广西岩溶地区生境破碎化与植被生态系统稳定性研究
【摘要】：
广西是是西南岩溶脆弱生态系统的组成部分,是世界典型的亚热带岩溶地区之一。本研究选取广西南部北热带岩溶森林龙州县弄岗国自然保护区和东北部中亚热带桂林岩溶平原部分山地作为研究对象,在野外调查的基础上,应用数量生态学方法,从植物群落和种群生态学的角度,对广西岩溶植被的稳定性及破碎化进行了较为系统的研究,旨在为岩溶区退化生态系统植被恢复和重建工作提供科学的理论依据。
(1)初步调查表明,岩溶生境破碎化对植被的影响是以小面积的植被片段,如孤峰和残丘为主要影响,在较大植被片段中(如弄岗自然保护区),植被片段大小与植被稳定性相关性不密切。北热带弄岗自然保护区的岩溶森林样地的差异主要来自自身地质环境特点、水、热、土壤等条件。从年龄结构上看,在生境破碎化严重的桂林岩溶平原上,建群种青冈的种群稳定性较低,优势种群的结构不稳定,与群落演替和发育阶段有关,生境破碎化导致群落抵御自然和人为干扰的能力降低,最终导致群落的稳定性较差、自我恢复的能力较弱。而弄岗自然保护区的几种主要建群种的径级结构基本是呈金字塔型的,说明在生境破碎化程度较低的自然保护区内,植物种群有较稳定的年龄结构;而在桂林岩溶平原上只有地一个样地青冈种群年龄结构呈较明显的金字塔型,且该样地是本研究中所调查的群落面积最大的孤峰型岩溶群落。这也说明了在大斑块连续分布的植被生态系统中,种群维持稳定的能力较强。
(2)在生境破碎严重的桂林岩溶平原,所调查的样地群落生物多样性比破碎化程度较低的弄岗自然保护区高。生境破碎后产生的边缘效应,使生物多样性增加。高的生物多样性的群落并非具有高的稳定性,在生境破碎化情况下,恰恰相反,生物多样性高的群落,稳定性反而较差。生境破碎导致生境高度异质性,为适应不同生境的物种提供生态位空间,在一定程度上促进物种生态位的分化,但各个物种的生态幅可能很小,一旦受到干扰极可能丧失生态位;而弄岗自然保护区的原生植被经过长期演化,物种之间的竞争与协同关系已经十分稳定,各物种占据各自的生态位、具有较为稳定且较宽的生态幅,其他物种难以侵入群落内部占据生态空间,因而生物多样性指数相对有所降低。
(3)在乔木生物量差异方面,桂林岩溶区样地植被的乔木生物量普遍小于弄岗自然保护区,弄岗自然保护区6个样地的平均乔木生物量是桂林7个样地平均值的2倍多,说明生境破碎化对植被生物量的影响很大。但岩溶地区植被本身的生境特点对生物量的大小也有着直接的影响,如大林窗等。叶面指数的测量结果表明,在桂林7个样地中的乔木层叶面积指数小于弄岗自然保护区,说明破碎化生境中,植被的乔木光能利用率低,桂林7个样地中乔木层叶面积指数的大小,与破碎化面积的大小相关系数低,为0.332。说明在岩溶平原中,乔木层因为人为干扰因素多样,破碎化生境面积大小对乔木层的影响不是直接因素。但总叶面积(乔木层+灌木层)的叶面积指数与破碎化生境面积的相关系数为0.667,说明破碎化对植被光能利用有一定的影响。
(4)运用M.Godron稳定性测定方法原理,得出弄岗自然保护区物种稳定性与破碎化程度的关联性不明显,乔木树种稳定性水平相当。但在桂林岩溶平原中,植被稳定性与面积与周长比相关性很高,成正相关,即面积与周长比越大,稳定性越高。
【关键词】：岩溶 生境破碎化 生产力 植被稳定性 叶面积指数 【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：Q948.1
【目录】：
- 中文摘要4-6
- 英文摘要6-10
- 第一章 前言10-17
- 1.1 选题背景与研究目的、意义10-12
- 1.2 研究内容12
- 1.3 研究地点与自然环境概况12-17
- 1.3.1 研究区选择的依据及破碎化的代表性12-13
- 1.3.2 桂林地区概况13-15
- 1.3.3 弄岗自然保护区概况15-17
- 1.4 研究方法17
- 第二章 基本概念、内涵及研究进展17-31
- 2.1 生态系统与生态系统稳定性17-21
- 2.1.1 生态系统概念17
- 2.1.2 生态系统稳定性17-20
- 2.1.3 生态系统稳定性研究进展20-21
- 2.2 生物多样性21-25
- 2.2.1 生物多样性的概念21-22
- 2.2.2 物种多样性研究内容及进展22-24
- 2.2.3 冗余理论24-25
- 2.2.4 物种多样性与生态系统稳定的争议25
- 2.3 生境破碎化25-28
- 2.3.1 生境破碎化概念25-26
- 2.3.2 生境破碎化研究进展26-28
- 2.4 植物群落生物量和生产力28-29
- 2.5 植被叶面积指数29-31
- 第三章 植物群落物种组成与结构稳定性31-42
- 3.1 研究方法31-33
- 3.1.1 植被样地调查31-32
- 3.1.2 数据处理32-33
- 3.2 结果与分析33-41
- 3.2.1 桂林岩溶区植物群落的物种组成与数量特征33-36
- 3.2.2 弄岗自然保护区植物群落的物种组成与数量特征36-38
- 3.2.3 植被生物量特点38
- 3.2.4 建群种年龄结构38-41
- 3.3 讨论41-42
- 第四章 岩溶植被生态系统稳定性与破碎化关系42-45
- 4.1 研究方法42-43
- 4.1.1 植被生境破碎化调查42
- 4.1.2 植被物种稳定性量化42-43
- 4.1.3 群落叶面积指数测量43
- 4.2 结果与分析43-45
- 4.2.1 生境破碎化43-44
- 4.2.2 植被生态系统稳定性与生境破碎化关系44
- 4.2.3 植被叶面积指数分析44-45
- 4.3 讨论45
- 第五章 结论、探讨与存在的问题45-48
- 5.1 结论45-47
- 5.2 存在的问题47-48
- 参考文献48-56
- 致谢56-57
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