收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

内蒙古短花针茅草原生物多样性格局及环境解释

张庆  
【摘要】:生物多样性是生态系统功能和服务的必然前提,是自然生态系统和人类社会发展和维持的基本保障,它不仅可以直接为人类提供物质资源而具有巨大的直接价值,而且还为人类提供生态、科学、美学等间接价值。然而近年来,人类不合理的活动加速了生境丧失和物种绝灭的速率,对生态系统构成了严重破坏,日益威胁到人类的生存和发展,因而生物多样性问题引起国际社会的广泛关注。 本文以内蒙古短花针茅草原为研究对象,从基因、物种及群落三个层次探讨了其多样性特征、格局及其与环境因子的关系,在加深对植被生态学及生物多样性若干理论理解的同时,亦可以为科学、合理利用短花针茅草原提供指导,并为短花针茅草原受损生态系统恢复和重建提供科学依据和理论支持。主要研究结果如下: 1内蒙古短花针茅种群遗传多样性 采用RAPD (Random Amplified Polymorphism DNA, RAPD)分子标记技术,从102条10碱基随机引物中筛选出28条有效引物,共扩增出308条DNA带,多态性DNA带151条,占49.03%,特异性DNA带45条,占14.61%,遗传多样性较为丰富(49.03%),但低于同种方法获得的大针茅(54.75%)和克氏针茅(74.67%)的遗传多样性;等级聚类、PCA(Principal Component Analysis, PCA)分析和UPGMA (Unweighted Pair-Group Method with Arithmetic mean, UPGMA)聚类三种不同方法都将8个不同地理种群分为同样的两类:暖温性种群和中温性种群,聚类结果与种群的空间分布相吻合,经Mantel检验发现,遗传距离与地理距离存在显著相关性;DCCA (Detrended Canonical Correspondence Analysis, DCCA)与Pearson相关分析表明,短花针茅种群的遗传分化与热量因子(≥10℃积温、≥0℃积温、最冷月平均气温、年平均气温、最热月平均气温和无霜期)存在显著的相关关系。综上可知:热量差异的自然选择是导致短花针茅种群产生遗传分化的主要原因,而较强的基因流在其遗传分化中也起到了不可忽略的作用。 2内蒙古短花针茅草原物种多样性 研究区共统计种子植物31科,96属,161种,且集中分布在菊科(Compositae,29种)、豆科(Leguminosae,25种)、禾本科(Gramineae,23种)、百合科(Liliaceae,10种)等几个大科,区系的优势现象非常明显;该区属种比为班.68,较内蒙古自治区(1/3.33)及全国(1/8.73)均低,物种分化程度低;植物区系组成具有明显的温带性质,但与热带植物区系也存在一定的亲缘关系,具有过渡性;植物生活型特征表明本区多年生草本植物占绝对优势,表现出草原植物群落种类组成的特征,但由于该区土壤覆沙或沙质化明显,因此,灌木和半灌木种类也较多;植物水分生态类群以旱生为主,非旱生也占有很大比例,具有明显的过渡性。 内蒙古短花针茅草原物种丰富度存在较大的空间变异,由西向东,随着经度增加物种丰富度呈现显著增多的经度格局,由南向北,随着纬度增加物种丰富度也呈现显著增多的纬度格局,物种丰富度随纬度增加而增多的纬度格局并不是纬度这一地理因子造成的,是在该特定研究区内经度和纬度的共线性造成的;年平均降水量是影响物种丰富度格局的主要气候因子,年平均温度及潜在蒸散量逐一次之,且在干旱及半干旱地区年平均降水量被作为生产力假说中的重要指标,因此,生产力假说是最适合揭示该区物种丰富度分布格局的现代气候假说;气候因子总共只解释了物种丰富度分布格局23.7%的变异,说明物种丰富度分布格局是多种因素(地史、现代气候、随机因素、人为干扰)综合作用的体现,不同区域及不同尺度下各种因素起的作用是不同的。 既然生产力假说是最适合揭示该区物种丰富度分布格局的现代气候假说,于是从局域尺度及七个景观尺度(最小幅度为100×100 km,按照100 km连续增加,直到最大幅度为700×700 km)下探讨了生产力与物种丰富度关系的尺度依赖效应。发现局域尺度上生产力与物种丰富度呈单峰曲线关系,随着空间尺度的增大,两者间的正线性关系将变得更加普遍;生物因素是局域尺度生产力与物种丰富度呈单峰曲线关系最主要的原因,环境异质性(内蒙古草原主要是降水异质性)是生产力与物种丰富度在大尺度呈现正线性关系的主导因素;结合前人不同生态尺度下生产力与物种丰富度间关系的研究,本研究通过一系列地理尺度共同证实了生产力与物种丰富度间的正线性关系在内蒙古草原最为常见。 3内蒙古短花针茅草原群落多样性 运用双向指示种分析法(Two-way Indicator Species Analysis, TWINSPAN)在第四级水平上将短花针茅草原分为16个群丛,并运用除趋势典范对应分析排序方法分析了环境因子、空间因子、两者交互作用及其它因素对内蒙古短花针茅群落类型格局的影响:一方面,DCCA前两排序轴集中了大部分信息(75.3%),第一、二排序轴分别突出反映了群落类型格局在热量、水分梯度上的变化,并由此构建了内蒙古短花针茅草原生态系列图式,另一方面,环境因子对群落类型格局的解释能力为70.7%,其中26.5%为单纯环境因子引起,空间因子解释能力为55.6%,其中11.4%是独立于环境因子的,44.2%是环境因子和空间因子交互作用导致的,未能解释的部分达17.9%。