甘南亚高山草甸弃耕演替过程中植物群落特征变化模式研究

论文摘要

演替是生态学中最重要的概念之一。关于群落变化的规律性和方向性一直是生态学家争论的焦点。在逐步认识、了解群落演替的过程中生态学家提出了许多经典的理论,这无疑推进了群落生态学的发展。但直至今日仍没有一种演替理论能够适用于所有生态系统、生境甚至是同一演替的不同阶段。弃耕演替也称撂荒演替,是原生植被遭到破坏后,原生土壤仍然存在的条件下发生的生态系统演变,对弃耕演替过程和机制的研究有利于弃耕植被恢复方案的制定与实施,对恢复生态学的发展有积极的推动作用。本文通过采用空间代替时间的方法,对甘南亚高山草甸退耕时间为5年、9年、14年、19年、30年以及顶极群落样地进行调查、分析,以期探讨亚高山草甸弃耕地演替过程中植物群落特征的变化趋势及其机制,为甘南亚高山草甸地区草场恢复与生态保护提供理论依据。研究结果表明：1)在弃耕演替过程中,植物群落中的物种组成呈现出由简单向复杂发展的过程。演替初期植物群落内物种数较少,主要以一年生杂类草为主；演替中、后期植物群落中物种数明显增多,禾本科和豆科植物所占比例明显增加；从植物繁殖特征方面分析,随着演替时间的不断推移,植物群落中克隆繁殖的植物所占的比例逐渐增加,顶极群落中所占比例最大。2)弃耕地演替过程中,随着演替时间的推移植物物种多样性指数先升后降,呈现单峰曲线,多样性指数最大值出现在演替时间为19年的样方中；生产力的变化趋势为前期迅速升高,之后生产力基本保持稳定,生产力最大值同样出现在演替时间为19年的样方中,达到183.77g/m2。在弃耕演替过程中物种多样性与生产力呈现正相关关系,但当植物群落发展到顶极时物种多样性与生产力之间无明显的相关关系；3)演替过程中群落中物种-多度分布模式由几何级数型分布逐渐向对数正态分布过渡；4)演替过程中植物群落的氮磷比先快速提高后在20年左右时达到最大值,之后保持平衡并略有下降,在整个演替过程中植物群落的氮磷比始终小于14,按照传统理论植物群落植被生长受到N限制。但通过对顶极群落的施肥实验发现群落植被生长可能受到N和P的双重限制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 总论
• 1 群落演替理论简介
• 1.1 演替顶极理论
• 1.2 初始植物区系理论
• 1.3 忍耐作用理论
• 1.4 竞争和资源比例理论
• 1.5 变化镶嵌体稳态理论
• 1.6 生活史对策学说
• 1.7 等级演替理论
• 2 群落演替的研究方法
• 2.1 标准地长期定位调查
• 2.2 生态序列调查
• 2.3 数学模型动态模拟
• 3 研究概况
• 3.1 演替过程中植物群落物种组成
• 3.2 多样性与生产力相互关系
• 3.3 物种-多度分布模式
• 3.4 生态化学计量学
• 4 研究目和主要研究内容
• 4.1 研究目标
• 4.2 主要研究内容
• 第二章 试验区概况与研究方法
• 1 实验地点概况
• 2 研究方法
• 2.1 野外调查方法
• 2.2 室内试验方法
• 2.2.1 生物量
• 2.2.2 植物N、P含量
• 3 数据处理方法
• 3.1 群落相似度指数计算
• 3.2 群落物种-分布模式排序、作图
• 3.3 植物物种多样性计算
• 3.4 施肥后的响应率计算
• 第三章 结果与分析
• 1 演替各阶段植物群落物种组成变化
• 2 演替过程中物种.多度分布模式变化
• 3 演替过程中的物种多样性和生产力变化及其相关关系
• 4 演替过程中植物群落氮磷比变化
• 第四章 讨论
• 1 弃耕演替各阶段植物群落物种组成变化
• 2 弃耕演替过程中物种-多度分布模式变化
• 3 弃耕演替过程中多样性和生产力的变化及其相关关系
• 4 弃耕演替过程中植物群落生态化学计量学特征变化模式
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 发表论文情况
• 致谢