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《兰州大学》 2009年
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陇东草原主要植物枯落物水提液对种群和群落的影响

袁航  
【摘要】: 以陇东草原3种主要植物长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedezadavurica)和茵陈蒿(Artemisia.Capillaris)枯落物水提液为施体材料,根据不同放牧率样地、封育样地、退耕地、自由放牧地枯落物量的多年测定值,结合多年的降水量观测值,将枯落物水提液浓度设为0、2.5%、5.0%和10.0%4个梯度。通过野外盆栽(避雨、避鸟)、种群和群落试验,研究枯落物水提液对达乌里胡枝子、苜蓿和小麦的幼苗生长,对草原主要植物种群的株高、分蘖(枝)数、密度和实生苗数,以及对群落主要植物株高、分蘖(枝)数、盖度、实生苗数和种子库的影响。主要结果如下: 1枯落物水提液对幼苗生长的影响 长芒草枯落物水提液抑制达乌里胡枝子株高(P<0.05),增加苜蓿及小麦株高(P<0.05)。2.5%和10.0%的水提液提高苜蓿地上部分和全苗重(P<0.05),2.5%和5.0%的水提液降低达乌里胡枝子幼苗地上部分及全苗重(P<0.05),对达乌里胡枝子、苜蓿出苗率以及小麦幼苗的出苗率和株高均无显著影响(P>0.05)。 达乌里胡枝子枯落物水提液促进其自身出苗,但降低自身株高(P<0.05)。提高苜蓿出苗率(P<0.05)。2.5%和5.0%的水提液增加苜蓿株高,10.0%水提液抑制苜蓿株高,在浓度梯度上表现为凸抛物线的作用规律。5.0%和10.0%水提液降低苜蓿干重(P<0.05),对小麦出苗率及株高、自身干重均无显著影响(P>0.05)。 茵陈蒿枯落物水提液在2.5%浓度下可促进苜蓿出苗率和株高,而5.0%及10.0%浓度下对其表现为抑制作用。各浓度的茵陈蒿枯落物水提液均降低达乌里胡枝子幼苗株高(P<0.05)。5.0%的水提液减少达乌里胡枝地上干重;2.5%的水提液促进苜蓿地上干重,而抑制其根干重,5%的水体液抑制地上干重;5.0%的水提液促进小麦根系生长,而对小麦幼苗株高、达乌里胡枝子出苗率及株高和小麦出苗率无显著影响(P>0.05)。 2枯落物水提液对植物种群的作用 长芒草枯落物水提液对自身株高存在抑制效应(P<0.05),不同浓度之间差异不显著;对达乌里胡枝子及茵陈蒿株高均无明显影响(P>0.05)。对自身分蘖呈抑制作用(P<0.05);对达乌里胡枝子分枝数的促进效应先随水提液浓度增大而增强(P<0.05),当浓度到达5.0%时,其作用不再增强;在水提液浓度梯度上,茵陈蒿分枝数先增加后减少,呈凸抛物线状变化(P>0.05)。在浓度梯度上,自身及达乌里胡枝子密度均表现先提高后下降的凸抛物线变化(P<0.05);茵陈蒿密度增加(P<0.05),当浓度超过5.0%时,不再增大。 达乌里胡枝子枯落物水提液对长芒草株高表现出抑制效应(P<0.05),而对自身株高的促进效应及对茵陈蒿株高的抑制效应均不显著(P>0.05)。对茵陈蒿分枝数有抑制效应,且随着浓度的增大其效应增强(P<0.05);对长芒草分蘖数及其自身分枝数无明显影响(P>0.05)。对3种植物密度均有促进效应(P<0.05),其中对长芒草的作用浓度间差异不显著,自身密度随水提液浓度的增高呈现增强趋势,而茵陈蒿密度在浓度梯度上先增加、后下降,呈凸抛物线变化。 茵陈蒿枯落物水提液抑制长芒草株高(P<0.05);促进达乌里胡枝子株高(P<0.05),但随浓度降其作用减弱;对自身株高无显著影响(P>0.05)。