收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

崇明东滩湿地芦苇与互花米草种群间关系格局与影响因素研究

袁月  
【摘要】:崇明东滩湿地是国际重要湿地,为一些珍稀濒危水鸟提供越冬场所。同时,由于其特殊的地理位置和生境状况,容易遭受外来种的入侵。花米草就是入侵崇明东滩湿地的外来植物种之一。互花米草为禾本科米草属植物,原产于大西洋沿岸。最初引种东滩的目的是为了促淤造陆。但后来,在东滩东部与北部,互花米草大面积扩散并不断排挤本地种海三棱藨草,占领了整个低潮位与大部分中潮位。与此同时,人工大面积的围垦活动造成高潮位的部分植被消失,尤其是与互花米草竞争能力相当的本地种芦苇的扩散也受到了人为因素的严重干扰。在这样的背景下,互花米草在短短几十年时间内成为入侵崇明东滩的害草,严重影响了当地生物多样性以及生态系统的平衡,一些水鸟也因此失去了赖以生存的生境。 芦苇为崇明东滩湿地的优势种之一,具有很强的无性繁殖能力与竞争能力,适合生长在潮间带滩涂上。有研究表明芦苇与互花米草的竞争能力不相上下,一旦某一个种占领了空白生态位,另一个种就很难再入侵。因此,为了有效控制互花米草的蔓延,利用芦苇生物替代互花米草是比较有效的一种生物治理方法。这种方法既不会造成化学污染,也不会引起天敌入侵,同时节约人力物力。更重要的是,一旦成功将不仅有助于提高生物多样性,还可以优化潮间带植被格局、形成更为稳定的潮间带生态系统。基于上述背景,本论文研究了崇明东滩湿地沿潮位梯度芦苇与互花米草种群间关系格局并探讨了相关影响因素。论文得出的主要结果如下: (1)芦苇与互花米草均为目前崇明东滩湿地的优势植物,二者的重要值总体而言相差不大。具体来说,互花米草在多度上占优势,芦苇在高度上占优势;芦苇在潮位较高的区域处于优势地位,互花米草在潮位较低的区域处于优势地位,在潮间带中部广阔的区域两种植物镶嵌分布。研究区植被大体上有四种斑块:芦苇斑块、互花米草斑块、两种植物混生斑块以及空白斑块(其中有时混有极少量其他植物),沿潮位梯度植物斑块的种类与面积有很大差异。通过计算不同斑块的景观水平格局指数,发现:芦苇种群的斑块密度和边缘密度均显著大于互花米草种群,表明芦苇种群的破碎化程度要比互花米草种群高;芦苇种群斑块、互花米草种群斑块和空白斑块的聚集度都较大,连通度指数接近100;三类斑块在1500m×100m尺度斑块水平上结构较为紧凑、连通性较强。景观形状指数为6.59,表明东滩植被景观水平上的形状并不复杂。从种群地上部分年龄结构来看,芦苇与互花米草均在潮位梯度相对较高的区域为增长型结构,而在潮位梯度相对较低的区域为稳定型的结构,说明低潮位受潮水淹没频繁,不利于幼苗的常年萌发。 (2)芦苇与互花米草采取了不同的竞争策略适应潮间带多变的生境。首先,芦苇与互花米草均为克隆植物,在克隆构型上有所差异:芦苇倾向于游击型结构、互花米草则倾向于密集型或混合型结构。克隆构型的差异决定了二者对于土壤水分与营养吸收能力上的差异。其次,本文从表观生长能力、繁殖能力和潜在生长能力三个方面分别比较了芦苇与互花米草的竞争能力。对于表观生长能力来说,互花米草的平均相对生长率远远高于芦苇,然而芦苇在生长末期达到的最大高度比互花米草要高,这说明芦苇具有较大的高度变异能力。芦苇总生物量一般显著高于互花米草,这是因为芦苇地下根茎较粗壮,有利于生物量积累。从芦苇与互花米草的繁殖能力来比较,互花米草的有性繁殖能力较高,芦苇的无性繁殖能力较高。芦苇占据生境的方式主要是通过粗大的根茎进行拓展,而互花米草则主要通过无性繁殖获得更多的植株、提高植株密度以及通过有性繁殖占领新领地而开拓生境。从潜在生长能力上来看,互花米草的净光合速率以及最大光合效率高于芦苇,而芦苇的光化学效率高于互花米草。芦苇可溶性糖含量以及营养元素N、P含量均显著高于互花米草。 (3)芦苇与互花米草的竞争能力不同。通过单混生群落调查与野外移除试验研究,我们发现,芦苇与互花米草的种间关系既有促进的一面,又有竞争的一面。