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松嫩草地羊草与其主要伴生种竞争与共存研究

巴雷  
【摘要】:松嫩草地上不同物种组成的斑块景观启发我们对天然草地上共存物种间相互作用关系进行研究,以探求植物种间竞争和共存的潜在机制。首先,从不同植物群落形成的交错区出发,观测植物种间关系的存在和其对植物群落主要物种的空间分布格局动态的影响。然后,采用模拟放牧(刈割)和去除实验设计相结合研究了羊草与芦苇、羊草与全叶马兰混生群落中刈割对植物种间关系的影响。此外,本文着重探讨了羊草和芦苇的种间关系在环境营养梯度和物种比例梯度上的变化情况,从植物对资源和非资源因素的适应性角度分析了天然草地上植物种间的竞争和共存的机制,为进一步探讨草地植物群落的形成和草地资源的合理利用与多样性保护提供一定理论基础。经过2000-2004年的5个生长季的野外调查、室内分析和控制实验得出以下主要结论: (1)羊草和其主要伴生种空间分布格局类型、格局强度和格局动态证实了羊草与其主要伴生种之间存在相互作用,并且植物体间相互作用使植物空间分布格局呈现从集聚分布向随机分布,由随机分布向均匀分布转变的趋势。杂类草形成集聚分布是入侵羊草种群的一种手段,羊草同样以格局强度高的集聚分布来抵御外来物种的入侵;羊草与其主要伴生种的交错带中植物的分布规模、分布格局类型和格局强度与伴生种种类和环境特征也具有一定的相关性。 (2)混生群落和交错带中,羊草、芦苇均是以集聚分布的形式存在。羊草在混生群落中集聚强度小于交错带中的集聚程度;芦苇在两种类型的群落中格局强度没有显著差异。除了考虑物种的生物学繁殖特性以外,混生群落种内、种间竞争也是影响羊草格局强度的主要因素;交错带中,环境异质性和种间竞争是影响集聚分布和格局强度的重要因子。芦苇在混生群落、交错带中格局强度没有明显差异,由此可以判定芦苇的格局形成主要受到植物本身生物学特性的影响。 (3)羊草和芦苇的混生群落中,芦苇的补偿性生长快于羊草;羊草和全叶马兰的混生群落中,羊草强于全叶马兰。刈割促进了植物生物量的积累,并且刈割强度越大,植物的相对生长速率越大。植物的种间相互作用的本质和作用强度也受到不同刈割强度干扰的影响。没有任何外界干扰的条件下,羊草和芦苇、羊草和全叶马兰的共存对两种植物来说是一种非对称的偏利共生关系。羊草和芦苇混生群落中,4 cm和8 cm刈割强度降低了植物之间的相互作用强度,趋于互不干扰的中性关系;羊草在12 cm刈割强度下生长不受种间关系的影响,而芦苇受到抑制。羊草和全叶马兰混生群落中,8 cm和12 cm的刈割强度降低了植物相互作用强度,4 cm刈割强度改变了植物相互作用的方向。


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