嘉陵江中下游河岸植被及植物多样性研究

论文摘要

嘉陵江发源于秦岭北麓,跨越陕西、甘肃、四川、重庆等省（直辖市）,是长江流域八大支流之一,也是长江上游流域面积最大的支流。其河岸植被类型及其稳定状态直接影响流域生态环境。因此,研究流域河岸植被及植物多样性对流域生态保护与利用、恢复与重建、水土流失与生态稳定具有重要意义。目前,关于嘉陵江流域河岸植被及植物多样性研究相对较少,本文以嘉陵江流域中下游河岸植被及植物多样性为研究对象,于2017年7月至2018年10月进行野外调查,根据河岸地形及植被特点设置13条垂直于干流的样线,32个典型草本样地,70个典型样方。在此基础上结合相关文献资料,运用植物区系学、种群生态学、群落生态学、植被生态学及生物入侵理论的方法,从植物物种组成与地理区系、植被组成与空间格局、物种多样性、关联性与生态位、群落聚类排序、入侵植物分布与风险评价等角度对河岸植物及植被进行全面系统综合分析,以期弄清河岸植物组成、植被与植物多样性变化规律、入侵植物特征等内容,为流域开发与保护、利用与生态环境修复提供有力的理论参考。通过研究结果如下:（1）样线样方调查统计得到中下游河岸共计维管植物113科332属510种,其中蕨类植物17科25属41种;裸子植物4科、8属、8种;被子植物92科、300属、461种,被子植物中双子叶植物80科、242属、367种,以菊科（Compositae）植物为主,单子叶植物12科、58属、94种,以禾本科（Gramineae）、莎草科（Cyperaceae）植物为优势类群。蕨类植物、裸子植物、双子叶植物、单子叶植物所含种数分别占河岸维管植物种数的8.04%、1.57%、71.96%、18.43%。植物物种科、属区系分布类型具多样性,但以热带与温带分布型为主,分布类型与嘉陵江流域亚热带湿润季风气候相适应。（2）群落Ward聚类分析结果表明:河岸植被由6个植被型,23个群丛组成。植被型为常绿针叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、竹林、灌丛、草丛;群丛为油松+马尾松群丛、马尾松群-黄荆+盐肤木群丛、柏木群丛、马尾松+四川山矾群丛、麻栎林-铁仔-丛毛羊胡子草群丛、桤木林-马桑-丝茅群丛、刺槐+构树-黄荆-丝茅群丛、响叶杨-构树-狗牙根群丛、构树-葎草群丛、白栎-黄荆-丝茅群丛、黄檀-盐肤木-丝茅群丛、慈竹群丛、黄荆+马桑群丛、盐肤木+化香树群丛、丝茅草丛+马兰群丛、狗牙根+空心莲子草群丛、丛毛羊胡子草群丛、酢浆草+牛筋草群丛、蒌蒿群丛、空心莲子草群丛、褐果苔草群丛、马兰+竹叶草群丛、狗牙根群丛等,其中柏木群丛、构树群丛、黄荆群丛、丝茅群丛、褐果苔草群丛、马兰群丛分布最广。植被空间分布格局分析表明:河岸植被在丘陵段垂直方向上,层次分明、季相显著,平坦地势以农业生态为主。CCA排序分析表明:海拔是引起河岸植物群落及物种组成差异的主要因素。（3）生态位分析结果表明:中下游15种优势木本植物与25种优势草本植物在不同研究区段生态位宽度和生态位重叠值差异显著。河岸木本植物生态位宽度最大为柏木、其次为黄荆、构树;山脊段前三依次为柏木、黄荆、盐肤木,中坡为黄荆、柏木、马尾松,消落带为构树、刺槐、慈竹、黄荆,说明柏木分布面积最大,对环境适应能力较强。优势木本植物生态位重叠（NC）在不同研究区段变化为中坡<消落带<山脊。优势草本植物生态位宽度最大的为丝茅、褐果苔草、马兰,说明三物种分布面积较广;山脊生态位宽度前三为马兰、丝茅、褐果苔草,中坡为荩草、地果、褐果苔草,消落带为空心莲子草、狗牙根、葎草;不同研究段优势草本植物生态位重叠值变化为消落带<中坡<山脊。总之,不同研究区段优势植物生态位差异显著,生态位分析结果与河岸植被组成一致。（4）植物多样性分析结果表明:中下游植物α多样性Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Shannon-wiener多样性指数、Simpson多样性指数曲线总体变化趋势基本一致,多样性指数随丰富度、均匀度的增加而增大;不同样地点间植物多样性差异显著,总体表现为中游段先增加后减少,下游逐渐增加。垂直方向上,随着海拔（距离）的增加,α多样性指数及均匀度指数变化为消落带<中坡<山脊,丰富度指数为山脊<中坡<消落带;同一研究区段均匀度指数与多样性指数变化趋势相同,丰富度指数变化差异明显。β多样性随海拔的升高Cody物种替代速率逐渐降低,Jaccard相似性指数逐渐增大。（5）中下游消落带草本群落植物多样性分析结果表明:Margalef丰富度指数变化范围在3.66-9.14,Pielou均匀度指数为8.31-9.51,Shannon-wiener指数和Simpson指数的变化趋势一致,其范围分别为2.12-3.78、0.871-0.974;四指数拟合曲线变化趋势相同,中游先减小后增加,下游变化较小,说明不同样地间物种组成差异较大,群落优势物种不明显,干扰强度不同。SPSS单因素方差分析表明:消落带中游与下游物种多样性指数差异不显著（P>0.05）;自然消落带与库区消落带间存在极显著差异（P<0.01）,说明电站的建设运营水位上涨影响植物多样性。