三江平原典型湿地植物群落特征与种间关系研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:qaz123_family
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湿地植物是湿地生态系统最重要的组成成分,是发挥湿地生态功能的重要参与者。水文过程影响着湿地植物群落的结构和分布,湿地水文情势的改变是引起湿地植物物种多样性变化和植被演替的关键因素,也是目前国际上湿地生态学关注的热点问题。但由于缺乏长期连续的野外定位观测,因此对这一科学问题的认知尚存在较大的不确定性。三江平原沼泽湿地是我国最大的淡水沼泽湿地集中分布区,同时也是近几十年来湿地疏水垦殖等人类活动最为强烈的地区,湿地退化问题严重。基于上述背景,本研究选取三江平原典型湿地分布区——黑龙江省洪河国家级自然保护区湿地等作为研究对象。基于8年野外连续定位植被群落样带观测和1次多群丛类型调查,并结合栽培实验,系统研究了水位特征对群落结构、种间关系等方面的影响,揭示了水位变化背景下沼泽湿地植物群落的演替规律及关键物种,阐明了种间亲和性对群落稳定性的影响,探讨了水位梯度对典型沼泽植物种间竞争力的影响。取得的主要结论如下:(1)基于长时间序列的定位观测,本研究证实了植物群落结构的现状不仅受当年水位特征的影响,也受到上一年度的水位特征很大程度的影响。这些水位特征不仅包括积水深度,还包括淹水历时、淹水频次、水位波动幅度等。(2)在积水深度逐年增加的背景下,长期观测样带的7个群落类型发生了不同程度的向湿生方向的演替。在演替过程中二歧银莲花、小叶章、狭叶甜茅、毛薹草和漂筏薹草发挥着重要作用。二歧银莲花和小叶章种群的变化引起了小叶章群落、绣线菊-小叶章群落和小叶章-灰脉薹草群落的演替;狭叶甜茅、毛薹草和漂筏薹草种群的变化引起了小叶章-毛薹草群落、毛薹草-狭叶甜茅群落和漂筏薹草群落的演替。(3)群落演替过程中群落物种多样性和群落内部异质性的变化在不同水位环境下存在较大差异,细叶沼柳群落与毛薹草-狭叶甜茅群落、漂筏薹草群落的变化趋势完全相反。(4)演替过程中群落结构稳定性发生了变化,其中细叶沼柳群落、小叶章群落和绣线菊-小叶章群落的稳定性持续下降,小叶章-灰脉薹草群落经历稳定性下降后再次达到稳定状态,小叶章-毛薹草群落的稳定性达到稳定状态后再次转变为不稳定状态,毛薹草-狭叶甜茅群落和漂筏薹草群落的稳定性逐渐增加达到稳定状态。同时,群落内主要的种间关系也产生了由促进转为竞争或由竞争转为促进的相应变化。(5)以挺水植物为优势种的群落类型的α物种多样性通常高于以沉水植物或浮水植物为优势种的群落类型。沉水植物群落和浮水植物群落的优势种大多具有很高的生境特异性,并且在其特异生境内分布较均匀,群落结构相对稳定;瘤囊薹草、乌拉草和柴桦具有很高的生境特异性,并且在其特异生境内分布均匀,所形成的群落结构稳定;毛薹草、漂筏薹草、狭叶甜茅和小叶章的分布范围较广,且在同一生境下分布不均匀。(6)毛薹草、漂筏薹草、狭叶甜茅是积水生境下决定群落结构的关键物种。当种间竞争不存在时,毛薹草和漂筏薹草通常展现出相似的生存策略以应对淹水环境,两者均趋向于保存生理个体以提高在淹水环境下的生存几率;当它们与狭叶甜茅处于完全竞争模式下时,淹水胁迫的增加将降低狭叶甜茅对毛薹草的抑制,而提高狭叶甜茅对漂筏薹草的抑制。
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