洞庭湖湿地典型植物群落繁殖库特征及对水位变化的响应分析

论文摘要

洞庭湖是国际重要湿地,湿地植被主要以草型为主,在空间分布上呈带状,对湖区湿地生境的维持具有重要作用。植物繁殖库是潜在的植物群落,包括种子库和芽库,是湿地植被演变的内在驱动因子。当前对湿地植被演替的研究侧重于水文、土壤等非生物环境的作用,而忽略了植物群落繁殖库在演替过程的作用。本文以洞庭湖湿地典型的植物群落为研究对象,通过野外调查和室内培养实验,研究了繁殖库（种子库和芽库）的密度、组成和季节动态;通过设置水位控制实验研究优势植物群落在不同水位条件下形成植物群落的物种组成、密度等特征。该研究对充实和完善湿地植物繁殖库理论,并对湿地植被的恢复和重建具有指导意义。主要结论如下:（1）苔草和荻群落种子库密度的季节变化显著,且变化规律都比较一致,总的变化趋势均为:5月（洪水前）>3月（花期）>11月（洪水后）>1月（冬季）。对不同层面（0-5cm,5-10cm,10-20cm）的土壤种子库进行分析发现,苔草和荻群落种子库主要集中在0-5cm,在5月均达到最大,分别占总密度的87.6%和94.5%,说明种子库主要来源于地表0-5cm土层。种子库与地表植被的相似性系数表明,苔草群落的相似性系数（0-0.04之间）和荻群落相似性系数（0.06-0.19之间）都较低。种子库萌发实验发现,两种群落萌发物中一年生植物都占了60%以上,地表植被调查发现以多年生植物占优势（占56%）,这也就是两种群落相似性系数都较低的原因。（2）苔草和荻群落芽库密度具有明显的季节性。两种群落在洪水前的5月份最低,1月份最高,且苔草群落（41-980芽/m2）显著的高于荻群落（52-261芽/m2）。对两种群落的各类型芽进行分析发现,苔草群落占优势的芽体主要是短根茎芽（0-838芽/m2）,而荻群落主要是根茎腋芽（97-170芽/m2）。调查发现,苔草群落芽库仅有苔草组成而荻群落有苔草、荻和芦苇三种组成,芽库与地表植被的相似性系数表明,苔草群落（0.21-0.93之间）显著的高于荻群落（0-0.46之间）,由于苔草群落地表植物主要是苔草（占90%）,且苔草自身可倒伏不利于地表其他物种的萌发,这也是苔草群落芽库与地表植物相似性系数较高的原因。（3）苔草和荻群落繁殖库密度与季节有显著的相关性（P<0.001）,且变化趋势一致,在5月达到最大值（苔草群落:15331.20±4671.082粒/m2、荻群落:17363.20±2486.679粒/m2）,冬季1月达到最小值（苔草群落:1403.73±211.266粒/m2、荻群落:745.87±96.400粒/m2）。冬季1月两种群落芽库密度占繁殖库密度的69.8%（苔草群落）、35%（荻群落）,5月两种群落种子库密度都占繁殖库密度的99.8%,说明芽库与种子库都是繁殖库不可缺少的部分。繁殖库与地表植被的相似性系数表明,苔草群落相似性系数在0.25-0.93之间,荻群落相似性系数在0.17-0.55之间,5月芽库相似性系数占繁殖库相似性系数的100%（苔草群落）和70.9%（荻群落）,可看出芽库对繁殖库的贡献比重较大,芽库在繁殖库当中是不可忽视的。（4）苔草、荻和杨树群落进行水位实验发现,水位与植物密度、物种丰富度、Simpson多样性指数有显著的相关性（P<0.05）,随水位的增加都呈降低趋势,说明水位对植物生长的重要作用,淹水是制约植物群落物种组成的重要因素。-20cm是植株密度、物种丰富度和Simpson多样性指数最佳水位。水位处理前期与后期相比较,前期植物密度、物种丰富度、Simpson多样性指数和重要值IV明显高于后期,说明长时期的水位胁迫对植物群落发展是不利的。（5）根据湿地植物繁殖库密度、季节变化特征,在今后湿地恢复工作中前期应以种子库为立足点,促进地表植被快速建群,后期应以芽库为立足点,达到稳定植物群落的目的。水位实验表明,长期的水分胁迫对植物群落的生长是不利的,今后为提高湿地生态恢复,应加强水分与环境因子的双重影响研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 研究内容
•   1.3 研究创新点及技术路线
•     1.3.1 研究创新点
•     1.3.2 技术路线
• 2 文献综述
•   2.1 湿地植物繁殖库
•   2.2 影响湿地植物繁殖库的因素
•   2.3 植被演替与湿地植物繁殖库
•   2.4 水位变化对湿地植物繁殖库的影响
• 3 研究材料和方法
•   3.1 研究区域概况
•     3.1.1 洞庭湖湿地概况
•     3.1.2 洞庭湖湿地植物资源
•     3.1.3 洞庭湖湿地主要的植物群落
•   3.2 实验设计
•   3.3 研究方法
•     3.3.1 取样方法
•     3.3.2 芽库的分类和计数方法
•     3.3.3 数据分析方法
• 4 洞庭湖湿地植物繁殖库特征及与地表植被关系
•   4.1 洞庭湖湿地土壤种子库的特征
•     4.1.1 种子库的密度与季节动态
•     4.1.2 种子库与地表植被的关系
•     4.1.3 小结与讨论
•   4.2 洞庭湖湿地芽库的特征
•     4.2.1 芽库密度和季节动态
•     4.2.2 植株密度和总生物量
•     4.2.3 芽库与地表植被的关系
•     4.2.4 小结与讨论
•   4.3 洞庭湖湿地植物繁殖库的特征
•     4.3.1 繁殖库的密度与季节动态
•     4.3.2 繁殖库与地表植被的关系
•     4.3.3 小结与讨论
• 5 洞庭湖湿地植物群落对水位变化的响应
•   5.1 不同水位下植物群落密度
•   5.2 不同水位下植物群落物种丰富度
•   5.3 不同水位下植物群落Simpson多样性指数
•   5.4 不同水位下植物群落重要值
•   5.5 小结与讨论
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•     6.1.1 洞庭湖湿地典型植物群落种子库的特征
•     6.1.2 洞庭湖湿地典型植物群落芽库的特征
•     6.1.3 洞庭湖湿地典型植物群落繁殖库的特征
•     6.1.4 洞庭湖湿地典型植物群落在不同水位下的群落特征
•   6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 研究生期间科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 蔡云鹤

导师: 王华静,陈心胜

关键词: 种子库,芽库,繁殖库,相似性系数,湿地

来源: 四川师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 四川师范大学

分类号: Q948.1

DOI: 10.27347/d.cnki.gssdu.2019.000301

总页数: 64

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