生境空间对植物功能多样性与生产力关系的影响

论文摘要

近年来,随着生态学家对生物多样性和生态系统功能关系研究的深入,对植物物种功能特征(Functional traits)和功能多样性(Functional diversity, FD)的关注越来越多,己成为一个新的研究焦点。但对于功能特征和功能多样性对生态系统的影响呈现怎样的趋势,还没有普遍的结论。本文选取8种一年生栽培牧草进行的室外盆栽实验,选择与生产力及养分循环密切相关的6个营养功能特征指标：植株高度(PH),根深(RD),相对生长率(RGR),比叶面积(SLA),叶干物质含量(LDMC),单位叶面积根量(RMA),探讨不同的生境空间下各功能特征的表现,及功能特征与植物地上生物量(生产力替代指标)的关系；并对6个单一性状及其合并性状,进行功能多样性的定量计算,从这些植物功能特征方面,探讨在物种水平上,多样性对植物地上生物量的影响,以及不同生境空间的影响。研究结果表明：(1)不同物种的功能特征随土壤有效空间的增加均表现出不同的增长趋势,其中株高、根长、相对生长率、比叶面积和地上生物量均随生境空间的增加而显著增加,而叶干物质含量和单位叶面积根量则没有表现出显著增长的趋势。证明随着土壤有效资源的变化,植物的功能特征表现出明显的可塑性。(2)本实验中所选的功能特征中除叶干物质含量与生产力呈不相关关系以外,株高、根长、相对生长率、比叶面积与生产力均显著正相关,单位叶面积根量与生产力呈负相关关系,说明这几种功能特征与物种水平生产力密切相关,是影响群落生产力的关键性特征,并且随着生境空间的增加相关性愈显著,说明土壤有效资源的改善对功能特征与生产力关系有显著影响。(3)对功能多样性指数的计算得出,物种数与功能多样性指数显著正相关,功能多样性与生产力关系显著正相关,并随着生境空间的增加相关性愈显著,说明功能多样性的增加对群落生产力有促进作用,对可利用土壤资源的改善有利于不同物种生态位互补作用的发挥,进而促进生态系统功能。上述结果说明群落功能特征和功能多样性对生态系统功能有不同程度的影响。功能多样性,即群落内功能特征值的范围和数量,对生产力有显著作用,对生态系统功能起决定性作用。在研究生物多样性和生态系统功能问题时,考虑功能特征和功能多样性的变化及其影响非常有必要。因为功能特征可能引起各种抑制和促进的综合作用,共同影响生态系统的结构和功能。本研究说明探讨功能特征和功能多样性对生态系统的影响,不仅要考虑单个特征的作用,更要全面考虑多个特征之间的综合作用效果,对此进行深入研究对于揭示生态系统功能的变化机理具有重要意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 基本概念
• 1.2.1 功能特征
• 1.2.2 功能多样性
• 1.3 功能特征和功能多样性与生产力的关系
• 1.4 环境条件对多样性-生态系统功能关系的影响
• 1.5 研究目的与意义
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验地自然概况
• 2.2 实验材料
• 2.3 实验方法
• 2.4 数据分析
• 2.4.1 功能多样性指数计算
• 2.4.2 统计分析
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 不同的生境空间下各物种的功能特征
• 3.2 不同的生境空间下各物种的功能特征与生物量的关系
• 3.3 不同的生境空间下功能多样性与生产力的关系
• 第四章 讨论
• 4.1 不同的生境空间下各物种功能特征的表现
• 4.2 不同的生境空间下各物种功能特征与生产力的关系
• 4.3 不同的生境空间下功能多样性与生产力的关系
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 在学期间研究成果
• 致谢