单混生群落实验研究的结果表明:对于平均高度和生物量来说,目标种对邻居种存在的反应随着潮位梯度的不同而不同。在相对高、低潮位,邻居种的存在刺激了目标种的生长表现,而在相对中潮位,邻居种的存在抑制了目标种的生长表现。另外,竞争也有利于植物的繁殖,在邻居种存在的样方内,互花米草与芦苇的萌发率均较大。其中,利用平均高度作为响应指标计算两种植物的三种竞争指数,发现两种植物的种间关系为竞争关系。而利用其他参数作为响应指标计算两种植物的竞争指数,发现两种植物的种间关系为互利关系。在野外移除试验研究中,选择相对生长率(RGR)与每天新产生的幼苗数(TNT)两个指标作为测定竞争指数的响应参数。当以RGR为参数时,在相对高潮位与相对中潮位,互花米草的绝对竞争强度(ACI)与相对邻里效应指数(RNE)均为负值,而芦苇的绝对竞争强度(ACI)与相对邻里效应指数(RNE)均为正值。在相对低潮位,芦苇与互花米草的绝对竞争强度(ACI)与相对邻里效应指数(RNE)均为正值,表明二者彼此竞争。随着潮位梯度的下降(从高潮位到低潮位),互花米草的竞争力指数(Ⅰ)值由负变正,芦苇的Ⅰ值均为正且逐渐减小。说明随着潮位梯度的下降,芦苇对互花米草的竞争力逐渐降低。另外,在三个潮位芦苇对互花米草均有拥挤度效应(Dr),其中,在相对中潮位效应值最高。而互花米草对芦苇在相对高、低潮位时具有拥挤度效应,在相对中潮位时不具有拥挤度效应。当以TNT为参数时,在相对高、中潮位,芦苇与互花米草对彼此的竞争效应均为负值,说明二者的种间关系为互利的。在相对低潮位,互花米草对芦苇是有利的,而芦苇对互花米草是竞争的。随着潮位梯度的下降(由高潮位到低潮位),芦苇的Ⅰ值由负变正,说明芦苇对互花米草的竞争力逐渐增强;互花米草的Ⅰ值均为负且绝对值大小在中潮位时最低,说明互花米草对芦苇没有竞争力。在三个潮位,互花米草与芦苇对彼此均具有拥挤度效应,且在相对高、中潮位,芦苇对互花米草的拥挤度效应较高:在相对低潮位,互花米草对芦苇的拥挤度效应较高。总之,芦苇与互花米草的种间关系大多数情况是互利的,而当芦苇与互花米草的种间关系为竞争时,互花米草总的竞争效应高于芦苇。芦苇与互花米草竞争效应指数的方向与竞争力指数的方向一致,拥挤度效应只能影响竞争指数的大小。 (4)人为干扰对于芦苇和互花米草的生长具有强烈的影响。本文分析了刈割后两种植物的补偿生长效应。发现:芦苇对于重度刈割后的补偿生长能力不如互花米草。芦苇在被全部刈割与刈割1/2高度后,高度、密度与生物量值均降为0,说明刈割后的三个月,芦苇再没有重新萌发和生长。然而互花米草在全部处理后,都重新萌发和生长。但对于1/2密度刈割干扰下,芦苇的补偿能力强于互花米草,不仅从单株高度、生物量水平上进行恢复,在群体水平(密度)上也得到了补偿。这说明适当的稀疏处理有助于芦苇种群的扩散。然而,在崇明东滩,大面积围垦与冬季牲畜啃食常常给芦苇的生长造成不可恢复的干扰,而这对互花米草的影响却并不大,这也是目前互花米草在崇明东滩大肆蔓延的重要因素之一。 (5)芦苇与互花米草共存于崇明东滩,二者共存的原因很多,例如更新生态位的不同,但归根结底是由它们彼此间存在一定程度的互利作用和不同的适应策略来决定的。从芦苇与互花米草的总体特征来看,互花米草的生存策略更倾向于r对策者,芦苇的生存策略更倾向于K对策者。按照Grime的植物生活史策略,在崇明东滩,芦苇倾向于竞争对策,而互花米草倾向于杂草对策。由于在多数情况下,互花米草对于芦苇表现出一定的促进作用,而芦苇对于互花米草具有竞争作用,因此,对于二者在崇明东滩的分布,在完全排除人为干扰因素的情况下,随着潮滩持续淤涨,芦苇的面积可能会出现增大的趋势,而互花米草分布位置则可能从现有位置下移,并且在潮间带中部区域两种植物共存的局面依然会持续。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 董斌;吴迪;宋国贤;谢一民;裴恩乐;王天厚;;上海崇明东滩震旦鸦雀冬季种群栖息地的生境选择[J];生态学报;2010年16期
