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《厦门大学》 2009年
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丹霞岩生草本植物群落中生物多样性与生态系统功能的关系

赵玉强  
【摘要】: 在福建丹霞地貌区的武夷山、连城和泰宁三地选取生长有丹霞岩生草本群落的样地16处,随机选择了300多个4m~2样方进行野外调查取样研究。通过对这些样方的植物物种进行鉴定、记录每个物种的表观覆盖度、生活型分类以及对每个生活型中部分优势物种当年生物量的测定,用间接估算法获取样方总地上生物量值,并以此作为样方小群落的净初级生产力。应用统计软件计算分析初级生产力、生产力在样方间的稳定性与物种丰富度的关系,并综合考虑不同的因素对结果的影响,包括全物种/显见种(盖度大于15%的物种)丰富度,与光照有关的植物分层数或者生态系统功能多样性,不同样方群落的物种和个体饱和度,高生产力物种的取样效应检测以及样地光照的空间变化率等。主要结果如下: (1)通过样方调查统计,3试验区调查样方内(不含对照样地)维管束植物的科属种数目为:武夷山63科114属135种,连城61科118属151种,泰宁76科151属197种,以泰宁最高。卷柏科、禾本科、苦苣苔科、荨麻科、鳞毛蕨科、水龙骨科为丹霞岩生草本群落的常见科。卷柏、山类芦、大花石上莲、江南卷柏、黄花菜等为丹霞岩生草本群落常见优势物种。 (2)泰宁试验区的样方全物种数与生产力的关系拟合曲线为S型曲线,符合冗余假说;而连城和武夷山试验区为散点,符合不确定假说。这一差异可能来自于不同试验区植被与植物多样性状况的不同。通过样方平均物种数与试验区内全部样方物种丰富度Gleason指数的比值(N_p/D)可知,武夷山的群落物种饱和度最低(N_p/D=0.39),而连城和泰宁较高(连城N_p/D=0.49,泰宁N_p/D=0.43);但连城样方的小群落个体饱和度又不及泰宁。 (3)所有3个试验区的样方显见种数与其生产力的关系都呈线性递增模式,符合“铆钉”假说。分析认为这与“铆钉”假说关于如何定义在生态系统中发挥作用的物种多样性的方法有关。 (4)无效假说所强调的非生物因子作为“隐藏处理”决定生态系统功能的论断也得到了光照空间变化率与样方间生产力的变化率存在一定相关的证据。具体是,山顶阳性丹霞样地的光照变化率比沟谷阴性丹霞要低,与此对应,泰宁状元岩阳性丹霞样地的生产力变化率也比潜龙峡阴性丹霞样地要低,但连城的九龙湖阳性丹霞样地反而比对照的仙桃谷阴性丹霞样地的生产力变化率要高。而且,光照变化率不仅对生产力的稳定性有作用,同时对物种丰富度也有影响。 (5)对生物多样性作用于生态系统功能的机制作了简单的探索。武夷山、泰宁试验区的样方内,随着与光照有关的植物分层数增加,生产力也呈线性递增;而随着大型丛生禾草生活型的植物取样率的提高,样方生产力也相应提高,但泰宁的取样效应不及武夷山。这一结果证实了取样效应在低生物多样性的样地中作用较为明显,而在高生物多样性的样地中,互补效应作用更为显著。 通过本文的分析,认为有关生物多样性-生态系统功能关系的4个基础假说在某种意义上都是正确的,只不过它们是针对不同生态系统模型的。在前人试验的基础上,本研究再次证明了生物多样性对于生态系统功能的作用,这种作用会受到非生物因子的修正。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:Q948

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