【摘要】：洞庭湖是國(guó)際重要濕地,濕地植被主要以草型為主,在空間分布上呈帶狀,對(duì)湖區(qū)濕地生境的維持具有重要作用。植物繁殖庫是潛在的植物群落,包括種子庫和芽庫,是濕地植被演變的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)因子。當(dāng)前對(duì)濕地植被演替的研究側(cè)重于水文、土壤等非生物環(huán)境的作用,而忽略了植物群落繁殖庫在演替過程的作用。本文以洞庭湖濕地典型的植物群落為研究對(duì)象,通過野外調(diào)查和室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),研究了繁殖庫(種子庫和芽庫)的密度、組成和季節(jié)動(dòng)態(tài);通過設(shè)置水位控制實(shí)驗(yàn)研究?jī)?yōu)勢(shì)植物群落在不同水位條件下形成植物群落的物種組成、密度等特征。該研究對(duì)充實(shí)和完善濕地植物繁殖庫理論,并對(duì)濕地植被的恢復(fù)和重建具有指導(dǎo)意義。主要結(jié)論如下:(1)苔草和荻群落種子庫密度的季節(jié)變化顯著,且變化規(guī)律都比較一致,總的變化趨勢(shì)均為:5月(洪水前)3月(花期)11月(洪水后)1月(冬季)。對(duì)不同層面(0-5cm,5-10cm,10-20cm)的土壤種子庫進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),苔草和荻群落種子庫主要集中在0-5cm,在5月均達(dá)到最大,分別占總密度的87.6%和94.5%,說明種子庫主要來源于地表0-5cm土層。種子庫與地表植被的相似性系數(shù)表明,苔草群落的相似性系數(shù)(0-0.04之間)和荻群落相似性系數(shù)(0.06-0.19之間)都較低。種子庫萌發(fā)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),兩種群落萌發(fā)物中一年生植物都占了60%以上,地表植被調(diào)查發(fā)現(xiàn)以多年生植物占優(yōu)勢(shì)(占56%),這也就是兩種群落相似性系數(shù)都較低的原因。(2)苔草和荻群落芽庫密度具有明顯的季節(jié)性。兩種群落在洪水前的5月份最低,1月份最高,且苔草群落(41-980芽/m~2)顯著的高于荻群落(52-261芽/m~2)。對(duì)兩種群落的各類型芽進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),苔草群落占優(yōu)勢(shì)的芽體主要是短根莖芽(0-838芽/m~2),而荻群落主要是根莖腋芽(97-170芽/m~2)。調(diào)查發(fā)現(xiàn),苔草群落芽庫僅有苔草組成而荻群落有苔草、荻和蘆葦三種組成,芽庫與地表植被的相似性系數(shù)表明,苔草群落(0.21-0.93之間)顯著的高于荻群落(0-0.46之間),由于苔草群落地表植物主要是苔草(占90%),且苔草自身可倒伏不利于地表其他物種的萌發(fā),這也是苔草群落芽庫與地表植物相似性系數(shù)較高的原因。(3)苔草和荻群落繁殖庫密度與季節(jié)有顯著的相關(guān)性(P0.001),且變化趨勢(shì)一致,在5月達(dá)到最大值(苔草群落:15331.20±4671.082粒/m~2、荻群落:17363.20±2486.679粒/m~2),冬季1月達(dá)到最小值(苔草群落:1403.73±211.266粒/m~2、荻群落:745.87±96.400粒/m~2)。冬季1月兩種群落芽庫密度占繁殖庫密度的69.8%(苔草群落)、35%(荻群落),5月兩種群落種子庫密度都占繁殖庫密度的99.8%,說明芽庫與種子庫都是繁殖庫不可缺少的部分。繁殖庫與地表植被的相似性系數(shù)表明,苔草群落相似性系數(shù)在0.25-0.93之間,荻群落相似性系數(shù)在0.17-0.55之間,5月芽庫相似性系數(shù)占繁殖庫相似性系數(shù)的100%(苔草群落)和70.9%(荻群落),可看出芽庫對(duì)繁殖庫的貢獻(xiàn)比重較大,芽庫在繁殖庫當(dāng)中是不可忽視的。(4)苔草、荻和楊樹群落進(jìn)行水位實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水位與植物密度、物種豐富度、Simpson多樣性指數(shù)有顯著的相關(guān)性(P0.05),隨水位的增加都呈降低趨勢(shì),說明水位對(duì)植物生長(zhǎng)的重要作用,淹水是制約植物群落物種組成的重要因素。-20cm是植株密度、物種豐富度和Simpson多樣性指數(shù)最佳水位。水位處理前期與后期相比較,前期植物密度、物種豐富度、Simpson多樣性指數(shù)和重要值IV明顯高于后期,說明長(zhǎng)時(shí)期的水位脅迫對(duì)植物群落發(fā)展是不利的。(5)根據(jù)濕地植物繁殖庫密度、季節(jié)變化特征,在今后濕地恢復(fù)工作中前期應(yīng)以種子庫為立足點(diǎn),促進(jìn)地表植被快速建群,后期應(yīng)以芽庫為立足點(diǎn),達(dá)到穩(wěn)定植物群落的目的。水位實(shí)驗(yàn)表明,長(zhǎng)期的水分脅迫對(duì)植物群落的生長(zhǎng)是不利的,今后為提高濕地生態(tài)恢復(fù),應(yīng)加強(qiáng)水分與環(huán)境因子的雙重影響研究。
【學(xué)位授予單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q948.1
【圖文】：

