收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高寒草甸植物群落演替过程物种多样性和化学计量学动态分析

勾昕  
【摘要】: 群落演替是一个动态的过程,随着演替的进行一些个体被另一些个体所取代,一个植物群落取代另一个群落。关于群落演替的研究已经持续了一个多世纪,对于群落演替的形成;演替过程中植物群落的变化;演替过程中植物与环境因子间的相互作用以及演替系列的顶极提出了许多理论与机制。但是迄今为止还没有一个关于演替的统一的理论能适用于所有的生态系统、生境甚至同一个演替的不同阶段。生态化学计量学和生态代谢理论都是最近两年新兴的理论。生态化学计量学是研究植物与环境间元素平衡的一门学科,因此它能够为群落演替的研究提供一个关于元素间的平衡系统,为研究演替过程中植被与环境因子间的相互关系提供理论基础。生态代谢理论是以个体代谢速率与有机体个体大小以及环境温度间的相互关系为基础,将有机体的生长以及繁殖速率与有机体的代谢速率相统一,从而使得从有机体个体到生物圈的各个水平的生态学过程都统一到单个有机体的个体代谢过程。它提供了从个体大小角度出发研究演替过程中群落的变化规律的方法。因此本文以一个位于青藏高原的高寒草甸演替系列为例,分析了这个演替系列的物种多样性和植物氮磷含量及其比值的变化规律,并以生态化学计量学以及代谢理论为方法,试图总结出演替过程植物氮磷含量及其比值的变化与土壤养分变化间的关系、沿演替梯度植物个体大小的变化规律以及物种多样性与植物个体大小产的关系等。以下是本文的主要研究结果: 1.来自不同科属的植物种数及其在群落中的作用随着演替的进行而变化。菊科植物在演替的早期其重要值为演替三个时期中最大的。在演替早期菊科植物主要是细叶亚菊(Ajania tenuifolium(Tacquem)Tzvel,);演替中期的菊科植物以火绒草(Leontopodium leontopodiaoides(Willd)Beauv.)为主;演替后期则以甘青蒿(Artemisia tangutica Pamp)为主。沿着演替梯度,生活型组成趋于多样化,一年生草本植物的重要值逐渐下降,而多年生草本植物和半灌木的重要值逐渐上升。 2.从整个演替系列来看,多样性指数与土壤中全氮、全磷和有机质的相关性显著;而优势度和均匀度均只与土壤全磷显著相关;而地上生物量与土壤中这几个参数的相关性都达到了显著。由于演替中期的优势种为披针叶黄华(Thermopsis lanceolata R.Br.)并且由于土壤磷的可利用性可以控制微生物的固氮作用,从而使得演替中期多样性指数、优势度和均匀度与土壤中的全磷和有效磷显著相关。 3.通过RDA分析,得出了土壤速效N和速效P含量与植物化学计量学问的关系。在演替初期土壤中速效P对植物化学计量学没有影响或者影响极其微弱。土壤速效N与植物化学计量学呈正相关,和植物化学计量学中与N元素有关的变量是正相关而与植物中P的含量则为负相关性。在演替的中期,土壤中的速效N和速效P对植物化学计量学都有一定的影响,而且土壤速效N对植物化学计量学的影响要大于土壤速效P对植物化学计量学的影响;演替后期中土壤速效N,速效P与植物化学计量学的影响中,土壤速效P对植物化学计量学影响较大。沿着演替梯度,所有典范轴特征值所解释变量的总和逐渐增大,土壤中速效N和速效P对植物化学计量学的影响沿着演替梯度逐渐增大。 4.以代谢理论的基本结论和能量平衡规律为基础推导出了种群平均个体大小与演替时间的相互关系:ln((?)_t))=ln((?)_0)-4/3ln((ln(R_0))/t_B)t(其中(?)_t,(?)_0,R_0,t_B分别表示t时刻的种群平均个体大小,种群进入演替系列时的平均个体大小,该种群的世代净繁殖率,该种群的世代时间)。这一个方程表明随着演替的进行种群的平均个体大小逐渐减小。当种群平均个体大小降低到一个临界值时,个体将不能在繁殖,因此该种群将会被排除演替系列。 5.由于有机体是一个四维的分形几何体,所以能够推导出叶面积与个体大小间的关系为A_i=ρ_i~(-3/4)m_i~(3/4),进一步可以推导出群落的表观叶面积指数为LAI=(sum from i=0 to J(m_i)~(3/4))ρ_0/A=ρ_0J/A〈M~(3/4)〉_J=ρ_0,这样对于冠层密集的群落来说表观叶面积指数为一个常数。由于演替过程中群落中能量流为一个常数值以及个体大小沿着演替时间梯度逐渐降低,可以推导出一定时间段内群落中物种丰富度和多度与时间的关系为:lnS_(t2)=lnS_(t1)+ln((ln R_0)/t_(Bm))t,lnJ_(t2)=lnJ_(t1)+ln((ln R_0)/t_(Rm))t。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈哲;周华坤;赵新全;温军;叶鑫;杨元武;;高寒草甸退化对甘肃马先蒿生长状况与花期资源分配的影响[J];生态环境学报;2010年12期
