岷江上游干河谷灌丛群落物种多样性与生产力的海拔梯度格.doc

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1、岷江上游干旱河谷灌丛群落物种多样性与生产力的海拔梯度格局研究陈泓：森林培育指导教师：慕长龙研究员本文以岷江上游干旱河谷——杂谷脑河干旱河谷区内自然灌丛植被为研究对象，通过沿海拔高度的系统取样调查，对该区的灌丛植被特性、群落最小面积、物种多样性的海拔梯度格局、生产力的海拔梯度格局、多样性与生产力的相关性以及它们与环境因子的相关性进行分析，找到了影响多样性和生产力的环境主导因子，从而为岷江上游干旱河谷的植被恢复提供更为详细的基础信息和理论依据。研究主要结果如下：1.在调查区域内，共收集维管植物107种，隶属于41科88属，其中灌木20科34属45种，草本29科56属62种。植物种类贫乏

2、，有明显的重点科，分别为豆科Leguminosae、菊科Compositae、蔷薇科Rosaceae和禾本科Graminea。灌丛群落结构特征随海拔的升高而随之变化，随海拔的逐步升高灌丛群落表现为由干旱灌丛向半湿润灌丛过度，其优势物种主成、生活型谱、频度分布等诸多方面都表现出灌丛群落由简单单一向复杂多样过度的变化趋势，表明沿海拔梯度存在较为明显的物种更替规律。2.通过种–面积曲线拟合对各海拔灌丛群落进行最小面积的研究，首次提出了该地区不同海拔群落包括60～90%物种的最小面积。4个海拔梯度的灌丛群落最小面积从大到小排列，阴坡依次为：2165m>1957m>1558m>1750m，阳

3、坡依次为2200m>1985m>1578m>1781m，随海拔梯度的升高呈现先减小后增大的海拔梯度格局；在相对应的海拔高度上，海拔2000m以下群落最小面积及所含物种数阴坡明显大于阳坡，而在2200m左右的高海拔则是阴坡与阳坡相接近。将样方面积100m2（10m×10m）、200m2（10m×20m）作为岷江上游干旱河谷灌丛群落的最小面积可满足不同研究精度要求，减少野外样方调查的数量和工作量。3.4个海拔梯度的灌丛群落α多样性从大到小排列，阴坡依次为：2165m>1957m>1558m>1750m，阳坡依次为2200m>1985m>1578m>1781m，随海拔升高表现出先减少后增

4、加的海拔梯度格局；各海拔梯度间α多样性的增减幅度表现为：阳坡>阴坡，草本>灌木；除海拔2200m左右的阳坡中上坡草本α多样性大于阴坡，阴坡各海拔地段其灌木和草本物种α多样性均大于阳坡各相应地段。4.阴、阳坡随着海拔的升高，海拔1550m左右的样地与其它海拔梯度样地之间的灌丛群落灌木和草本β多样性指数均呈现递增的趋势。低海拔梯度和高海拔梯度的灌丛植物种类和群落生境有较大的差异，随着海拔间隔的增加，物种相似性减小，物种更替速率增大。随海拔间隔的增加，阴坡各相邻样地之间灌木β多样性指数呈现先增加后减少的趋势，草本β多样性指数呈现递减的趋势；阳坡各相邻样地之间灌木β多样性指数呈现递增的趋势

5、，草本β多样性指数呈现先减少后增加的趋势。即灌木于阴坡海拔1750m～1957m之间差异最显著，更替速率最快，而于阳坡海拔1985m～2200m之间差异最显著，更替速率最快；草本于阴坡海拔1578m～1750m之间差异最显著，更替速率最快，而于阳坡海拔1985m～2200m之间差异最显著，更替速率最快。5.阴、阳坡灌丛其灌木层的生物量占绝对优势，阴坡灌丛各层生物量大小依次为：灌木层﹥草本层﹥地被层﹥枯落层；阳坡灌丛各层生物量大小依次为：灌木层﹥草本层﹥枯落层﹥地被层。阴、阳坡灌木各器官生物量大小依次为：根>茎枝>叶>花果。灌丛地下部分生物量累积比较丰富。4个海拔梯度灌丛各层生物量及

6、各器官生物量从大到小排列，阴坡依次为：2165m>1957m>1558m>1750m，阳坡依次为2200m>1985m>1578m>1781m，随海拔升高表现出先减少后增加的海拔梯度格局；灌丛总生物量于阴坡海拔1750m～1957m之间差异明显，于阳坡海拔1985m～2200m之间差异明显。阴、阳坡相对应的海拔梯度上，阴坡灌丛各层生物量及各器官生物量均大于阳坡。灌木层、草本层地下部分与地上部分的比值随海拔的升高均呈先增加后减少的趋势。6.灌丛群落灌木和草本多样性与生物量呈正相关关系，即生态系统生产力随物种多样性的增加而增加。物种多样性、物种组成、物种本身的生物学特征、气候及干扰强度

7、等多种因素对物种多样性与生态系统功能的关系具有影响。7.缺水、高碱性、钙化和有效肥力水平低是该区土壤的主要特征，而土壤水分条件又影响其它的土壤养分特征。4个海拔梯度的土壤化学肥力水平高低排列，阴坡依次为：2165m>1957m>1558m>1750m，阳坡依次为2200m>1985m>1578m>1781m，且不同坡向表现为：阴坡>阳坡。8.灌丛群落物种多样性及生产力与环境因子的相关分析表明，海拔、坡向、坡度、土壤含水量、速效N、速效K、有机质、全N、全K与灌丛群落多