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放牧/刈割干扰下物种适应策略及资源可利用性梯度上的群落构建机理研究

作　者: 高慧
导　师: 高玉葆
学　校: 南开大学
专　业: 生态学
关键词: 干扰 表型可塑性 繁殖策略 选择性放牧 功能多样性 群落构建
分类号: S812
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


植物对干扰的响应和群落构建机理是生态学研究的两个核心问题。近年来利用功能性状来揭示物种生存策略和群落组配机理被广泛接受。功能性状是指间接的通过影响物种的“生长一生殖一生存”三方面的个体表现,而影响物种适合度的任何一种“形态一生理一物候”性状。基于植物性状的方法为解释物种的生存策略和群落组配的不同生态学过程提供了有利手段。本研究采用以性状为基础的研究方法研究了不同草地利用方式下物种的适应策略和资源可利用性梯度上草地群落结构形成过程的可能机理。即：内蒙古草原放牧和割草条件下大针茅和克氏针茅的表型可塑性和繁殖策略,美国北加州山谷草地模拟放牧梯度上食草动物选择性取食和物种响应的关系以及坡地资源可利用性梯度上植物群落的构建机理。本文主要得出以下结论：1.在放牧干扰下,群落优势种克氏针茅具有较大的叶表型可塑性,而另一个优势种大针茅则表现出较大的整株表型可塑性。放牧条件下克氏针茅比大针茅具有更高的比叶面积和叶片/叶鞘比值,因此可能具有更强的再生速率和光合能力；放牧条件下大针茅的基面积和根冠比的变异增大,放牧可能导致了大针茅株丛破碎化和分蘖数的增加,克氏针茅具有更强的耐牧适应性。大针茅和克氏针茅在放牧条件下的可塑性均大于割草条件下的可塑性。2.放牧对大针茅和克氏针茅的繁殖过程有明显不同的影响。放牧能显著增加克氏针茅的营养枝数/生殖枝数比例,能显著降低大针茅的营养枝重/生殖枝重比例,说明放牧能显著地增加克氏针茅对营养繁殖的投入,能显著地提高大针茅对有性繁殖的投入；两个物种在繁殖策略上的逆向调节,可能是它们在放牧干扰下能够互相取代的重要机制。3.物种的高度、相对生长速率决定着物种的放牧响应,不同的物种采取不同的策略适应放牧干扰。并不是所有的增加者都是耐受性物种。许多物种的性状表明它们有着明显较高的营养品质(即较高的SLA,较低的LDMC),但实际上是采用避牧性策略应对食草动物的取食(较矮的高度、带刺以及叶片中较高的硅含量)。4.功能多样性格局表明低生产力群落可能主要是由环境筛滤作用和地下部竞争作用产生的,而高生产力群落更多的是由地上部竞争和物种的优势度决定的。5.在美国北加州山谷草地,近几十年的放牧干扰活动对植物群落的演替过程产生了重要影响,特别是对植株高度和种子大小有较强的选择性。

全文目录


中文摘要  5-7
Abstract  7-12
第一章 引言  12-23
  第一节 干扰与草地植被的关系  12-17
    1.1.1 干扰的概念  12-13
    1.1.2 物种对干扰的适应  13
    1.1.3 干扰对植被的作用  13-17
  第二节 基于性状的生态学研究  17-21
    1.2.1 植物性状与植物适应性  17-18
    1.2.2 群落构建理论  18
    1.2.3 基于功能性状和系统发育的群落构建机制研究  18-21
  第三节 课题的提出及研究意义  21-23
第二章 放牧和刈割对内蒙古草原大针茅和克氏针茅表型可塑性的影响  23-32
  第一节 引言  23-24
  第二节 样地设置  24-25
  第三节 结果  25-29
    2.3.1 放牧和刈割对大针茅和克氏针茅叶可塑性的影响  25-27
    2.3.2 放牧和刈割对大针茅和克氏针茅植株整体可塑性的影响  27-29
  第四节 讨论  29-31
  第五节 小结  31-32
第三章 放牧和刈割对内蒙古草原大针茅和克氏针茅繁殖行为的影响  32-44
  第一节 引言  32-33
  第二节 研究方法  33-34
    3.2.1 样地设置及群落调查  33
    3.2.2 大针茅和克氏针茅种群繁殖行为调查  33-34
    3.2.3 大针茅和克氏针茅碳氮含量测定  34
  第三节 统计分析  34-35
  第四节 结果  35-40
    3.4.1 植物群落调查结果  35
    3.4.2 大针茅和克氏针茅的繁殖行为  35-39
    3.4.3 大针茅和克氏针茅营养枝/生殖枝比与根冠比间的关系  39-40
  第五节 讨论  40-42
  第六节 小结  42-44
第四章 植物性状、食草动物选择性取食与物种对不同放牧压力的响应关系  44-65
  第一节 引言  44-49
  第二节 研究方法  49-54
    4.2.1 实验设计和植被类型的建立  49-50
    4.2.2 放牧强度的模拟  50-51
    4.2.3 群落组成调查和放牧处理的确认  51
    4.2.4 植物性状的测定  51-52
    4.2.5 物种的适口性等级指数  52-53
    4.2.6 物种的放牧响应指数  53-54
  第三节 统计分析  54
  第四节 结果  54-58
    4.4.1 放牧压力的确定  54
    4.4.2 牛的选择性取食与植物性状的关系  54-55
    4.4.3 物种对放牧梯度的响应与植物性状的关系  55
    4.4.4 牛的选择性取食与物种对放牧梯度响应的关系  55-58
  第五节 讨论  58-60
  第六节 小结  60-62
  附录  62-65
第五章 资源可利用性梯度上影响功能性状多样性的生态学过程  65-88
  第一节 引言  65-68
  第二节 研究方法  68-73
    5.2.1 样地设置  68-69
    5.2.2 野外取样  69
    5.2.3 性状测量  69-70
    5.2.4 统计分析  70-73
  第三节 结果  73-83
    5.3.1 环境梯度  73-74
    5.3.2 物种多样性  74-75
    5.3.3 功能多样性  75-80
    5.3.4 系统发育多样性  80-83
  第四节 讨论  83-87
    5.4.1 群落加权性状平均值的变化  83-84
    5.4.2 单个性状功能多样性格局的变化  84-85
    5.4.3 多个性状功能多样性和系统发育多样性格局的变化  85-87
  第五节 小结  87-88
第六章 综合讨论和结论  88-93
  第一节 物种对干扰的响应与适应策略研究  88-90
  第二节 利用性状方法的群落构建机理研究  90-93
参考文献  93-112
致谢  112-113
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  113-114

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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 普通畜牧学 > 草地学、草原学
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