2 杨福囤,杨勇刚;青海省生物多样性的关键地区[J];青海环境;1995年02期
3 蔡蕾;潘远智;何飞;贾程;尤海舟;郑朝辉;樊华;刘兴良;;高寒草甸花卉生物多样性与生物量海拔梯度特征研究动态[J];四川林业科技;2011年03期
4 苏多杰;三江源地区生物多样性保护探析[J];攀登;2003年02期
5 董清福;洪丽娟;唐建军;陈水华;徐礼根;陈欣;;高速公路建设对路域生态系统中生物的影响及生物廊道设计的意义[J];科技通报;2007年02期
6 逯庆章;马仁萍;张灵;;青海祁连山地物种多样性分析[J];青海草业;2009年04期
7 王永健;陶建平;彭月;;陆地植物群落物种多样性研究进展[J];广西植物;2006年04期
8 张强;马仁义;姬明飞;邓建明;;代谢速率调控物种丰富度格局的研究进展[J];生物多样性;2008年05期
9 巴雅尔塔;塔西·买合苏木;;青藏高原东部高寒草甸群落组分时间变化[J];新疆师范大学学报(自然科学版);2010年01期
10 赵士洞;推进全球生物多样性研究的重大步骤——生物多样性的编目和监测国际研讨会在哥斯达黎加召开[J];应用生态学报;1993年01期
11 王桂明;生态系统生物多样性研究及其保护对策[J];农村生态环境;1994年02期
12 王英杰;中国科学院生物多样性委员会介绍[J];生物多样性;1994年01期
13 赵运林,江发雨;生物多样性及其研究内容[J];湘潭师范学院学报(社会科学版);1994年06期
14 马克平,钱迎倩;全球生物多样性保护与持续利用的纲领性文件——《生物多样性公约》介绍[J];科学对社会的影响;1995年01期
15 邹年根;刘宝霖;张长录;;陕西的生物多样性与保护[J];陕西政报;1995年12期
16 季维智,钱迎倩;印度、泰国和越南生物多样性概况[J];广西科学院学报;1996年Z1期
17 雷朝亮,钟昌珍,宗良炳;生物多样性──昆虫资源学的理论基础[J];湖北植保;1996年05期
18 Martin Holdgate;李立高;;生物多样性的生态学意义[J];AMBIO-人类环境杂志;1996年06期
19 陈灵芝,钱迎倩;生物多样性科学前沿[J];生态学报;1997年06期
20 陈蓉霞;生物多样性与人类——评《保护生物学概论》[J];自然辩证法研究;1997年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩天雪;;浑河中、上游水生物多样性及其保护[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
2 李作洲;黄宏文;唐登奎;葛继稳;蒲云海;郑昌毅;;湖北后河国家级自然保护区的生物多样性及其保护对策[A];中国生物多样性保护与研究进展Ⅵ—第六届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];2004年
3 蒋有绪;;生物多样性研究进展与入世后的对策[A];生态安全与生态建设——中国科协2002年学术年会论文集[C];2002年
4 毛建辉;蒋国荣;卢代华;;生物多样性在水稻稻瘟病防治及优质稻米生产中的作用[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
5 余丽莹;缪剑华;吕惠珍;;广西药用植物园生物多样性及其保护[A];中国生物多样性保护与研究进展Ⅵ—第六届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];2004年
6 ;第10章 森林的生物多样性[A];中国可持续发展林业战略研究·森林问题卷[C];2002年
