【摘要】：島嶼生態(tài)系統(tǒng)是研究植物群落構建機制的“天然實驗室”,研究海島植物物種多樣性、植物功能性狀、群落譜系結構,對于理解海島植物群落物種共存和群落構建機制具有重要意義。為保護和恢復海島植被生態(tài)系統(tǒng),以溫帶典型海島—小欽島植物群落為研究對象,2016-2018年連續(xù)三年實地調查了小欽島植物群落物種組成、生長狀況以及生長環(huán)境特征數(shù)據(jù);分別從物種、物種多樣性、植物功能性狀以及譜系結構四個方面,運用方差分析、相關性分析、RDA冗余分析等方法探討了物種多樣性和植物功能性狀不同生境梯度上分布差異狀況,以及影響群落構建的環(huán)境驅動因子,群落譜系結構上,運用譜系指數(shù)從進化角度揭示生態(tài)位理論和中性理論在解釋小欽島植物群落構建過程中的重要性,從譜系結構上解釋現(xiàn)存植物群落形成、維持的構建機制,為海島植被恢復提供建議。結果表明:(1)物種組成區(qū)系分布,在調查的176個樣地中共記錄植物121種,隸屬42科104屬,不同層次科、屬、種數(shù)大小順序均表現(xiàn)為草本層灌木層喬木層,其中禾本科、菊科、百合科植物物種較多,以世界廣布科為主,其大部分屬、種主產(chǎn)在溫帶,溫帶分布科較廣,熱帶及亞熱帶科屬有一定分布,反映了小欽島植物區(qū)系有著較長的歷史起源以及具有一定的熱帶親緣。小欽島植物大部分為單型屬。與其它島嶼相比,物種豐富度相對較低,符合“種面積關系”。(2)物種多樣性及其維持機制,小欽島不同生活型Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、物種豐富度指數(shù)大小順序均為草本層灌木層喬木層,Pielou均勻度指數(shù)大小表現(xiàn)為灌木層草本層喬木層,草本植物物種多樣性指數(shù)最高,物種最豐富。喬木為人工林,主要受人為干擾影響。物種多樣性在坡向梯度變化上具有顯著性差異(p0.05),坡向是影響物種多樣性的主要地形因子,土壤含水量是影響物種多樣性的主要土壤因子。(3)植物功能性狀的變化及其環(huán)境驅動因子,植物功能性狀的空間差異變化規(guī)律主要體現(xiàn)在坡位的變化上。坡位是影響植物功能性狀最為關鍵的地形因子,隨著坡位的升高,葉片全氮、比葉面積、植株高度逐漸減小,莖密度逐漸變大,水熱養(yǎng)分條件成為植物生長的主要限制因子,速效鉀和速效磷通過影響植物光合作用而成為影響植物功能性狀的主要土壤因子。(4)群落譜系結構可以解釋進化過程和生態(tài)過程對群落物種組成的影響,通過分析NRI、NTI指數(shù),發(fā)現(xiàn)小欽島絕大部分樣地植物群落譜系結構表現(xiàn)為發(fā)散,表明群落物種間的競爭排斥作用在群落構建中起主導性作用,其中3個群落NRI和NTI指數(shù)正負相反,表明樣地群落物種生態(tài)位重疊度較高,物種競爭排斥激烈,群落構建過程可能受到物種生物特征、干擾作用、病害、干旱脅迫等因素影響,加劇了群落物種動態(tài)過程的不穩(wěn)定性。綜合物種、生物多樣性、植物功能性狀和群落譜系結構推斷,物種組成受歷史區(qū)域過程影響,小欽島距離陸地遠海域隔離了物種的有效交流,區(qū)域過程無法解釋其物種共存原因。物種多樣性和植物功能性狀在主要受地形因子引起的水熱條件的限制,分別在坡向、坡位上具有明顯的差異性。群落譜系結構從進化和生態(tài)過程角度解釋了植物群落物種競爭在群落構建中占主導作用。
【學位授予單位】：魯東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q948
【圖文】：

圖 1.1 小欽島研究區(qū)域概況圖1.4 研究內容以典型溫帶島嶼小欽島植物物種和功能性狀數(shù)據(jù)為基礎，運用物種科、屬從區(qū)域過程分析物種遷移，基于物種多樣性、植物功能性狀探討了群落構建機制的環(huán)境驅動因子，結合基于譜系結構的研究，闡明小欽島群落構建過程，揭示生態(tài)位理論和中性理論在解釋小欽島植物群落構建過程中的重要性。（1）物種組成區(qū)系分布。以 2016 -2018 年連續(xù)三年對小欽島植被實地調查獲得物種為數(shù)據(jù)庫，根據(jù)吳征鎰《中國植物志》[49]、中國在線植物志等相關資料，確定小欽島現(xiàn)有植被科屬種類型，并分析其植被分布類型，從區(qū)域過程了解小欽島物種歷史遷移關系。（2）物種多樣性及其維持機制運用方差分析和 LSD 多重比較分析了不同生境梯度上植物物種多樣性分布差異狀況，使用相關性分析方法分析了影響群落植物物種多樣性的環(huán)境驅動因子。

小欽島植物群落構建機制研究有重要意義，促進海島生態(tài)環(huán)境恢復建設具有重要作用。1.7 研究方法與技術路線圖植物群落及其物種多樣性研究采用物種多樣性指數(shù)衡量不同立地條件下物種多樣性特征，使用方差分析方法分析物種多樣性特征，運用相關性分析方法分析植物物種多樣性影響因素；植物功能性狀運用方差分析和 LSD 多重比較分析了小欽島植物功能性狀空間差異特征，使用 RDA 冗余分析方法分析影響植物群落功能性狀變化的主要環(huán)境驅動因子；植物群落譜系構建機制的研究采用了 NRI 和NTI 指數(shù)，對小欽島植物譜系結構進行統(tǒng)計，分析整個島嶼的譜系結構狀況。本文研究技術路線如圖 1.2 所示：

圖 2.1 小欽島不同坡向物種多樣性指數(shù)2.2.4.2 小欽島不同坡位植物物種多樣性特征不同坡位植物物種多樣性及其分布格局特征如圖 2.2 所示，喬木層物種豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener 指數(shù)均呈現(xiàn)下坡＞中坡＞上坡的分布規(guī)律，Simpson 指數(shù)坡位變化規(guī)律呈現(xiàn)下坡＞上坡＞中坡，Pielou 均勻度指數(shù)變化規(guī)律為上坡＞下坡＞中坡。灌木層物種豐富度指數(shù)上坡和中坡相當，上坡物種豐富度指數(shù)最小，Shannon-Wiener 指數(shù)、Simpson 指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)其變化規(guī)律均表現(xiàn)為下坡＞中坡＞上坡。草本層物種豐富度指數(shù)坡位變化為中坡＞上坡＞下坡，Shannon-Wiener 指數(shù)坡位變化為上坡＞中坡＞下坡，Simpson 指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)坡位變化規(guī)律均為上坡＞下坡＞中坡。結果表明，小欽島灌木層物種多樣性指數(shù)變化規(guī)律一致，喬木、草本多樣性指數(shù)變化趨勢不一致，無明顯規(guī)律。通過單因素方差分析，結果表明喬木、灌木、草本坡位間物種多樣性指數(shù)均無顯著差異（p＞0.05）。

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本文編號：2799214