羊草草原退化演替過程中的群落構建與穩(wěn)定性研究.pdf

1、草地生態(tài)系統(tǒng)提供的多種服務功能是草原人民賴以生存和發(fā)展的基礎。近年來，過度放牧等人為活動導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。面對日趨嚴重的草地退化問題，需要對人類活動所帶來的后果做出客觀的評估和預測。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是評價生態(tài)系統(tǒng)健康程度的有效指標，因而受到國際社會的廣泛關注。
　　本研究以錫林河流域羊草草原為例，通過野外調(diào)查和室內(nèi)測試分析，結合氣候、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建機理，進一步分析了群落多樣性和穩(wěn)定性的關系。旨在加深對植被-環(huán)境關系認識的同時為科學、合理的利用草地資源提供理論支持。主要研究結果如下:
　　(1)羊草草原退化演替過程中的群落多樣性
　　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程中群落多樣性的變化，結果發(fā)現(xiàn):隨著退化演替的進行，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個不同階段;隨著該退化演替的進行，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)位空間上分布越來越均勻;相反，未退化群落由于存在較多的優(yōu)勢植物，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程中的群落構建機制
　　本研究通過兩步零

5、模型探討了草地退化演替過程中的群落構建機制。結果發(fā)現(xiàn):與植物生長策略有關的性狀更加趨于發(fā)散，與植物繁殖、擴散、抵抗、競爭等適應策略有關的性狀更加趨于聚集;隨著退化演替的進行，環(huán)境篩選作用更加強烈;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，有時強烈的環(huán)境篩選和植物功能性狀的發(fā)散同時出現(xiàn)在退化群落，反映了強烈的環(huán)境篩選下，植物功能性狀并非必然聚集，物種之間對資源的競爭或生態(tài)位的分化導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程中的群落穩(wěn)定性
　　采用恢復性、抵抗性、結構變異性和功能變異性4個穩(wěn)定性組分，分析其在退化演替過程中的變化，并探討了不同退化演替階段草地的多維穩(wěn)定性。結果如下:羊草草原的恢復性以中度退化的羊草+糙隱子草群落最高;隨著退化演替的進行，群落抵抗性逐漸升高;結構變異性和功能變異性沒有明顯的變化趨勢;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系提醒我們?nèi)绻芯糠€(wěn)定性

7、時只考慮一個或少數(shù)幾個穩(wěn)定性組分，往往可能會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程中的群落構建與穩(wěn)定性
　　對環(huán)境因子、群落構建、多樣性及穩(wěn)定性的結構方程模型分析發(fā)現(xiàn)，物種多樣性、功能群多樣性及功能多樣性對穩(wěn)定性有正效應，且功能多樣性對穩(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)定性之間的強烈正相互路徑關系反映了物種的生態(tài)位分化及對環(huán)境響應的多樣性是群落多