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《兰州大学》 2015年
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高原鼠兔干扰对青藏高原高寒草甸优势植物叶片性状及生态化学计量比的影响

李倩倩  
【摘要】:高原鼠兔是青藏高原特有的小型哺乳类动物,也是高寒草甸生态系统的关键种,其通过挖洞和选择采食行为干扰高寒草甸生态系统,而这种干扰则通过改变高寒草甸的生境和植物间的竞争关系而影响不同植物的生长和发育过程,从而调控群落演变趋向。植物叶片性状作为植物主要的可塑性形态特征,能够反映植物生存和适应环境的对策,分析高原鼠兔干扰对植物叶片性状特征的影响,可从植物个体水平上揭示高原鼠兔调控植物群落演变趋向的机制。植物叶片性状的变化受植物自身生物学特征和环境变化的影响,而植物生态化学计量特征往往反映植物适应变化环境时植物与土壤间的协同关系,因此查明高原鼠兔干扰对植物生态化学计量特征的影响,可揭示植物叶片性状发生适应变化的机制。因此本研究采用高原鼠兔有效的洞口数密度划分高原鼠兔干扰水平的方法,研究了青藏高寒高原东缘地区高寒草甸几种优势植物叶片性状和生态化学计量对高原鼠兔干扰的响应,以期为揭示高原鼠兔干扰程度驱动高寒草甸演变趋向提供理论依据,完善小型草原动物与植物间关系的研究方法。主要结果如下:1阐明了高寒草甸群落随高原鼠兔干扰程度增加的变化特征随着高原鼠兔干扰程度增加,优势植物高山嵩草优势种地位逐渐降低,部分伴生种地位有些增加,而部分有所降低。高寒草甸植物群落生物量、高度和盖度均干扰水平Ⅲ时最大,说明高原鼠兔干扰水平从增加至Ⅲ的过程中,高寒草甸群落正向演变,当干扰水平超过Ⅲ时,高寒草甸群落逆向演变。2查清了主要优势植物叶片性状特征对高原鼠兔干扰的响应优势植物叶片性状特征指标对高原鼠兔干扰的响应存在一定的分异现象。高原鼠兔干扰水平为Ⅱ和Ⅲ时叶片叶绿素含量高于干扰水平为Ⅰ和Ⅳ时叶片叶绿素含量,但类胡萝卜素含量却随高原鼠兔干扰程度增加而逐渐降低。高山嵩草的比叶面积显著高于垂穗披碱草和小花草玉梅(P0.05),但三种植物比叶面积随高原鼠兔干扰程度的变化与年际有关,2013年其随高原鼠兔干扰增加而逐渐降低,2014年却表现为先增加后降低的变化趋势。优势植物叶片干物质含量随高原鼠兔干扰程度增加于2013年显著增加(P0.05),但20]4年却先降低后增加。因此叶绿素含量和类胡萝卜素含量作为叶片性状指标较叶片比叶面积和叶片干物质含量相对稳定,适量高原鼠兔干扰能够提高植物叶片干物质含量。3解析了高原鼠兔干扰对优势植物叶片及土壤生态化学计量比的影响优势植物叶片N、P含量随高原鼠兔干扰程度增加呈现先增加后降低的趋势,N、P含量以及N:P均在干扰水平为Ⅱ和Ⅲ时最大。高原鼠兔干扰水平Ⅰ到Ⅲ时,土壤N和P变化不显著,但增至干扰水平Ⅲ之后,表现为十分明显逐级降低的发展趋势(P0.05),但土壤N:P却表现为较为明显的逐渐递增的发展趋势(P0.05)。因此适宜高原鼠兔干扰并没有明显影响土壤养分含量,即高原鼠兔干扰水平处于Ⅱ和Ⅲ时,从土壤养分角度,可能是适宜干扰范围,并不致土壤养分退化。4确定了高原鼠兔干扰背景下植物叶片性状之间及植物与土壤生态化学计量比之间的关系叶片P含量不仅与类胡萝卜素有极显著负相关关系(P0.01),而且与叶绿素含量有显著负相关关系(P0.05);叶片干物质含量则随着叶绿素含量递增而逐渐下降(P0.05),叶绿素含量的上升伴随着比叶面积的逐渐下降;比叶面积的上升伴随着叶片干物质含量极为明显的增加(P0.05)。优势植物叶片N含量的上升伴随着叶片P含量的降低(P0.01);优势植物叶片P含量的上升伴随着土壤P含量的提高;土壤N含量在提高的同时土壤P含量也呈现逐渐递增的趋势;优势植物叶片N含量在逐渐上升时,土壤N含量却逐渐下降。
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