黄河三角洲植物群落及功能性状对盐分和刈割的响应

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黄河三角洲位于山东省东营境内,由黄河携带大量泥沙在入海口处沉积所形成,是世界上增长最快的三角洲。植物功能性状可以反映植物对生长环境的响应,将环境因子、植物个体、生态群落和生态系统结构、过程与功能联系起来。研究植物功能性状对环境因子的响应有助于了解植物在生活过程中与环境间的协调发展。作者于2013年8月,对黄河三角洲滨海草甸进行群落清查,共获得104个样方,并对土壤及植物叶片进行了取样分析。利用SPSS 20.0进行聚类分析将调查样方划分为由低到高的4个盐分梯度,利用SPSS 20.0方差和PCA排序分析黄河三角洲植物群落及功能性状对土壤盐分的响应。结果显示,植物群落的盖度、物种多样性与土壤盐分是负相关的。相比之下,芦苇(Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.)的功能性状对盐分的响应更灵敏,表现在芦苇的叶片大小、节数和基径与土壤盐分的负相关性最为显著;芦苇的高度、节间长度及比叶面积也与土壤盐分具有一定的负相关性;芦苇的叶片叶绿素含量和叶片厚度与土壤盐分的显著正相关。芦苇的大多功能性状在生长季中呈现先上升后下降的规律,且在低盐分梯度中成熟期以前变化幅度较大,高盐分组芦苇茎、叶性状在成熟期以后的变化幅度较其它组更大。依据2013年的土壤的盐分梯度,2014年4月至8月在每个梯度中选取一个样点进行刈割实验,刈割方式分别记为M1(萌芽期、生长期、成熟期、稳定期均进行刈割处理)、M2(萌芽期和成熟期进行刈割处理)、M3(萌芽期进行刈割处理)、M4(成熟期进行刈割)和UN(实验对照组,不进行刈割)。记录生长季内各生长时期芦苇群落及芦苇的性状指标,探讨二者对刈割的响应。结果显示:群落盖度、群落高度、群落的地上总生物量响应于刈割的方式都是降低的,但是降低幅度会因刈割强度的增大而增加,以萌芽期刈割一次的降低幅度最小。芦苇高度、单株地上生物量对刈剖的响应是降低的,但是降低幅度会因刈割强度的增大而增加,以萌芽期刈割一次的降低幅度最小;刈割会使得芦苇叶片面积、比叶面积及叶片氮磷元素含量的增加,同时会降低植株叶片的干物质含量,以Ml、M2和M4刈割方式较为显著;除高土壤盐分含量的S4条件外,Ml、M2和M4样地对刈割的较为明显。芦苇叶片的大小、比叶面积、干物质含量、叶片氮和磷元素的含量都可以作为芦苇响应于刈割的主要性状组合;芦苇的节数和节间长度也可以作为响应于刈割方式的直观的性状。针对不同盐分的样地提出关于刈割方式的建议,对低盐分即S1、S2和S3盐分条件下,建议以M3的刈割方式进行刈割,高盐分S4盐分条件下,建议采用M2和M4刈割方式。研究黄河三角洲植物功能性状对环境因子的响应以及植物功能性状间的权衡关系有助于加深了解植物在生活过程中与环境间的协调发展,以及与群落或生态系统的关系,从而以小尺度(植物功能性状)的变化来反演大尺度(群落或生态系统)的变化。针对黄河三角洲土壤盐分多变的生境,提出与之适合的刈割方式,为预测黄河三角洲区域生境多变下植被的响应及适应策略提供依据,为该区域保护和开发决策的制定提供一定的科学依据。
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