千岛湖区岛屿生境苦槠种群的维持机制及生态恢复

论文摘要

优势种在群落中扮演着重要角色，恢复优势种的数量和长期可自我维持能力是生态恢复的主要目标之一。研究残留种群在片断化生境中的变化和维持机制，可以揭示种群自然演化轨迹，有助于合理的生态恢复设计。寻找并确定在受损生境中可能存在的制约生态恢复的限制因子，并采取有针对性的人为辅助手段，有效加速优势种的生态恢复进程，是实现生态恢复的重要途径。 千岛湖位于我国中亚热带东部青冈、苦槠林栽培植被区，于1959年新安江水电站建设蓄水形成，在水位达108米时，共有1078个面积大于2500m2的岛屿和许多更小的小岛。目前湖区岛屿植被主要以先锋树种——马尾松为优势种，该群落生态效益较低，同时易感病虫害（如松材线虫），因此亟需开展恢复为常绿阔叶林的工作。 前期调查表明在一些岛屿上存在常绿阔叶树种，主要以苦槠为主。论文选择苦槠种群和岛屿分布相对集中、类型多样的千岛湖东南湖区展开研究。共调查31个岛屿和2个半岛，分析了种群的径级结构、结实状况和繁殖贡献，同时利用核和叶绿体微卫星分子标记进行种群遗传结构研究，调查了14个岛屿和2个半岛，共467个苦槠个体。通过人为引入种子和幼苗的方式，试图寻找并确定影响岛屿苦槠种群生态恢复的关键因子，并提出有效可行的生态恢复措施。论文主要得到以下研究结论： 1．苦槠分布最小岛面积为0.63hm2，分布海拔最低岛的海拔为105.4m，低于历史最高水位（108m），这表明成熟的苦槠个体可以经受短时的水淹。岛屿上苦槠种群大小从4个到4000多个不等，种群个体数量与岛屿面积和海拔显著相关。 2．从基株径级结构来看，大岛（＞100hm2）和多数中岛（10-100hm2）的苦槠种群为稳定型或发展型，能够自我维持，而小岛（＜10hm2）和部分中岛的苦槠为衰退型，难以维持下去；然而若从分株种群来看，几乎所有的种群都为稳定型或发展型。从苦槠的起源来看，大多数苦槠为无性繁殖（主要是萌条）的后代，无性繁殖贡献在基株水平超过81.6％，分株水平超过94.8％，且面积大小与无性繁殖贡献存在显著负相关性，表明了片断化引起的干扰对无性繁殖贡献的影响。两年数据说明一些小岛在单位面积结实个体数上显著低于中岛和大岛，且个体结实量年间不稳定。这部分是由于大岛土层厚度厚于小岛，保水保肥力超过了小岛。萌枝无性繁殖在岛屿苦槠种群的存活和维持中起着十分重要的作用，尽管一些岛屿很小，但也满

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 片断化
• 1.1.1 片断化的主要效应
• 1.1.2 片断化对植物影响的规律及研究进展
• 1.1.3 不同人类活动造成的片断化程度差异对植物种群的影响
• 1.2 生态恢复
• 1.2.1 研究概况
• 1.2.2 种群生物学研究在生态恢复中的应用
• 1.2.3 岛屿生态恢复研究简况
• 1.2.4 我国生态恢复研究简况
• 1.2.5 生态恢复实践——针叶林阔叶化工程
• 1.3 研究地点介绍
• 1.4 苦槠研究进展
• 1.5 论文主要内容与研究路线
• 第2章 千岛湖岛屿生境苦槠种群的维持机制
• 2.1 研究区域
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 岛屿基本参数
• 2.2.2 种群调查
• 2.2.3 种群径级结构分析
• 2.2.4 年龄估测
• 2.2.5 繁殖贡献计算
• 2.2.6 结实情况调查
• 2.2.7 遗传样品采集
• 2.2.8 遗传实验步骤
• 2.2.9 遗传数据分析
• 2.3 结果
• 2.3.1 岛屿基本参数和苦槠种群的数量分布特征
• 2.3.2 苦槠种群径级结构特征
• 2.3.3 苦槠种群结实特征
• 2.3.4 苦槠种群萌条繁殖特征和无性繁殖的相对贡献
• 2.3.5 核标记显示的苦槠种群遗传结构特征
• 2.3.6 叶绿体标记显示的苦槠种群遗传特征
• 2.3.7 苦槠种群亲本分析
• 2.3.8 苦槠种群花粉-种子迁移率
• 2.4 讨论
• 2.4.1 苦槠种群的短期存活能力和影响因素
• 2.4.2 苦槠种群的长期维持和影响因素
• 2.4.3 岛屿苦槠种群维持特征小结
• 第3章 生态恢复实践——寻找影响恢复的关键因子
• 3.1 实验设计
• 3.1.1 种子埋植实验
• 3.1.2 地表种子捕食实验
• 3.1.3 幼苗移栽实验
• 3.1.4 土壤水分温度连续监测
• 3.1.5 空气温湿度连续监测
• 3.1.6 土壤pH测定
• 3.2 数据分析
• 3.3 结果
• 3.3.1 苦槠种子三种处理方式的出土率比较
• 3.3.2 苦槠种子出土率及出土后存活率变化岛间比较
• 3.3.3 苦槠移栽幼苗两种处理方式的存活率比较
• 3.3.4 苦槠移栽幼苗存活率岛间比较
• 3.3.5 苦槠幼苗存活个体的位置梯度变化比较
• 3.3.6 苦槠幼苗高度变化岛间比较
• 3.3.7 苦槠种子被捕食强度比较
• 3.3.8 苦槠种子萌发和幼苗生长情况变化统计
• 3.3.9 岛屿环境因子监测结果
• 3.3.10 岛屿土壤pH值
• 3.4 讨论
• 3.4.1 影响苦槠种子萌发的因素
• 3.4.2 影响苦槠幼苗存活的因素
• 3.4.3 其他影响苦槠种子萌发和幼苗存活的特殊因素
• 3.4.4 确定影响苦槠生态恢复的关键因子
• 第4章 总结与措施
• 4.1 岛屿生境苦槠种群维持机制
• 4.2 岛屿生境苦槠种群生态恢复策略和措施
• 附录
• 附录1.DNA提取步骤
• 附录2.PCR反应程序和体系
• 附录3.扩增结果检验
• 附录4.扩增产物效果图
• 附录5.种子实验装置
• 附图
• 参考文献
• 后记