.89 d/100m;衰落期和枯萎期均隨海拔升高而提前,提前速率分別為1.00 d/100m、2.11 d/100m。生長(zhǎng)季長(zhǎng)度隨海拔升高縮短,縮短速率平均為2.44 d/100m。(3)長(zhǎng)白山苔原帶尖被藜蘆植株高度隨海拔升高而顯著下降,植株數(shù)量隨海拔升高表現(xiàn)出先增多再減少。尖被藜蘆葉綠素含量隨海拔和物候期變化差異顯著,表現(xiàn)為尖被藜蘆葉片葉綠素含量隨海拔升高而降低,各海拔尖被藜蘆葉片中葉綠素在返青期含量最低,在成熟期或衰落期達(dá)到峰值。(4)土壤溫度、土壤水分、空氣溫度和空氣相對(duì)濕度對(duì)尖被藜蘆生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)度均比較高,尤其是空氣溫度、土壤溫度、土壤水分與尖被藜蘆的生長(zhǎng)狀況關(guān)系密切。在長(zhǎng)白山苔原帶尖被藜蘆生長(zhǎng)季初期,土壤水分充足,溫度升高觸發(fā)了尖被藜蘆返青期;而后,苔原帶溫度持續(xù)升高,土壤水分的充足供應(yīng)使得尖被藜蘆快速生長(zhǎng)到達(dá)成熟期,然后由于土壤水分的持續(xù)消耗造成的水分供給不足,導(dǎo)致尖被藜蘆生長(zhǎng)速度下降并表現(xiàn)出衰落跡象。在第214 d附近,苔原帶溫度升高至最高溫后回落,土壤水分下降到最低值后回升,但尖被藜蘆的衰落趨勢(shì)無(wú)法扭轉(zhuǎn),繼續(xù)衰落直至地上部分植物體全部枯萎死亡。(5)長(zhǎng)白山苔原帶尖被藜蘆分布的土壤中,有機(jī)碳、全氮磷鉀含量隨海拔變化差異顯著,但在各物候期間變化相對(duì)穩(wěn)定。土壤中的速效養(yǎng)分和葉片中營(yíng)養(yǎng)元素含量隨海拔和物候期變化差異均顯著,且兩者的變化特征具有較好的一致性。各海拔土壤中速效養(yǎng)分和尖被藜蘆葉片中營(yíng)養(yǎng)元素在返青期含量均顯著高于成熟期和衰落期含量,這不僅與長(zhǎng)白山苔原帶高寒地區(qū)冬季土壤養(yǎng)分積累的特殊性有關(guān),也與尖被藜蘆自身較強(qiáng)的土壤養(yǎng)分吸收能力有關(guān)。苔原帶尖被藜蘆植物葉片氮磷養(yǎng)分回收率較高,說(shuō)明尖被藜蘆保證自身生長(zhǎng)和抗寒抗旱能力較強(qiáng)。長(zhǎng)白山苔原帶目前正處于快速草甸化進(jìn)程中,本研究能為長(zhǎng)白山苔原帶草本植物入侵機(jī)理和苔原帶生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程提供科學(xué)參考。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

2 研究區(qū)概況和研究方法況長(zhǎng)白山西坡苔原帶（41°58′ N ~ 41°59′ N，，127°59′ E ~ 1于受季風(fēng)影響的溫帶大陸性山地氣候，具有明顯的垂直明顯的山地垂直分布帶譜，依次分為溫帶落葉闊葉林帶帶（800 ~ 1100 m）、針葉林帶（1100 ~ 1800 m）、岳苔原帶（2000 m 以上）。研究區(qū)具體位置如圖 2-1 所示
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：Q948

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本文編號(hào)：2665423