β多样性Jaccard物种相似度指数沿河岸呈“W”变化,中游为“U”型,下游“V”型,Cody物种替代速率指数呈现“M”,中下游与Jaccard指数相反,说明中游电站、采砂石场的修建对植物多样性造成较大干扰。通过优势草本植物空间分布格局和CCA环境因子排序分析表明:距下游终点距离不同是优势草本植物分布差异的主要原因,海拔、速效磷、乔木覆盖率也是引起分布差异的重要因素。（6）消落带优势草本植物种间联结分析结果表明:优势草本植物间总体呈显著性正联结,卡方检验结果正关联与负关联大致相当,多数物种对未出现显著性;Ochai指数、Jaccard指数显示物种间关联性强度较低,说明消落带草本植物群落还处于演替的发展阶段,稳定性较弱。生态位分析表明:狗牙根、空心莲子草、蒌蒿生态位宽度较大,分布较多;优势草本植物间中等重叠及以上占58.31%,总体重叠值较大,说明消落带优势草本植物群落间存在较大的竞争。种间联结与生态位重叠值呈显著性相关性,表现为物种间正关联系数大,生态位重叠值越大;生态位宽度与物种重要值间联系密切,表现在生态位宽度越大,群落中物种重要值越大;生态位宽度与生态位重叠间不具有明显相关性。（7）入侵植物与风险评价分析结果表明:中下游河岸共有入侵植物43种,分布较广;其来源以热带美洲居多,占物种数的20.93%;生活型以草本植物为主,其中菊科12种,占物种数的27.91%。不同研究区段入侵植物种数及分布变化为山脊<中坡<消落带,其中山脊10种,中坡14种,消落带30种;消落带中游23种,下游17种,入侵植物种类多且分布广是引起消落带生态脆弱的重要原因之一。风险评价结果表明:高风险植物（大于40分）12种,主要分布于河岸消落带且菊科植物较多,常形成单优势群落;中等风险植物（3240分）18种,低风险入侵植物（32分）13种。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
•   1.1 多样性研究进展
•   1.2 流域多样性研究进展
•   1.3 消落带研究现状
•   1.4 植物种间联结与生态位研究现状
•   1.5 入侵物种研究进展
•     1.5.1 入侵植物研究现状
•     1.5.2 入侵植物危害
•     1.5.3 入侵植物风险评价研究
• 第2章 引言
•   2.1 研究目的及意义
•   2.2 研究内容
•   2.3 技术路线
• 第3章 研究区概况与研究方法
•   3.1 嘉陵江流域概况
•     3.1.1 嘉陵江自然概况
•     3.1.2 嘉陵江水文
•     3.1.3 嘉陵江气候
•   3.2 研究方法与数据处理
•     3.2.1 样线及样方设置
•     3.2.2 研究方法与数据处理
• 第4章 结果与分析
•   4.1 植物物种组成与地理区系分析
•     4.1.1 植物物种组成
•     4.1.2 植物生活习性分析
•     4.1.3 植物地理区系分析
•   4.2 中下游河岸植被多样性
•     4.2.1 植被聚类分析
•     4.2.2 植被组成
•     4.2.3 植被沿河岸近距离江岸、中距离江岸、远距离江岸空间分布特点
•     4.2.4 群落排序分析
•     4.2.5 中下游河岸优势植物种群生态位分析
•   4.3 群落物种多样性分析
•     4.3.1 中下游流域河岸植物群落α多样性
•     4.3.2 中下游流域河岸植物群落β多样性
•   4.4 消落带草本植物群落特征分析
•     4.4.1 消落带草本植物α多样性
•     4.4.2 消落带草本植物β多样性
•     4.4.3 消落带优势草本植物沿不同距离空间分布格局
•     4.4.4 消落带优势草本植物分布与环境因子排序分析
•     4.4.5 消落带优势草本植物种间联结分析
•     4.4.6 消落带优势草本植物生态位分析
•   4.5 外来入侵植物分布及风险评价
•     4.5.1 入侵植物组成
•     4.5.2 入侵物种分布
•     4.5.3 入侵植物原产地
•     4.5.4 入侵植物风险评价体系构建
•     4.5.5 入侵植物评价体系
•     4.5.6 入侵植物风险评价分析
•     4.5.7 入侵植物防治对策
• 第5章 结论与讨论
•   5.1 河岸物种组成与区系
•   5.2 河岸植被组成及特征
•   5.3 河岸群落植物多样性
•   5.4 河岸消落带草本植物多样性
•   5.5 河岸消落带优势草本植物种间联结和生态位
•   5.6 入侵植物调查与风险评价
•   5.7 不足与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在校期间发表文章和参与课题

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何松

导师: 邓洪平

关键词: 河岸,植被特征,群落特征,入侵植物

来源: 西南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 西南大学

分类号: Q948

总页数: 96

文件大小: 2773K

下载量: 256