小钦岛植物群落构建机制研究

论文摘要

岛屿生态系统是研究植物群落构建机制的“天然实验室”,研究海岛植物物种多样性、植物功能性状、群落谱系结构,对于理解海岛植物群落物种共存和群落构建机制具有重要意义。为保护和恢复海岛植被生态系统,以温带典型海岛—小钦岛植物群落为研究对象,2016-2018年连续三年实地调查了小钦岛植物群落物种组成、生长状况以及生长环境特征数据;分别从物种、物种多样性、植物功能性状以及谱系结构四个方面,运用方差分析、相关性分析、RDA冗余分析等方法探讨了物种多样性和植物功能性状不同生境梯度上分布差异状况,以及影响群落构建的环境驱动因子,群落谱系结构上,运用谱系指数从进化角度揭示生态位理论和中性理论在解释小钦岛植物群落构建过程中的重要性,从谱系结构上解释现存植物群落形成、维持的构建机制,为海岛植被恢复提供建议。结果表明:（1）物种组成区系分布,在调查的176个样地中共记录植物121种,隶属42科104属,不同层次科、属、种数大小顺序均表现为草本层>灌木层>乔木层,其中禾本科、菊科、百合科植物物种较多,以世界广布科为主,其大部分属、种主产在温带,温带分布科较广,热带及亚热带科属有一定分布,反映了小钦岛植物区系有着较长的历史起源以及具有一定的热带亲缘。小钦岛植物大部分为单型属。与其它岛屿相比,物种丰富度相对较低,符合“种面积关系”。（2）物种多样性及其维持机制,小钦岛不同生活型Shannon-Wiener指数、Simpson指数、物种丰富度指数大小顺序均为草本层>灌木层>乔木层,Pielou均匀度指数大小表现为灌木层>草本层>乔木层,草本植物物种多样性指数最高,物种最丰富。乔木为人工林,主要受人为干扰影响。物种多样性在坡向梯度变化上具有显著性差异（p<0.05）,坡向是影响物种多样性的主要地形因子,土壤含水量是影响物种多样性的主要土壤因子。（3）植物功能性状的变化及其环境驱动因子,植物功能性状的空间差异变化规律主要体现在坡位的变化上。坡位是影响植物功能性状最为关键的地形因子,随着坡位的升高,叶片全氮、比叶面积、植株高度逐渐减小,茎密度逐渐变大,水热养分条件成为植物生长的主要限制因子,速效钾和速效磷通过影响植物光合作用而成为影响植物功能性状的主要土壤因子。（4）群落谱系结构可以解释进化过程和生态过程对群落物种组成的影响,通过分析NRI、NTI指数,发现小钦岛绝大部分样地植物群落谱系结构表现为发散,表明群落物种间的竞争排斥作用在群落构建中起主导性作用,其中3个群落NRI和NTI指数正负相反,表明样地群落物种生态位重叠度较高,物种竞争排斥激烈,群落构建过程可能受到物种生物特征、干扰作用、病害、干旱胁迫等因素影响,加剧了群落物种动态过程的不稳定性。综合物种、生物多样性、植物功能性状和群落谱系结构推断,物种组成受历史区域过程影响,小钦岛距离陆地远海域隔离了物种的有效交流,区域过程无法解释其物种共存原因。物种多样性和植物功能性状在主要受地形因子引起的水热条件的限制,分别在坡向、坡位上具有明显的差异性。群落谱系结构从进化和生态过程角度解释了植物群落物种竞争在群落构建中占主导作用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 国外研究现状
•     1.2.2 国内研究现状
•   1.3 研究区
•     1.3.1 长山列岛自然概况
•     1.3.2 小钦岛概况
•   1.4 研究内容
•   1.5 研究目标
•   1.6 研究意义与创新
•   1.7 研究方法与技术路线图
• 第2章 植物群落及其物种多样性
•   2.1 研究方法
•     2.1.1 样地设置与调查
•     2.1.2 植被数据处理
•     2.1.3 土壤数据测定方法
•     2.1.4 环境数据处理
•   2.2 结果
•     2.2.1 小钦岛物种组成和分布特征
•     2.2.2 物种多样性特征
•     2.2.3 植物物种多样性与土壤因子、人工林因子的关系
•     2.2.4 植物物种多样性与地形因子的关系
•       2.2.4.1 小钦岛不同坡向植物物种多样性特征
•       2.2.4.2 小钦岛不同坡位植物物种多样性特征
•       2.2.4.3 小钦岛不同坡度级上植物物种多样性特征
•   2.3 讨论
•     2.3.1 物种组成特征
•     2.3.2 物种多样性特征分析
•     2.3.3 植物物种多样性影响因素
•       2.3.3.1 土壤因子
•       2.3.3.2 人工林因子
•       2.3.3.3 地形因子
•   2.4 本章小结
• 第3章 小钦岛植物功能性状及其驱动因子
•   3.1 研究方法
•     3.1.1 群落调查
•     3.1.2 植物功能性状采集测定
•       3.1.2.1 植物叶片功能性状
•       3.1.2.2 茎组织密度
•     3.1.3 土壤取样与测定
•     3.1.4 数据分析
•   3.2 结果
•     3.2.1 植物功能性状空间特征
•       3.2.1.1 小钦岛植物功能性状不同坡位梯度上的变化特征
•       3.2.1.2 小钦岛植物功能性状不同坡向梯度上的变化特征
•       3.2.1.3 小钦岛植物功能性状不同坡度等级上的变化特征
•     3.2.2 植物功能性状的变化及其环境驱动因子
•   3.3 讨论
•     3.3.1 地形因子对小钦岛植物功能性状的影响
•     3.3.2 土壤因子对小钦岛植物功能性状的影响
•   3.4 小结
• 第4章 小钦岛群落谱系构建机制
•   4.1 研究方法
•     4.1.1 样地设置与调查
•     4.1.2 群落谱系调查方法
•       4.1.2.1 谱系树构建
•       4.1.2.2 群落谱系指数
•       4.1.2.3 数据分析
•   4.2 结果
•     4.2.1 群落谱系构建机制
•   4.3 讨论
•   4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 附录 A
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 位彬

导师: 衣华鹏

关键词: 物种多样性,功能性状,谱系结构,群落构建机制,海岛

来源: 鲁东大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 鲁东大学

分类号: Q948

总页数: 63

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