羊草草原退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建與穩(wěn)定性研究.pdf

1、草地生態(tài)系統(tǒng)提供的多種服務(wù)功能是草原人民賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來(lái)，過(guò)度放牧等人為活動(dòng)導(dǎo)致北方草地大面積退化，其生產(chǎn)力和生物多樣性減少，土壤侵蝕加劇，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。面對(duì)日趨嚴(yán)重的草地退化問(wèn)題，需要對(duì)人類活動(dòng)所帶來(lái)的后果做出客觀的評(píng)估和預(yù)測(cè)。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康程度的有效指標(biāo)，因而受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。
　　本研究以錫林河流域羊草草原為例，通過(guò)野外調(diào)查和室內(nèi)測(cè)試分析，結(jié)合氣候、地形、土壤、放牧等一系列環(huán)境因子，

2、分析了不同退化演替階段群落多樣性的變化，并基于植物功能性狀探討了群落構(gòu)建機(jī)理，進(jìn)一步分析了群落多樣性和穩(wěn)定性的關(guān)系。旨在加深對(duì)植被-環(huán)境關(guān)系認(rèn)識(shí)的同時(shí)為科學(xué)、合理的利用草地資源提供理論支持。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落多樣性
　　采用物種多樣性、功能群多樣性及功能多樣性，研究羊草草原退化演替過(guò)程中群落多樣性的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著退化演替的進(jìn)行，羊草草原可劃分為羊草+雜類草（ymus chinen

3、sis+perennial forbs）、羊草+針茅（大針茅、克氏針茅）[L.chinensis+Stipa（S.grandis，S.krylovii）]、羊草+糙隱子草（L.chinensis+Cleistogenes squarrosa）和羊草+冷蒿（L.chinensis+Artemisia frigida）4個(gè)不同階段;隨著該退化演替的進(jìn)行，物種多樣性隨退化演替梯度增加，功能均勻度逐漸增加，但功能豐富度卻逐漸減小;群落物種組成也

4、與退化早期群落之間的差異越來(lái)越大，群落中的植物從低養(yǎng)分利用效率、抵抗力低的植物逐漸被養(yǎng)分利用效率高、抵抗能力強(qiáng)的植物所替代。綜上可知，在退化群落里存在較多的未被占據(jù)的生態(tài)位空間，而物種數(shù)目的增加使較退化群落的物種在現(xiàn)有占據(jù)的生態(tài)位空間上分布越來(lái)越均勻;相反，未退化群落由于存在較多的優(yōu)勢(shì)植物，在環(huán)境中的分布不均勻，從而出現(xiàn)了較多己占據(jù)而未被利用的生態(tài)位空間。
　　(2)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建機(jī)制
　　本研究通過(guò)兩步零

5、模型探討了草地退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn):與植物生長(zhǎng)策略有關(guān)的性狀更加趨于發(fā)散，與植物繁殖、擴(kuò)散、抵抗、競(jìng)爭(zhēng)等適應(yīng)策略有關(guān)的性狀更加趨于聚集;隨著退化演替的進(jìn)行，環(huán)境篩選作用更加強(qiáng)烈;植物功能性狀的聚集和發(fā)散隨退化演替梯度的分布格局與環(huán)境篩選的分布格局不一致，有時(shí)強(qiáng)烈的環(huán)境篩選和植物功能性狀的發(fā)散同時(shí)出現(xiàn)在退化群落，反映了強(qiáng)烈的環(huán)境篩選下，植物功能性狀并非必然聚集，物種之間對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)或生態(tài)位的分化導(dǎo)致植物功能性狀在被篩選的

6、范圍內(nèi)發(fā)散。
　　(3)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落穩(wěn)定性
　　采用恢復(fù)性、抵抗性、結(jié)構(gòu)變異性和功能變異性4個(gè)穩(wěn)定性組分，分析其在退化演替過(guò)程中的變化，并探討了不同退化演替階段草地的多維穩(wěn)定性。結(jié)果如下:羊草草原的恢復(fù)性以中度退化的羊草+糙隱子草群落最高;隨著退化演替的進(jìn)行，群落抵抗性逐漸升高;結(jié)構(gòu)變異性和功能變異性沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì);多維穩(wěn)定性在羊草+糙隱子草群落最高。穩(wěn)定性不同組分之間的多種不同關(guān)系提醒我們?nèi)绻芯糠€(wěn)定性

7、時(shí)只考慮一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)穩(wěn)定性組分，往往可能會(huì)誤判或低估不同干擾方式改變系統(tǒng)整體穩(wěn)定性的能力。
　　(4)羊草草原退化演替過(guò)程中的群落構(gòu)建與穩(wěn)定性
　　對(duì)環(huán)境因子、群落構(gòu)建、多樣性及穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)方程模型分析發(fā)現(xiàn)，物種多樣性、功能群多樣性及功能多樣性對(duì)穩(wěn)定性有正效應(yīng)，且功能多樣性對(duì)穩(wěn)定性的解釋率最大，并且放牧因子、植物功能性狀分布、功能多樣性以及群落穩(wěn)定性之間的強(qiáng)烈正相互路徑關(guān)系反映了物種的生態(tài)位分化及對(duì)環(huán)境響應(yīng)的多樣性是群落多