高寒草甸种子雨与群落结构的关系研究

【摘要】： 种子雨是植物生活史动态过程中一个不可缺少的环节,对于它的研究,可以预测土壤种子库的物种组成和大小以及植被的更新与演替的趋势,种子雨动态的理解对于植物种群的补充和再生也是极为重要的,所以目前针对种子雨和土壤种子库的研究已成为植物种群生态学和群落生态学中比较活跃的领域,而且变得越来越热。然而,目前对高寒地区种子雨的研究相对较少,尤其是对青藏高原高寒草甸生态系统的研究。本试验研究了青藏高原东部高寒草甸种子雨与植物群落结构的动态关系,通过研究该地区种子雨的时空动态,物种组成,以及与地上植被间的关系,为高寒草甸生态系统生物多样性的保护以及退化草地的合理利用与恢复重建、“黑土滩”的治理可提供理论依据。通过本研究我们得出以下主要结果： (1)高寒草甸种子雨主要由近60种植物种子组成,隶属17个科,种子密度约为2528粒／m2-15599粒／m2。主要有禾本科(Gramineae),莎草科(Cyperaceae),毛莨科(Ranunculaceae),菊科(Compositae),玄参科(Scrophulariaceae),龙胆科(Gentianaceae),豆科(Leguminosae)等7个科常见种。 (2)高寒草甸种子雨的散布可分为初始期,高峰期和消退期三个时期。种子雨降落数量从每年的7月底开始到10月中旬结束,7月底到9月底总体上处于上升阶段,9月底到10月中旬总体上处于下降阶段。其降落主要集中在9月中旬到10月上旬,占总量的78%-85%,其中9月底的种子降落达到最高峰,占到了其中的42%-54%。种子雨降落的数量动态呈现“单峰”模式,不同时间段的种子雨多度差异显著。年际动态变化除了受光照时间、积温、降水量等环境因素影响外,种子生产上的大小年现象也是重要的影响因素之一。 (3)高寒草甸种子雨的散布情况(种子雨多度,物种丰富度,物种多样性)在小尺度(收集器间)上存在显著差异,种子雨的物种组成在小尺度空间分布上具有不均一性；在大尺度上(两试验点间)高寒草甸种子雨的多度,物种丰富度,物种多样性也存在着显著差异,其物种组成也具有不均一性。 (4)高寒草甸种子雨与地上植被间的物种组成有一定的正相关性,所属类群基本一致。但是,种子雨各物种的相对多度和植被中各物种的相对多度间存在着显著差异,禾本科,毛茛科以及玄参科等种子雨的相对多度明显高于其在植被中的相对多度,而在植被中的优势物种莎草科和菊科等在种子雨中所占比重却很少。同时,高寒草甸种子雨的物种丰富度和多样性指数明显低于其植被的物种丰富度和多样性指数。 (5)高寒草甸的主要建群种线叶嵩草(Kobresia capillifolia),矮嵩草(Kobresia humilis),四川嵩草(Kobresia setchwanensis)等嵩草属物种在种子雨中并不占优势。嵩草等莎草科和披碱草等禾本科植物在地上植被中的优势地位主要是依赖于营养繁殖来维持和巩固的,在其种群的延续上种子虽然也起一定的作用,但营养繁殖的作用更大。