2 张斌;;东滩水暖鸟先知[J];科海故事博览(科技探索);2007年11期
3 姜姗;葛振鸣;裴恩乐;徐骁俊;桑莉莉;王天厚;;崇明东滩堤内次生人工湿地冬季水鸟的夜间行为[J];动物学杂志;2007年06期
4 李贺鹏;张利权;;外来植物互花米草的物理控制实验研究[J];华东师范大学学报(自然科学版);2007年06期
5 袁琦;崔玉雪;陈庆强;吕宝一;谢冰;;崇明东滩潮间带硫酸盐还原菌及有机质含量的初步研究[J];环境科学;2010年09期
6 王为东,王大力,尹澄清,陈海婴,姜婧,郑军;芦苇型湿地生态系统的潜水水质状态研究[J];生态学报;2001年06期
7 李雪海;湿地生态系统强壮沾化工业[J];今日国土;2003年12期
8 段晓男,王效科,冯兆忠,欧阳志云;乌梁素海野生芦苇光合和蒸腾特性研究[J];干旱区地理;2004年04期
9 陈健,倪绍祥,李云梅,李静静;芦苇地叶面积指数的遥感反演[J];国土资源遥感;2005年02期
10 颜春起,刘德玉,何万云;黑龙江省苇塘资源的综合开发利用[J];国土与自然资源研究;1992年03期
11 陈可詠,叶和春,顾立民,陈建林,李国凤;芦苇细胞培养中的染色体稳定性及诱变效应[J];植物学通报;1993年01期
12 杨海莲,任东涛,陈国仓,张承烈;不同生境芦苇tRNA的分离纯化及氨酰化特性研究[J];西北植物学报;1995年05期
13 梁嘉陵;肖杰;王爱武;;三江平原苇田杂草种类及防除措施初探[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);1998年01期
14 孙刚,祝廷成;芦苇(Phragmites communis)光合作用与蒸腾作用的日进程[J];生物学杂志;1999年03期
15 盖平,鲍智娟,张结军,秦永发;环境因素对芦苇地上部生物量影响的灰色分析[J];东北师大学报(自然科学版);2002年03期
16 席庆国;德国等欧洲国家重视对高大禾草的研究和利用[J];草业科学;2002年04期
17 郭卫华,张淑萍,宋百敏,王仁卿;黄河下游湿地芦苇种群克隆结构的等位酶分析[J];山东大学学报(理学版);2003年02期
18 张淑萍,王仁卿,张治国,郭卫华,刘建,宋百敏;黄河下游湿地芦苇形态变异研究[J];植物生态学报;2003年01期
19 朱学艺,王锁民,张承烈;河西走廊不同生态型芦苇对干旱和盐渍胁迫的响应调节[J];植物生理学通讯;2003年04期
20 郭晓云,杨允菲,李建东;松嫩平原不同旱地生境芦苇的光合特性研究[J];草业学报;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李华;杨世伦;李明;郜昂;李鹏;张文祥;赵华云;丁平兴;;潮间带植被对悬浮细颗粒泥沙的黏附作用——以长江口崇明东滩为例[A];第九届全国河口海岸学术研讨会论文(摘要)集[C];2006年
2 余婕;;崇明东滩底栖食物网结构的初步研究[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年
3 翁履康;;芦苇荡里电波声[A];铁流——老战士回忆在新四军的日子里(第一集)[C];1999年
4 朱学艺;;长期适应自然干旱生境的芦苇植物光合机构的调节机制[A];西部地区第二届植物科学与开发学术讨论会论文摘要集[C];2001年
5 陈歆;李萍萍;付为国;;长江滩涂湿地芦苇不同部位叶片对光照响应的研究[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
6 孙啸虎;;芦苇/废塑料的复合材料的可行性报告[A];中国复合材料学会2004年年会论文集[C];2004年
7 陆培生;;论芦苇的干湿法备料[A];中国造纸学会第八届学术年会论文集(上)[C];1997年
8 张林海;曾从盛;仝川;;闽江河口主要湿地植物生物量季节动态研究[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
