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《甘肃农业大学》 2020年
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祁连山东段优势灌丛斑块特征对围封的响应

刘玉祯  
【摘要】:高寒灌丛草地生态系统作为一个复杂的综合系统,集经济、社会、生态功能为一体,肩负着牧区经济可持续发展、草原文化传承、水源涵养与气候调节等重要职责。然而,近年来由于气候变化及过度放牧等因素,导致高寒灌丛草地退化明显。不但影响了高寒灌丛草地生态系统的结构与功能,更是严重扼制了高寒灌丛草地生态系统的可持续发展。因此,亟待对退化高寒灌丛草地生态系统进行植被修复与生态重建。灌丛斑块在维护高寒灌丛草地的生态系统稳定性和恢复等方面发挥着重要的作用。鉴于此,本研究以分布于祁连山东段的3种优势高寒灌丛斑块(金露梅、山生柳、头花杜鹃)为研究对象,对其群落结构及土壤进行调查,系统分析其空间格局特征、种群结构动态、土壤理化性质分布特征等,综合探讨围栏内外3种优势高寒灌丛斑块形成机制与演替过程。旨在为祁连山退化高寒灌丛草地生态系统植被恢复与生态重建、管理及可持续利用等提供科学指导。本研究取得的主要研究结论如下:(1)短期围封能够显著提高灌丛斑块土壤含水量与速效养分含量,从而改善植被立地条件。PCA主成分分析表明,受放牧干扰时,土壤速效氮含量与全磷含量的贡献均大于其他环境因子的平均贡献率;围封后,土壤速效氮含量与孔隙度的贡献均大于其他环境因子的平均贡献率,体现了它们是影响3种高寒灌丛斑块土壤理化性质和决定灌丛斑块及其植被分布的重要环境因子。杜鹃灌丛斑块稳定性较强,不论是否受到放牧干扰均能够占据适宜的生态位置。(2)3种不同类型高寒灌丛斑块的空间格局分布特征均具有强烈的尺度依赖性,在向顶级群落演替时,其种群空间分布格局均是由聚集分布状态向随机分布状态过渡且不受放牧干扰影响。受放牧干扰时,金露梅与山生柳灌丛斑块的空间关联性受环境异质性与灌丛斑块个体大小的共同调控,随灌丛斑块个体及空间尺度的增大,呈现出由正相关向无相关再到负相关的变化规律。围封后,金露梅灌丛斑块受资源再分配的影响会呈现出较为激烈的竞争状态,而山生柳灌丛斑块对资源再分配的响应具有一定的滞后性。(3)分布于祁连山东段的3种不同类型高寒灌丛斑块存活曲线表现形式单一,均趋向于Deevey-Ⅱ型曲线且不受放牧干扰影响。受放牧干扰时,限制高寒灌丛种群更新演替的关键因子是放牧家畜的采食与践踏等,对于头花杜鹃种群而言则主要是践踏;围封后,限制高寒灌丛种群更新演替的关键因子转变为克隆繁殖特性。
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