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氮添加和放牧干扰对高寒草甸群落种子萌发性状组成的影响

刘阳

氮添加和放牧干扰对高寒草甸群落种子萌发性状组成的影响

刘阳1
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  • 1. 兰州大学
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摘要

青藏高原高寒草甸是陆地生态系统的重要组成部分,提供了重要的生态系统服务,包括维持物种多样性、调节气候、防风固沙、涵养水源等,同时也为畜牧业的发展提供了重要的物质基础。由于经济和社会发展的需要,高寒草甸正遭受着不同程度人为干扰的影响,如施肥和放牧等,使植物群落结构和物种多样性发生剧烈变化。种子萌发性状是植物生活史中最早表达的功能性状,受环境条件的调控,其在一定程度上可以决定植物后期面临的生境类型以及萌发后植物其他性状的表达。因此,种子萌发性状在某种程度上还可以影响种群动态和群落物种组成。然而迄今为止,关于人为干扰对群落水平上种子萌发性状组成的影响的研究工作还很少。 本研究的主要假设为:人为干扰(氮添加和放牧)可以显著改变环境对萌发性状的选择,并最终使高寒草甸植物群落的萌发性状组成及萌发性状多样性发生显著变化。为了验证该假设,我们采取野外样方调查和室内萌发实验相结合的方法,研究了干扰后高寒草甸种子萌发性状及萌发性状多样性的变化。以期帮助我们从种子萌发性状的角度理解人为干扰对群落物种组成和多样性的影响机制,为退化草地的恢复提供理论依据。主要研究结果如下: 1)物种水平上,种子萌发率( germination percentage, GP)、萌发速率(germination rate, GR)、萌发温度生态位宽度(breadth of germination temperature niche, BTN)与物种多度对施肥的响应( response of species abundance to fertilization, Raf)呈显著正相关。 2)萌发率、萌发速率、萌发对变温的响应以及萌发温度生态位宽度的群落加权平均值(community-weighted mean, CWMGP, CWMGR, CWMR5/25, CWMBTN)随氮添加梯度的增加而增加;而萌发对湿冷储藏的响应(CWMRwc)和萌发性状丰富度(function richness, FRic)却随之下降。 3)物种水平上,15℃下的萌发率(germination percentage, GP)与物种多度对放牧的响应(response of species abundance to grazing, Rag)显著负相关,其他温度条件下(5,10,20,25℃)的萌发率,所有温度下的萌发速率(germination rate, GR)以及萌发温度生态位宽度(breadth of germination temperature niche, BTN) 与物种多度对放牧的响应(Rag)表现为负相关趋势,但统计学上不显著;萌发对变温的响应(response of germination to alternating temperature, R5/25)以及萌发对湿冷储藏的响应(response of germination to wet-cold storage, Rwc)与物种多度对放牧的响应(Rag)表现为正相关趋势,但统计上不显著。 4)群落水平上,放牧处理下萌发对变温的响应(CWMR5/25)以及萌发性状丰富度(FRic)显著高于禁牧草地,而萌发温度生态位宽度(CWMBTN)却显著低于禁牧草地。 因此,青藏高原高寒草甸在经历氮添加和放牧干扰后,其群落环境条件(植被高度、冠层密度以及植被斑块)的改变显著影响了环境对种子萌发性状的选择作用,使得群落内萌发性状重新分布,萌发性状组成及多样性也发生了显著改变。本研究在一定程度上可帮助我们从种子萌发的角度理解干扰对高寒草甸群落结构的影响机制,为退化草地的恢复提供理论基础。

关键词

高寒草甸/种子萌发性状/氮添加/放牧干扰

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授予学位

硕士

学科专业

生态学

导师

张世挺/刘坤

学位年度

2021

学位授予单位

兰州大学

语种

中文

中图分类号

S8
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