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《北京林业大学》 2011年
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米氏冰草繁殖生态学特征及种群竞争机制

金晓明  
【摘要】:呼伦贝尔沙地是呼伦贝尔草原在人类不合理利用下演替形成的一种退化草地类型。呼伦贝尔沙地的形成对我国北方生态环境产生了负面影响,又制约了当地的经济发展。目前,呼伦贝尔沙地的植被恢复显得尤为重要。米氏冰草(Agropyron michnoi)是无性系草本植物,在沙地环境具有较强的适应性。为了解米氏冰草在沙地的适应机制,本文采取种群繁殖生态学的方法,对米氏冰草种群在沙地植被恢复不同阶段,以及在种间竞争下的繁殖特性进行研究,揭示无性系植物在沙地生境中的繁殖扩散及调节适应机理,为种群繁殖生态学的研究提供理论依据。具体研究结果简述如下:关于沙地植被恢复不同阶段米氏冰草的繁殖生态学特征的研究表明: (1)米氏冰草在植被稀疏的流动沙地作为先锋种定居后,其分株、根茎及苗等构件均呈增长型年龄结构,即依靠无性系各构件的快速增长,形成植被的快速固定过程,并成为群落中的优势种。当植被恢复到固定沙地阶段后,米氏冰草的分株、根茎及苗等构件均呈稳定型年龄结构,即种群达到一定环境容纳量后,保持稳定状态,并在没有干扰的情况下,仍保持其优势种地位。 (2)营养繁殖是米氏冰草的主要繁殖方式。随着沙化草地的自然恢复进程,米氏冰草种群由数量较少的大个体分株,变成数量较多的小个体分株,且其有性繁殖的分配比率也呈降低趋势。即实现由r-策略者向k-策略者转变的过程。 (3)米氏冰草在沙地能成为先锋种,是由于土壤种子库中25%的米氏冰草种子可以萌发并形成实生单株。但其有性繁殖后代的数量比率远远低于营养繁殖后代,有性繁殖后代在种群中所占比率不足6%。而在固定沙地阶段,米氏冰草种群完全由营养繁殖而形成,无法靠种子繁殖而定居。 (4)在米氏冰草的营养繁殖潜在种群中,冬性苗比率明显高于冬性芽,且冬性苗对现实种群的贡献远远大于冬性芽。冬性苗中的分蘖节苗转化为现实种群的比率高于根茎苗。且随着沙地生境的改善,米氏冰草的冬性根茎苗和冬性分蘖节苗的转化为现实种群的效率明显提高。 关于沙地米氏冰草与羊草种间竞争下的繁殖策略研究表明: (5)在种间竞争中,羊草采取了明显增加地下根茎生物量的分配,并快速占据地下生态位的策略,从而使米氏冰草的根茎生物量减少,降低地下资源的获取能力,进而降低地上构件的生物量,在种间竞争中占劣势地位。随着时间的进程,在地上分株数量、分株生物量及总生物量上,米氏冰草均呈减少趋势,羊草均呈增加趋势。 (6)3年内,米氏冰草种群分株数量年龄结构的变化规律为:增长型—稳定型—哀退型,而羊草种群分株数量的年龄结构始终为明显的增长型。即在米氏冰草与羊草种间竞争下,米氏冰草种群将失去优势地位,而羊草种群的优势将增强。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S543.9

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