本文關(guān)鍵詞：羊草草原退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建與穩(wěn)定性研究

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【摘要】：草地生態(tài)系統(tǒng)提供的多種服務(wù)功能是草原人民賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來(lái),過(guò)度放牧等人為活動(dòng)導(dǎo)致北方草地大面積退化,其生產(chǎn)力和生物多樣性減少,土壤侵蝕加劇,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。面對(duì)日趨嚴(yán)重的草地退化問(wèn)題,我們需要對(duì)人類活動(dòng)所帶來(lái)的后果做出客觀的評(píng)估和預(yù)測(cè)。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康程度的有效指標(biāo),因而受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。本研究以錫林河流域羊草草原為例,通過(guò)野外調(diào)查和室內(nèi)測(cè)試分析,結(jié)合氣候、地形、土壤、放牧等一系列環(huán)境因子,分析了不同退化演替階段群落多樣性的變化,并基于植物功能性狀探討了群落構(gòu)建機(jī)理,進(jìn)一步分析了群落多樣性和穩(wěn)定性的關(guān)系。旨在加深對(duì)植被-環(huán)境關(guān)系認(rèn)識(shí)的同時(shí)為科學(xué)、合理的利用草地資源提供理論支持。主要研究結(jié)果如下：(1)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落多樣性采用物種多樣性、功能群多樣性及功能多樣性,研究羊草草原退化演替過(guò)程中群落多樣性的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著退化演替的進(jìn)行,羊草草原可劃分為羊草+雜類草(Lymus chinensis+perennial forbs)、羊草+針茅(大針茅、克氏針茅)[L. chinensis+Stipa (S. grandis, S. krylovii)]、羊草+糙隱子草(L.chinensis+Cleistogenes squarrosa)和羊草+冷蒿(L. chinensis+Artemisia frigida)4個(gè)不同階段；隨著該退化演替的進(jìn)行,物種多樣性隨退化演替梯度增加,功能均勻度逐漸增加,但功能豐富度卻逐漸減�。蝗郝湮锓N組成也與退化早期群落之間的差異越來(lái)越大,群落中的植物從低養(yǎng)分利用效率、抵抗力低的植物逐漸被養(yǎng)分利用效率高、抵抗能力強(qiáng)的植物所替代。綜上可知,在退化群落里存在較多的未被占據(jù)的生態(tài)位空間,而物種數(shù)目的增加使較退化群落的物種在現(xiàn)有占據(jù)的生態(tài)位空間上分布越來(lái)越均勻；相反,未退化群落由于存在較多的優(yōu)勢(shì)植物,在環(huán)境中的分布不均勻,從而出現(xiàn)了較多已占據(jù)而未被利用的生態(tài)位空間。(2)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建機(jī)制本研究通過(guò)兩步零模型探討了草地退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與植物生長(zhǎng)策略有關(guān)的性狀更加趨于發(fā)散,與植物繁殖、擴(kuò)散、抵抗、競(jìng)爭(zhēng)等適應(yīng)策略有關(guān)的性狀更加趨于聚集；隨著退化演替的進(jìn)行,環(huán)境篩選作用更加強(qiáng)烈；植物功能性狀的聚集和發(fā)散隨退化演替梯度的分布格局與環(huán)境篩選的分布格局不一致,有時(shí)強(qiáng)烈的環(huán)境篩選和植物功能性狀的發(fā)散同時(shí)出現(xiàn)在退化群落,反映了強(qiáng)烈的環(huán)境篩選下,植物功能性狀并非必然聚集,物種之間對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)或生態(tài)位的分化導(dǎo)致植物功能性狀在被篩選的范圍內(nèi)發(fā)散。(3)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落穩(wěn)定性采用恢復(fù)性、抵抗性、結(jié)構(gòu)變異性和功能變異性4個(gè)穩(wěn)定性組分,分析其在退化演替過(guò)程中的變化,并探討了不同退化演替階段草地的多維穩(wěn)定性。結(jié)果如下：羊草草原的恢復(fù)性以中度退化的羊草+糙隱子草群落最高；隨著退化演替的進(jìn)行,群落抵抗性逐漸升高；結(jié)構(gòu)變異性和功能變異性沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)；多維穩(wěn)定性在羊草+糙隱子草群落最高。穩(wěn)定性不同組分之間的多種不同關(guān)系提醒我們?nèi)绻芯糠�(wěn)定性時(shí)只考慮一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)穩(wěn)定性組分,往往可能會(huì)誤判或低估不同干擾方式改變系統(tǒng)整體穩(wěn)定性的能力。(4)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建與穩(wěn)定性對(duì)環(huán)境因子、群落構(gòu)建、多樣性及穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)方程模型分析發(fā)現(xiàn),物種多樣性、功能群多樣性及功能多樣性對(duì)穩(wěn)定性有正效應(yīng),且功能多樣性對(duì)穩(wěn)定性的解釋率最大,并且放牧因子、植物功能性狀分布、功能多樣性以及群落穩(wěn)定性之間的強(qiáng)烈正相互路徑關(guān)系反映了物種的生態(tài)位分化及對(duì)環(huán)境響應(yīng)的多樣性是群落多樣性和穩(wěn)定性關(guān)系維持的內(nèi)在機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S812

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本文編號(hào)：1303390