综上可知,就本项研究所涉及的区域而言,环境因素(主要是热量和水分因素)是导致短花针茅草原群落类型分布格局的主导因素,且热量占主导地位。 与此同时,选择赛汉、化德、准格尔3个典型样地,分析了局域尺度微地形对植被格局的影响及土壤效应。在群落结构方面,微地形通过地貌过程和起伏变化,外加风蚀、水蚀影响,严重改变了表层土(尤其是0-5 cm)的土壤特征,从而影响了建群种和优势种沿坡面的分布格局,进而导致缓丘上部坡面和下部坡面植被类型明显分异,且以群落复合体的形式出现,上部坡面发育的是本区气候顶级群落,下部坡面发育的为地形群落;在生态系统功能方面,微地形通过起伏作用导致了水分因子在空间的再分配,从而形导致上部坡面和下部坡面生产力的差异,且下部坡面生产力高于上部坡面,形成2个不同的功能区域;在物种多样性方面,微地形导致在极小的范围内形成了非常明显的生境异质性,提供了多样化的生存环境,为局域范围内生物多样性的形成与维持提供了一种重要机制。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐连秀;蒙荣;慕宗杰;;短花针茅荒漠草原植物群落优势种群分布格局研究——以内蒙古四子王旗荒漠草原为例[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2008年02期
2 张淑艳,李德新,徐光珍;放牧对短花针茅荒漠草原草群氮贮量分配及动态的影响[J];中国草地;1998年03期
3 孙熙麟;王明玖;陈海军;陈丽丽;娜乐;;短花针茅荒漠草原地下生物量对不同强度放牧的响应[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2010年04期
4 毕力格图,索培芬,康俊霞,韩国栋,赵萌莉;载畜率对短花针茅荒漠草原植物群落影响的研究[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2004年04期
5 成向荣;黄明斌;邵明安;樊军;;紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分研究[J];草地学报;2008年02期
6 张庆;牛建明;董建军;;内蒙古地区短花针茅(Stipa breviflora)种群遗传多样性[J];生态学报;2008年07期
7 韩国栋,许志信,章祖同;划区轮牧和季节连续放牧的比较研究[J];干旱区资源与环境;1990年04期
8 闫瑞瑞;卫智军;辛晓平;刘红梅;杨静;乌仁其其格;;放牧制度对荒漠草原可萌发土壤种子库的影响[J];中国沙漠;2011年03期
9 刘红梅;卫智军;杨静;吕世杰;吴艳玲;刘荣;运向军;;不同放牧制度对荒漠草原短花针茅空间异质性的影响[J];干旱区资源与环境;2011年08期
10 章祖同;许志信;韩国栋;;划区轮牧和季节连牧的比较试验[J];草地学报;1991年01期
11 董占峰,冯根元,傅俊峰;围栏休闲对短花针茅草原影响[J];内蒙古草业;1999年02期
12 赵萌莉,许志信;短花针茅荒漠草原主要牧草再生特性及其影响因素的研究[J];草地学报;1994年02期
13 杨静,朱桂林,高国荣,卫智军,韩国栋;放牧制度对短花针茅草原主要植物种群繁殖特征的影响[J];干旱区资源与环境;2001年S1期
14 苏吉安,娜日苏,董清,李志勇;锡林郭勒盟短花针茅草场鼠类区系及其鼠害防治[J];内蒙古草业;2003年03期
15 谢娇;肖娅萍;李秀华;;陕西镇安三叶木通群落的多元分析和环境解释[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2008年01期
16 闫瑞瑞;卫智军;运向军;褚文彬;乌仁其其格;辛晓平;;放牧制度对短花针茅荒漠草原主要植物种光合特性日变化影响的研究[J];草业学报;2009年05期
17 张春雨;赵秀海;赵亚洲;;长白山温带森林不同演替阶段群落结构特征[J];植物生态学报;2009年06期
18 陈世鐄;张昊;;短花针茅的生态生物学特性的研究[J];内蒙古草业;1991年04期
19 朱桂林,杨洪琴,卫智军,韩国栋;短花针茅草原群落种间联结研究[J];草业学报;2004年05期
20 占布拉,张昊,陈世鐄,贾鲜艳;短花针茅荒漠草原撂荒恢复规律的研究[J];中国草地;2000年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈海军;单玉梅;王明玖;;不同载畜率下短花针茅(Stipa breviflora)生殖性状的变异与相关性分析[A];第八届博士生学术年会论文摘要集[C];2010年
