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云贵高原山区混播草地初级生产力和群落时间稳定性研究

作　者: 王元素
导　师: 蒋文兰；龙瑞军；胡自治
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 云贵高原山区混播草地初级生产力群落时间稳定性
分类号: S54
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

人工豆科与禾本科混播草地高而持久的初级生产力是集约化草地畜牧业最重要的物质基础和前提。在云贵高原山区的贵州高原草地试验站灼圃示范牧场开展了近20年的混播草地持续利用研究。通过1）用统计分析的方法对各个组合17年的DM产量进行分析后，进一步作回归和方差分析，确定高产稳产的组合，2）用组分种群生物量百分比的变化，描述了在时间序列上的种间动态平衡关系及群落稳定性，3）对不同物种数的时间序列的变化进行回归和比较分析，研究物种多样性与群落生产力和稳定性的关系，4）用PCA方法对群落时间序列上指标进行多元统计分析后排序，分析比较群落的变化发展阶段，5）用Shannon-Wiener 指数对稳产高产的复杂组合进一步分析比较其物种丰富度和均质度等一系列草地农学和草地生态学的研究方法，研究了该地区持续利用17年混播草地初级生产力和群落时间稳定性。结果表明，这些方法可以较为全面而准确地分析和解释时间序列上人工草地混播群落生产力和稳定性的生态学意义。研究结果：物种多样性越高，人工草地的初级生产力越高。复杂组合的产量和持久性优于简单组合。建植后17年的年平均DM产量，最高的前三个都是复杂组合，即刈牧组合：红三叶+白三叶+多年生黑麦草+无芒雀麦+紫羊茅739.7gDM/m2/a，红三叶+白三叶+紫羊茅+无芒雀麦+鸭茅659.8gDM/m2/a，红三叶+白三叶+黑穗画眉+无芒雀麦+紫羊茅630.6gDM/m2/a。物种多样性与DM产量成正比，与DM产量的时间稳定性呈正相关， DM产量年变幅随多样性的增加而增大。但只有在种间相容的前提下，多样性与稳定性才呈正相关关系。两个种间相容性好而且生理寿命长的种组成的简单组合也能实现长久的稳定。混播群落中各种群DM产量的时间序列变化主要有两种模式：红三叶、多年生黑麦草建植前期高，以后逐渐降低；白三叶、紫羊茅则初期低，后逐年增加，然后稳定在一定的范围。同一牧草在不同的混播组合中表现出不同的种群生物量，说明同一牧草与其他不同组分组合时存在不同的竞争力。凡是紫羊茅参与的组合杂草侵入量都很少，具有很强的抵抗力和竞争力。杂草侵入量最小的组合是白三叶+紫羊茅，红三叶+白三叶+鸭茅+无芒雀麦+紫羊茅，红三叶+白三叶+多年生黑麦草+无芒雀麦+紫羊茅。 <WP=6>物种数量相同的多组分组合中，只要一个物种不同，就会引起群落均匀度的变化。三个稳产高产复杂组合红三叶+白三叶+多年生黑麦草+无芒雀麦+紫羊茅、红三叶+白三叶+多年生黑麦草+无芒雀麦+紫羊茅和红三叶+白三叶+黑穗画眉+无芒雀麦+紫羊茅群落中只有一个禾本科牧草种不同，就引起了Shannon-Wiener 指数的差异。在混播组合中各牧草的生态寿命达到其生理寿命，而且具有正常的DM产量和比例，就应视为具有持久初级生产力和群落稳定性的组合。红三叶+多年生黑麦草、红三叶+鸭茅组合就是这种稳定的群落。人工草地混播群落在前期稳定性较差，变异性大，但生产力高；后期进入相对稳定期后，变异性小，生产力降低。综合评定，具有持久的初级生产力和群落稳定性的混播组合是红三叶+白三叶+多年生黑麦草+无芒雀麦+紫羊茅，红三叶+白三叶+紫羊茅+无芒雀麦+鸭茅，红三叶+白三叶+黑穗画眉+无芒雀麦+紫羊茅。而简单组合中持久性较好的组合是白三叶+紫羊茅。

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-9
1 研究目的与意义  9-11
2 国内外的研究概况与进展  11-23
  2.1 种间相容性  11-15
    2.1.1 种间竞争  11-12
    2.1.2 种内竞争  12-13
    2.1.3 牧草种的生活型和生态型特点  13-15
  2.2 环境压力  15
    2.2.1 光照  15
    2.2.2 温度  15
    2.2.3 湿度  15
  2.3 干扰因素  15-17
    2.3.1 放牧对草地的影响  16-17
    2.3.2 施肥  17
  2.4 群落稳定性、群落演替和群落波动  17-18
  2.5 云贵高原及相似地区人工草地群落稳定性相关研究成果  18-19
  2.6 研究方法概述  19-23
3 试验设计与统计方法  23-26
  3.1 试验区的自然条件  23
  3.2 试验材料与混播组合  23-25
  3.3 数据统计  25-26
4 研究内容及方法  26-28
  4.1 根据前期研究结果和文献资料，确定适宜的家畜和草地指标  26
  4.2 取样及测定  26-27
  4.3 分析方法  27-28
5 结果与分析  28-53
  5.1 混播群落DM产量及其动态变化与群落稳定性  28-32
    5.1.1 刈割组合DM产量的动态变化  29-30
    5.1.2 放牧组合的DM产量的动态变化  30-31
    5.1.3 刈牧兼用组合DM产量的动态变  31-32
  5.2 物种多样性与生产力稳定性的关系  32-34
  5.3 种群消长动态与群落稳定性  34-44
    5.3.1 各混播组合种群消长动态  34-41
      5.3.1.1 多年生黑麦草为主的混播组合  34-35
      5.3.1.2 紫羊茅为主的混播组合  35
      5.3.1.3 鸭茅为主的混播组合  35
      5.3.1.4 白三叶为主的混播组合  35-40
      5.3.1.5 杂草侵入量比例的动态变化  40-41
    5.3.2 复杂组合豆禾比动态变化  41-44
  5.4 种群DM产量与种间竞争力  44-47
    5.4.1 红三叶种群与种间竞争力  44-45
    5.4.2 白三叶种群与种间竞争力  45
    5.4.3 紫羊茅种群与种间竞争力  45
    5.4.4 多年生黑麦草种群DM产量与种间竞争力  45-46
    5.4.5 侵入杂草DM产量与种间竞争力  46-47
  5.5 各混播群落时间稳定性PCA分析  47-50
  5.6 群落物种丰富度和均匀度分析比较  50-53
6 结论  53-54
7 问题与建议  54-56
参考文献  56-60
附录本文出现的英文缩写名词全称和中文对照  60

云贵高原山区混播草地初级生产力和群落时间稳定性研究

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