对长芒草分蘖先促进后抑制;对达乌里胡枝子分枝数无明显影响(P>0.05);而对自身分枝数具抑制效应(P<0.05),且随浓度的增大其作用减弱。对3种植物密度均具促进效应(P<0.05),其中对长芒草和其自身的促进效应在浓度梯度上呈凸抛物线规律(P<0.05),对达乌里胡枝子密度的促进作用随浓度的增大而增强。 3枯落物水提液对植物群落的作用 在群落中,长芒草枯落物水提液对华北岩黄芪株高有促进效应(P<0.05),随浓度增大其作用增强;在10.0%浓度下,对米口袋株高有促进效应(P<0.05);对茵陈蒿株高影响不大(P>0.05);而对冷蒿的抑制强度随浓度的增大而增强。达乌里胡枝子和茵陈蒿分枝数在浓度梯度上先增加、后减少,呈凸抛物线(P<0.05);而水提液对长芒草分蘖和冷蒿分枝数均具抑制效应(P<0.05)。对达乌里胡枝子和茵陈蒿盖度无明显影响;降低二裂委陵菜盖度;对冷蒿盖度具促进效应(P<0.05),且随着浓度的增加而增强。综合指数显示,对长芒草枯落物水提液最敏感的植物是二裂委陵菜;敏感指标依次为:盖度>分蘖(枝)>株高;对植物作用效果最明显的水提液浓度为5.0%。 达乌里胡枝子枯落物水提液对自身株高具抑制效应(P<0.05),且随着浓度的增大其效应增强;对茵陈蒿和沙蓬株高无显著影响(P>0.05);对华北岩黄芪株高具抑制效应(P<0.05),其抑制作用在浓度间变化不大。对茵陈蒿和披针叶黄华分枝数具抑制效应(P<0.05),且随浓度的增加其作用均增强;对长芒草分蘖及二裂委陵菜分枝数均无明显影响(P>0.05)。降低自身和冷蒿盖度(P<0.05);其中,对自身盖度的抑制随水提液浓度的增大而呈增强趋势,当浓度到达一定值时,其作用不再增强。对达乌里胡枝子水提液最敏感植物为冷蒿;植物响应幅度最大的水提液浓度为5.0%。 在茵陈蒿枯落物水提液浓度上,达乌里胡枝子和二裂委陵菜的株高先增加、后降低(P<0.05),呈凸抛物线规律;对沙蓬株高具促进效应(P<0.05);对披针叶黄华株高无明显影响(P>0.05)。对自身分枝数具促进效应(P<0.05),但各浓度间差异不显著(P>0.05);对披针叶黄华、二裂委陵菜和沙蓬分枝数均无明显影响(P>0.05)。对冷蒿和达乌里胡枝子盖度在浓度梯度上呈凸抛物线规律(P<0.05),而对茵陈蒿和二裂委陵菜盖度均无明显影响(P>0.05)。对茵陈蒿水提液敏感植物种顺序为二裂委陵菜>达乌里胡枝子和茵陈蒿;敏感指标依次为:盖度>株高>分蘖(枝);敏感水提液浓度为10.0%。 综合比较,群落中植物对枯落物水提液的敏感性依次为:二裂委陵菜>达乌里胡枝子>茵陈蒿。作用效果依次为:达乌里胡枝子枯落物水提液>茵陈蒿枯落物水提液>长芒草枯落物水提液。敏感指标为盖度。水提液的浓度效应依次为:5.0%>10.0%>2.5%。 长芒草枯落物水提液对群落物种丰富度具抑制效应,且随着水提液浓度的增大其作用增强,而对群落物种多样性无显著影响;达乌里胡枝子枯落物水提液对群落物种丰富度先促进,后抑制,呈凸抛物线状作用;抑制物种多样性,且随水提液浓度增加抑制作用加强;茵陈蒿枯落物水提液对群落物种丰富度及物种多样性无明显影响。 三种枯落物水提液降低绵羊轮牧草地群落种子库的物种丰富度、群落均匀度及物种多样性指数,抑制效应为长芒草枯落物水提液>茵陈蒿>达乌里胡枝子。长芒草及茵陈蒿的枯落物水提液处理,中度与重度放牧草地的种子库相似性系数最高。达乌里胡枝子枯落物水提液处理,不放牧与重度放牧地的种子库相似性系数较高。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S812

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