2 卢宗盛;高永顺;周旭;;辽河油田陆相遗迹组构类型及其环境解释[A];2001年全国沉积学大会摘要论文集[C];2001年
3 卢宗盛;高永顺;周旭;;辽河油田陆相遗迹组构类型及其环境解释[A];2001年全国沉积学大会摘要论文集[C];2001年
4 齐永安;胡斌;;塔里木盆地上泥盆统东河塘组遗迹组构及其环境解释[A];中国古生物学会第21届学术年会论文摘要集[C];2001年
5 王润心;;包兰铁路沙坡头地区旱生人工植被的稳定性[A];中国治沙暨沙产业研究——庆贺中国治沙暨沙业学会成立10周年(1993-2003)学术论文集[C];2003年
6 梁雪琼;周华荣;;新疆灌木植物物种多样性分布格局及其与地理因子的关系[A];2011年全国系统与进化植物学暨第十届青年学术研讨会论文集[C];2011年
7 孙峰华;;中国大陆上市公司发展态势和空间分布格局及其可持续发展研究[A];地理教育与学科发展——中国地理学会2002年学术年会论文摘要集[C];2002年
8 曹同;赵青;于晶;宋国元;;上海市公园的苔藓植物多样性及其分布格局[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
9 汤孟平;;基于相邻网格调查的近自然毛竹林结构特征研究[A];第二届中国林业学术大会——S3 森林经理与林业信息化的新使命论文集[C];2009年
10 曹同;赵青;于晶;宋国元;;上海市主要公园的苔藓植物多样性及其分布格局[A];中国生物多样性保护与研究进展——第五届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张庆;内蒙古短花针茅草原生物多样性格局及环境解释[D];内蒙古大学;2011年
2 刘红梅;短花针茅草原群落特征与草地空间异质性对不同放牧制度的响应[D];内蒙古农业大学;2011年
3 闫瑞瑞;不同放牧制度对短花针茅荒漠草原植被与土壤影响的研究[D];内蒙古农业大学;2008年
4 张璞进;鄂尔多斯高原藏锦鸡儿(Caragana tibetica)的生态适应性[D];内蒙古大学;2011年
5 运向军;短花针茅草原对禁牧休牧的响应及休牧期家畜舍饲研究[D];内蒙古农业大学;2010年
6 张春雨;长白山针阔混交林种群结构及环境解释[D];北京林业大学;2009年
7 侯扶江;草地-马鹿系统的草地表现[D];甘肃农业大学;2000年
8 陈海军;荒漠草原主要植物种群繁殖性状及化学计量特征对载畜率的响应[D];内蒙古农业大学;2011年
9 李金霞;鄂尔多斯高原西部植被—土壤—土壤动物对荒漠化的响应[D];东北师范大学;2011年
10 王翠红;中国陆地生物多样性分布格局的研究[D];山西大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高福光;增温和施氮对短花针茅有性繁殖的影响[D];内蒙古农业大学;2010年
2 娄菊霞;克氏针茅(Stipa krylovii)和短花针茅(Stipa breviflora)的遗传分化与生态分异[D];内蒙古大学;2010年
3 毕力格图;载畜率对短花针茅草原放牧系统植物群落和绵羊影响的研究[D];内蒙古农业大学;2003年
4 敖登高娃;载畜率对短花针茅草原植物群落及其种群生理生态的影响[D];内蒙古农业大学;2004年
5 梁金华;内蒙古荒漠化草原四种植物的根系构型特点及其生态适应性研究[D];内蒙古农业大学;2012年
6 徐丽君;四种针茅种子萌发及其幼苗生长的研究[D];内蒙古农业大学;2006年
7 李勤奋;放牧制度对短花针茅草原植物群落和家畜体重的影响[D];内蒙古农业大学;2001年
8 李湘洲;公路系统铅污染分布格局及其作物对铅累积状况的研究[D];中南林学院;2001年
9 吴翠;水蕨濒危机制的生态学研究[D];武汉大学;2005年
10 孙晓霞;黄土高原马栏林区植被与环境耦合关系的研究[D];陕西师范大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 任欢;青铜峡市草原植被覆盖度恢复至45%[N];华兴时报;2010年
2 王学进;科技人才分布格局亟须改变[N];中国工业报;2006年
3 郭军宁;中华民族多元一体格局理论的充实与发展[N];中国社会科学院院报;2005年
4 本报记者 乔林生;库存分布格局改变 调控主导市场价格[N];期货日报;2006年
5 沃特;制造行业信息化梯级式分布格局已经确立[N];中国冶金报;2008年
6 早报记者 刘秀浩;沪写字楼供应正向郊区转移[N];东方早报;2007年
7 早报地产评论员 杨羚强;市区写字楼供不应求 未来开公司得去郊区[N];东方早报;2007年
8 王文;钢铁行业已进入整合应用阶段[N];现代物流报;2008年
9 李秀中;上海人口增长重心摆向郊区[N];第一财经日报;2006年
10 本报评论员;清理红头文件促建阳光政府[N];南方日报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978