Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
我国北方不同草地类型植物多样性特征及其与土壤资源异质性关系 | |
周晓梅 | |
出版年 | 2016 |
学位类型 | 硕士 |
导师 | 王岭 |
学位授予单位 | 东北师范大学 |
中文摘要 | 植物多样性作为生态系统的重要特征,在维持生态系统生产力、稳定性与可持续性等方面具有重要意义。关于植物多样性的维持机制,科学家们试图从不同角度进行揭示,其中资源环境的空间异质性被认为是决定植物物种多样性的关键因素之一。经典的异质性-多样性假说(Heterogeneity-diversity hypothesis)认为,异质的环境比均质的环境能够维持更多的物种,因此,资源异质性与生物多样性间通常被认为具有正向相关关系(positive heterogeneity-diversity relationship)。这主要是基于经典的生态位分化理论,即,每个物种都会被不同的环境或资源条件所限制,所以不同物种的生态位不同,因此异质的环境有利于具有不同生态位物种的共存。异质性-多样性间的相关关系已经在多种生态系统被检验,然而,在我国有关土壤资源异质性与植物多样性间的相关关系,还从未开展相关的野外调查及试验验证工作。本研究以我国北方四种主要草地类型(草甸草原、典型草原、荒漠草原和高寒草甸)为研究对象,通过嵌套式取样方法,检验了不同草地类型的植物多样性特征以及土壤限制性资源-氮可利用率的空间异质性(变异系数),分别在局域(不同草地类型内)和区域尺度(跨越我国北方草原带的四个草地类型)分析了不同空间尺度下(0.5 m×0.5 m,2.5 m×2.5 m,5 m×5 m,10 m×10 m,15 m×15 m)的土壤氮可利用率的空间异质性与植物多样性的相关关系,获得了以下主要研究成果:(1)我国北方四种主要草地类型的植物多样性特征存在明显差异,样地尺度(15m×15 m)上草甸草原具有最高的植物物种丰富度,达到47种,样方尺度(0.5 m×0.5 m)为7种;高寒草甸具有最高的样方尺度物种丰富度,平均达22种,样地尺度的物种丰富度为33种。荒漠草原样地尺度有27种,样方尺度平均为7种;典型草原的物种丰富度最低,样地尺度为13种,样方尺度平均仅有3种。(2)我国北方四种主要草地类型的土壤氮可利用率的空间异质性均较大,变异系数几乎都达到30%以上,且这种高的异质性特征存在于所有的空间尺度上。不同草地类型间土壤无机氮可利用率异质性具有显著差异,表现为:土壤氮可利用率异质性在草甸草原最高,其他三种草地类型间没有显著差异。(3)局域尺度内的异质性-多样性关系分析发现,在荒漠草原和典型草原证明了土壤氮可利用率的空间异质性与植物物种丰富度之间具有显著的相关关系,分别发生在2.5 m×2.5 m尺度和10 m×10 m尺度;然而在草甸草原和高寒草甸,从0.5 m×0.5 m尺度至15 m×15 m尺度范围内均没有发现异质性-多样性间的显著相关关系。(4)区域尺度上的异质性-多样性关系分析发现,在15 m×15 m尺度上,土壤氮可利用率的空间异质性与植物物种丰富度之间存在显著的正相关关系,证明了在区域尺度上土壤资源异质性对植物多样性维持的重要作用,支持了异质性-多样性假说。综上所述,异质性-多样性假说主要发生在较大的区域(region)范围,其能够作为区域范围内不同草地类型间植物多样性分布的重要因素之一。然而在某一局域(local)范围内,异质性-多样性假说的成立具有不确定性,可能依赖于不同草地类型。此外,无论在局域或区域范围内,资源异质性和植物多样性间的相关关系都强烈地依赖于异质性和多样性发生的空间尺度,进一步证明了尺度的重要性。本研究不仅有助于对我国北方主要草地类型的植物多样性和土壤资源异质性的基本特征的充分认识,同时提高了对我国北方草地植物多样性的形成与维持机制的进一步理解。此外,该研究也为异质性-多样性假说的检验提供了重要的数据基础。 |
中文关键词 | 草地 ; 土壤异质性 ; 植物多样性 ; 氮可利用率 ; 局域尺度 ; 区域尺度 |
语种 | 中文 |
国家 | 中国 |
URL | http://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=1016119789.nh&DbName=CMFD2017 |
来源机构 | 东北师范大学 |
资源类型 | 学位论文 |
条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/256532 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 周晓梅. 我国北方不同草地类型植物多样性特征及其与土壤资源异质性关系[D]. 东北师范大学,2016. |
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