不同立地条件下的芦苇功能性状及个体相互作用研究

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黄河三角洲地理位置特殊,位于河流、海洋与陆地的交汇处,受到不同生态因子的相互作用,造就了其独特的生态环境。植物功能性状是指能够对生态系统过程产生一定影响的植物性状,它们能够单独或联合反映生态系统对环境变化的响应,是生态学家重新审视复杂生态学过程的新的角度。利用植物功能性状来反映植物对不同生境的适应是当前生态学研究的热点。  本文将黄河三角洲滨海草甸作为研究对象,选取两个不同立地条件下生长的芦苇(Phragmites australis Trin.)群落进行调查、采样、分析;同时使用邻体去除的实验手段,通过测量植物功能性状来反映植物间的相互作用的变化情况。本文分析了芦苇个体及群落对不同环境条件的适应策略,以及个体间的相互作用强度随环境条件的变化情况,以期为黄河三角洲植物群落的构建提供理论依据,并为该地区植被资源的保护提出可行的建议。  2014年4月至8月期间,选取黄河三角洲不同立地条件下的两个地点进行群落调查,每个地点设置10个1m×1m的样方,记录物种名称、多度、高度、盖度指标,同时测量优势物种芦苇的叶片相对叶绿素含量、叶片数、节数、节间高度、基径和地上生物量,并在群落调查结束后采集两区域内共计20个样方的植株和土壤样品,对芦苇比叶面积、叶片厚度、叶片氮磷含量;土壤含水率、电导率、pH值、氮元素含量进行测量,并计算物种多样性指数。结果显示,两块样地的土壤含盐量存在显著差异,土壤盐分含量的增加降低了群落物种多样性。本研究高盐样地中,芦苇的地上生物量减少,株高下降。低盐样地中,芦苇生长发育所受到的影响明显减弱,生长速率快,导致较高的种间与种内竞争。面对激烈的竞争,芦苇个体将大部分能量投入到生长之中以获得竞争优势,主要表现在株高的增加、叶片的增大、相对叶绿素含量的增加、叶片数量的增加上。总体来说,较高的盐分条件会对芦苇的叶片性状产生一定的影响,但对个体的生物量和基径大小却有一定的促进作用,说明芦苇是一种耐盐性较强的物种,会对不同的环境产生不同的适应方式。  在上述每个研究区域内,于2014年4月份随机选取12个样方,用竹竿进行固定标记,样方大小为3 m×3 m,在每个样方的中心选取一棵中等大小的健康芦苇作为正常生长的对照,记为G1植株,在G1植株周围1m2范围内选取环境相似、同等大小且生长健康的芦苇植株三株,分别进行半径为5cm、15cm及25cm的邻体地上部分去除实验,分别记为G2植株、G3植株和G4植株,并每隔15天对实验植株相应半径内的邻体进行重复去除,以确保实验效果。在实验进行一个生长季后,于8月末在实验植株周围进行光照强度、空气温度及湿度的测定和记录,并采集相应植株与土壤样品,带回实验室进行芦苇个体功能性状和叶片功能性状的测定与分析,测量指标包括芦苇的节数、叶片数、植株高度、基径、叶片厚度、叶片相对叶绿素含量、叶片氮磷含量、地上生物量等性状。通过植物功能性状的测量比较来分析植物间的相互作用,同时通过设置不同的个体去除范围,比较不同邻体去除范围下的目标芦苇相对于对照芦苇功能性状的变化情况,从而探索不同生长环境下芦苇个体间相互作用的范围和强度。研究结果表明:黄河三角洲芦苇群落中,植物间的负相互作用是普遍存在的,且其作用强度和发生范围都因土壤盐分的不同而存在差异。负相互作用显著影响了植株的生物量,尤其是在15cm去除半径下植株间的负相互作用表现最为明显。本研究还发现黄河三角洲地区芦苇的生长受土壤盐分和养分的耦合作用较为明显,同时光照对芦苇生长也有显著影响。  本文利用野外调查和野外控制实验,通过植物功能性状的测量,探讨了黄河三角洲地区不同盐分条件下芦苇的适应策略及个体间相互作用的情况。说明了芦苇对不同环境条件具有良好的适应能力,并且性状的差异由环境因子和生物因子(相邻个体)共同决定,为黄河三角洲地区群落构建机制的研究提供了支持。针对不同群落、不同目标物种的邻体去除研究是今后研究的方向。
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