9 朱学艺;崔素霞;王锁民;;C_3植物芦苇响应生境变化的C_4光合特征[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年
10 吴玉辉;李凤翥;徐维骝;;碱法稻草浆造纸废水生态处理封闭循环的实践与研究[A];中国造纸学报2003年增刊——中国造纸学会第十一届学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵广琦;崇明东滩湿地生态系统健康评价和芦苇与互花米草入侵的光合生理比较研究[D];华东师范大学;2005年
2 汪承焕;环境变异对崇明东滩优势盐沼植物生长、分布与种间竞争的影响[D];复旦大学;2009年
3 王卿;长江口盐沼植物群落分布动态及互花米草入侵的影响[D];复旦大学;2007年
4 范学忠;崇明东滩基于生态系统的海岸带管理[D];华东师范大学;2011年
5 李贺鹏;外来入侵植物互花米草控制的生态学研究[D];华东师范大学;2007年
6 袁月;崇明东滩湿地芦苇与互花米草种群间关系格局与影响因素研究[D];华东师范大学;2014年
7 张淑萍;芦苇分子生态学研究[D];东北林业大学;2001年
8 田尚衣;松嫩草地芦苇种群无性繁殖过程中果聚糖代谢组成的分布格局及调控机理[D];东北师范大学;2011年
9 牛梅红;芦苇NS法深度脱木素及全无氯漂白的研究[D];天津科技大学;2002年
10 陈健;东亚飞蝗发生区芦苇LAI的遥感反演及其尺度效应研究[D];南京师范大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 解晶;崇明东滩芦苇(Phragmites australis)群落中昆虫群落的时序动态研究[D];复旦大学;2008年
2 赵亚楠;芦苇的快速繁育方法及其根茎抗阻拉力研究[D];东北师范大学;2006年
3 范兴刚;芦苇置换蒸煮及无氯漂白的研究[D];天津轻工业学院;2000年
4 谢红霞;长江口潮滩芦苇与互花米草中重金属累积的比较研究[D];华东师范大学;2006年
5 杨洪金;人工构建芦苇群落修复亚热带水陆交错带的生态实验研究[D];东北师范大学;2009年
6 王海波;不同生境两种生态型芦苇Rubisco蛋白分子的差异分析[D];兰州大学;2006年
7 祁秋艳;长期模拟升温对滩涂湿地芦苇生长和光合的影响[D];华东师范大学;2012年
8 张桂莲;思想芦苇的弯折[D];广西师范大学;2000年
9 景卫华;湿地植物芦苇日腾发量的测量实验及理论分析计算[D];西安理工大学;2006年
10 于苏甫·热西提;番茄渣分别与芦苇、苜蓿和玉米秸混合发酵效果研究[D];新疆农业大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李辉;河口区建成华东地区最大芦苇生产基地和批发交易市场[N];东营日报;2007年
2 湖南农业大学园艺园林学院 王小艳 夏志兰;芦苇栽培双胞蘑菇技术(上)[N];湖南科技报;2007年
3 何晔 首席记者 王森;我市全力推进芦苇收割机械化[N];盘锦日报;2006年
4 赵建山;工艺镜“化蛹成蝶”翩舞世界[N];保定日报;2008年
5 ;开启长春“生物治水”新时代[N];长春日报;2009年
6 本报记者 刘永生;魏立春:林甸芦苇画第一人[N];大庆日报;2010年
7 ;生态建设町店美 综合开发芦河新[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
8 王奎平 马继龙;艾比湖芦苇荡变了样[N];中国绿色时报;2004年
9 王朝霞;甘州“半城芦苇”胜景再现湿地[N];甘肃日报;2007年
10 首席记者 王森;创新机制促发展[N];盘锦日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978