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1）洞庭湖濕地典型植物群落繁殖庫特征及與地表植被關(guān)系本文以分布在東洞庭湖的兩種典型植物群落（苔草、荻）為研究對(duì)象，選取東洞庭湖植物群落呈帶狀分布的典型地段小西湖、團(tuán)洲和君山（圖 3.1），每個(gè)地段在苔草、荻群落各設(shè)置 1 條樣帶，樣帶寬 20m，長(zhǎng) 1000m，在每條樣帶內(nèi)設(shè)置 5個(gè) 5m×5m 固定樣方，樣方之間間隔大于 100m。每個(gè)群落類型包括 3 條樣帶，15個(gè)樣方，每個(gè)樣方用 GPS 記錄經(jīng)緯度。（2）洞庭湖濕地典型植物群落對(duì)水位變化分析以分布在東洞庭湖的三種典型植物群落（苔草、荻和楊樹）為研究對(duì)象，選取東洞庭湖植物群落分布的典型地段小西湖和團(tuán)洲進(jìn)行，每個(gè)地段在苔草、荻和楊樹群落各設(shè)置 1 條樣帶，樣帶寬 20m，長(zhǎng) 1000m，共三條樣帶。

這四個(gè)時(shí)間可反應(yīng)出種子庫的季節(jié)動(dòng)態(tài)。取樣時(shí)每次在每個(gè)固定樣方內(nèi)取 1個(gè) 1m×1m 的小樣方，用于種子庫取樣，在 2018.5 種子庫取樣同時(shí)另取一個(gè) 1m×1m的小樣方，用于記錄地表植物群落的物種組成、密度、高度和蓋度，待記錄完整將其割掉裝入自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)地上植被進(jìn)行分類烘干稱重。種子庫取樣，采用網(wǎng)格法在小樣方內(nèi)用土壤種子庫取樣器（21cm2）采集 20 個(gè)土芯（圖 3.2），采集的土樣由地表至地下深處分為三層（0-5cm，5-10cm，10-20cm），將同一個(gè)小樣方內(nèi)的同層土混合裝入同一個(gè)自封袋，帶回實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)自然風(fēng)干后去除土壤中的枯枝落葉等雜質(zhì)，過 0.2mm 的網(wǎng)篩，然后將處理后的土樣平鋪于事先裝有 3cm 沙子的萌發(fā)盒（25cm×20cm×5cm）中，沙子在鋪之前經(jīng) 120℃烘箱處理 24 小時(shí)，每個(gè)萌發(fā)盒中種子庫土樣厚度為 1cm，每個(gè)樣品重復(fù)三次。將萌發(fā)盒放置在植物培養(yǎng)溫室，培養(yǎng)室內(nèi)溫度設(shè)置在 26℃，濕度 80%以上，采用濕潤(rùn)萌發(fā)法待種子萌發(fā)[60]。萌發(fā)的幼苗一經(jīng)鑒定立刻移除，無法鑒別的幼苗移栽在單獨(dú)的萌發(fā)盒中做好標(biāo)記，待可鑒定為止（圖 3.3）。

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