7 丘君;陈利顶;傅伯杰;;土地利用/覆被变化对生物多样性的影响[A];土地覆被变化及其环境效应学术会议论文集[C];2002年
8 李为建;;湿地保护与水域生物多样性[A];2011北京园林绿化与生物多样性保护[C];2011年
9 常杰;葛滢;;自组织的生物多样性的起源、演化与保护[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
10 包维楷;陈庆恒;刘照光;;山地退化生态系统中生物多样性恢复与重建研究[A];生物多样性研究进展——首届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 勾昕;高寒草甸植物群落演替过程物种多样性和化学计量学动态分析[D];兰州大学;2009年
2 卢志军;中国西南地区植物群落的可入侵性与紫茎泽兰的入侵[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
3 王宏毅;伞滑刃属线虫生物多样性与生物地理学[D];福建农林大学;2008年
4 李中强;中国西北干旱区水生植物多样性研究[D];武汉大学;2005年
5 孙剑秋;我国北方常见药用植物内生真菌多样性与生态分布[D];东北林业大学;2007年
6 陈建华;板栗生物多样性和生理学特性研究[D];中南林学院;2004年
7 路兴波;转基因玉米环境安全性及其产品成分检测技术[D];山东农业大学;2006年
8 张元明;新疆三工河流域苔藓植物区系及生态学研究[D];中国科学院研究生院(沈阳应用生态研究所);2002年
9 秦松岩;德国奥德河水中生物膜形态及其生物多样性的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 汤洁;西双版纳傣族自治州生物多样性保护法制研究[D];中央民族大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈玉华;垸田开发与江汉平原湿地演化[D];华中师范大学;2008年
2 刘晓燕;北京湿地生物多样性及保护研究[D];首都师范大学;2004年
3 范洁群;西藏不同类型草原丛枝菌根真菌多样性的研究[D];中国农业大学;2005年
4 林杨;主要有害外来植物对长沙市植物群落特征的影响研究[D];中南林学院;2005年
5 唐勤;西双版纳人象冲突与缓解对策[D];昆明理工大学;2007年
6 张文亮;天津高沙岭潮间带大型底栖动物群落特征[D];天津科技大学;2009年
7 董俊斌;内蒙古草原甲虫生物多样性调查及控制家畜粪依赖性害蝇的研究[D];内蒙古农业大学;2002年
8 马彩华;南海地理学与鱼类生物多样性及渔业区划关系的研究[D];中国海洋大学;2004年
9 冯健;巨桉人工林地土壤微生物多样性研究[D];四川农业大学;2005年
10 宋朝霞;聚乙烯醇降解酶产生菌的筛选、发酵条件优化及酶的初步应用研究[D];江南大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 铁铮;纵论生物多样性及其保护[N];中国绿色时报;2005年
2 雷志国 关立民;大兴安岭恢复生物多样性[N];中国绿色时报;2008年
3 贵州省畜牧局 郑丽姣 廖正录;生物多样性与文明之忧[N];贵州日报;2008年
4 记者 杨劼 通讯员 邹丽 哏玉响宝;云南关注生物多样性与社会发展[N];中国绿色时报;2008年
5 杨松海西双版纳国家级自然保护区管理局局长;保护生物多样性 促进自然和谐发展[N];云南经济日报;2009年
6 刘娟;生物多样性研究将与信息技术“握手”[N];中国技术市场报;2010年
7 嘉宾 青海省气象局气候中心高级工程师 祁如英 中国气象科学研究院研究员 霍治国 中国工程院院士 丁一汇 中国科学院动物研究所研究员 蒋志刚 采访人 本报记者 周洁;生物多样性与气候平衡[N];中国气象报;2010年
8 记者 张利锋;青海湖景区7个生物多样性 保护项目通过初验[N];青海日报;2010年
9 本报记者 黄勇;加强保护需要新战略[N];中国环境报;2010年
10 廖玉婷;40个区县进行生物多样性评估[N];中国环境报;2010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