论文部分内容阅读
生态恢复是当今人类面对的一个重要课题,尊重自然规律才能使得生态系统在功能上和景观水平上得到真正的恢复。演替是植物生态系统退化和发展的必然途径,演替理论对于解释生态退化及指导生态系统恢复具有很重要的实际意义。植物群落演替主要表现为物种相互替代导致的植物群落在组成、结构和功能方面的变化,而这些变化与植物在不同演替阶段的生理特征是分不开的。光合作用是绿色植物生存和发展的基本保证,演替梯度上植物光合生理特征的变化反映植物对不同生境地的适应机制,相关的研究对于植被恢复具有一定的理论意义。 本文利用空间代替时间序列的方法,在甘南亚高寒草甸围封恢复地选取5个典型群落样带,通过样方调查法掌握了各群落物种组成,利用演替的一般规律及PCA排序法分别对5个群落演替阶段进行了定性和定量划分,之后对各群落中优势种及主要物种的一系列光合生理特征值进行了测定,结果表明:⑴5个群落演替阶段可以表示为:杂草地→禾草地→豆科地→半灌木群落→灌丛的演替序列。随着演替进行,群落物种丰富度、Shannon多样性指数基本呈增长趋势,而最优种所占的比重在演替前期和后期比中期高。⑵草本植物净光合速率(Aarea)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分及氮素利用效率(WUE& PNUE)均大于灌丛植物;叶片氮含量表现为豆科植物>杂生草植物>禾本科植物;5个群落优势种净光合速率呈单峰模式,峰值为B群落中的披碱草(Elymus dahuricus);PCA分析显示:光合生理特征在演替梯度上的变化大于物种间的差异,植物固定 CO2的能力及水分、氮素利用效率随随演替进行呈单峰趋势。⑶植物光合特性间有一定的相关性,物种获取物质能力及资源利用效率的指标(Aarea、PNUE、WUE)间,植物蒸腾密切相关的指标(Gs、Tr及 WUE)间及净光合速率与叶片氮含量间均存在显著的正相关性;而叶片氮含量与光合氮利用效率间存在显著负相关;其他一些指标间也存在一定的相关关系,SPAD仅与Nmass存在显著正相关而与其他生理特征间的相关性不显著。⑷不同结构及组成主要影响群落的养分及可获得光照资源,豆科植物的比重可以提升群落氮养分,但植物叶片氮还受到种间竞争的影响;而不同的群落高度产生了群落获得光照资源的空间异质性。自然状况中,植物的光合生理特征对于不同光照强度及养分条件的响应是不同的,与植物光合生理特征的变化相比,Aarea与Narea的正相关性在总体上和不同群落中却表现的比较稳定。