民勤连古城自然保护区物种多样性与群落稳定性研究

摘要

利用种群动态学原理和物种多样性—群落稳定性原理，对连古城自然保护区5种典型群落类型物种多样性与群落稳定性进行研究。结果表明：从群落单一方面来评价干旱荒漠地区群落稳定性和物种多样性是不全面的，需从灌木层物种多样性、优势种的生殖对策、优势种的种群动态以及灌木层生产力等几个方面综合考虑。群落优势层片为灌木层，灌木所占比例均在94％以上。灌木层片优势物种的重要值非常突出，远远大于群落亚优势物种，这表明在维持群落结构与生态功能方面优势种具有突出作用。优势种群的分布格局是由物种的生物学特性和环境因子共同决定的，膜果麻黄和绵刺种群呈集群分布，而其它种群呈随机分布。群落优势种群主要通过营养繁殖来繁衍种群，多数种群的有性生殖有所减缓或者已被完全阻断，这种表现有利于种群适应严酷自然环境的，但限制了种群的适应性进化和远距离扩散。影响群落物种多样性的主要环境因子是降水分配格局和土壤异质性。灌木层物种多样性与群落稳定性之间存在显著关系，即灌木层多样性指数越高，群落越稳定；优势种种群的稳定性与群落的稳定性之间存在直接的关系，即优势种群越稳定，群落越稳定；灌木层生产力与灌木层物种多样性之间存在一定的关系，即灌木层物种多样性越高，灌木层生产力越大。灌木层物种多样性指数变异性小，是维持群落稳定性的关键；多年生草本和一年生草本仅能影响群落物种多样性和外貌特征，具有较大的年度波动性，对群落稳定性的作用不显著。5种群落的物种多样性、均匀度均偏低，由大到小排列顺序为：猫头刺群落＞绵刺群落＞红砂群落＞膜果麻黄群落＞盐爪爪群落，优势灌木层的物种多样性指数由大到小排列顺序为：猫头刺群落＞绵刺群落＞红砂群落＞膜果麻黄群落＞珍珠猪毛菜群落，两者顺序基本一致，但生态优势度均较高，建群种或优势种在维持群落稳定性方面作用显著。5种群落的生产力比较低，灌木层对其贡献较大，代表了群落生产力，其由大到小的顺序为：红砂群落＞猫头刺群落＞绵刺群落＞膜果麻黄群落＞盐爪爪群落，而草本层的贡献较小。猫头刺+甘蒙锦鸡儿+红砂群落最稳定，物种多样性指数和均匀度指数均高于其它群落，而生态优势度最小，趋于多元化发展；猫头刺种群和甘蒙锦鸡儿种群在继续扩大，而红砂种群处于衰败阶段。绵刺+珍珠猪毛菜+泡泡刺群落物种多样性指数比较高，生态优势度也较高，该群落比较稳定，其建群种的绵刺种群同样处于稳定阶段，所以群落是比较稳定的。膜果麻黄群落为单一型群落，物种多样性指数最低，而生态优势度最高，建群种在维持群落结构和物种多样性方面起主导作用，群落为不稳定群落，但膜果麻黄种群是一个稳定的种群，所以该群落应该说是一个比较稳定的群落。盐爪爪群落物种多样性指数低，而生态优势度高，群落不稳定，盐爪爪种群处于衰败阶段，也是不稳定的。红砂群落草本层物种发育良好，导致多样性指数较高，但红砂种群是一个极不稳定的种群，已完全丧失了繁殖能力和恢复能力，取而代之的是以草本植物为主的群落。

目录

文摘

英文文摘

前言

1研究背景

1.1概念

1.1.1物种多样性

1.1.2群落稳定性

1.2物种多样性对群落功能的生态影响的研究

1.2.1多样性-稳定性假说

1.2.2多样性-生产力假说

1.2.3多样性-持续性假说

1.2.4多样性-侵入性假说

1.3对物种多样性指数测度的研究

1.3.1临界样方大小和数量

1.3.2物种丰富度指数

1.3.3物种多样性指数

1.3.4均匀度指数

1.3.5生态优势度指数

1.3.6种间相遇率

1.3.7多样性指数之间的关系

1.4物种多样性发生和维持的机制

1.5物种多样性变化的影响因子

1.6种群动态的研究

1.6.1种群密度与分布

1.6.2种群的年龄结构和生命表

1.6.3种群的繁殖对策

1.7研究的意义与目的

2保护区概况与研究方法

2.1保护区自然概况

2.1.1植被

2.1.2气候

2.1.3土壤

2.1.4水文

2.2试验设计与研究方法

2.2.1研究对象

3.2.2样方设置与调查

3.2.3土壤水分测定

2.2.4物种多样性指数分析方法

2.2.5优势种群动态分析方法

2.2.6群落生产力调查和分析方法

2.2.7种群重要值的分析方法

2.2.8种群的分布格局的分析方法

3研究结果

3.1群落结构特征

3.2降水对群落结构的影响

3.3群落的优势种群

3.4优势种群的分布格局

3.5群落的物种多样性

3.6土壤水分对物种多样性的影响

3.7优势种的种群动态

3.7.1膜果麻黄群落优势种群的种群动态

3.7.2绵刺群落优势种群的种群动态

3.7.3猫头刺群落优势种群的种群动态

3.7.4盐爪爪群落优势种群的种群动态

3.7.5红砂群落优势种群的种群动态

3.8物种多样性对生产力的影响

4讨论与结论

4.1讨论

4.1.1灌木层物种多样性与群落稳定性之间存在显著关系

4.1.2群落优势种群的生殖对策与群落稳定性具有一定的关系

4.1.3优势种群的稳定性与群落的稳定性之间存在直接的关系

4.1.4灌木层多样性指数与灌木层生产力之间基本上呈正相关关系

4.2结论

4.2.1膜果麻黄群落的稳定性

4.2.2绵刺群落的稳定性

4.2.3猫头刺群落的稳定性

4.2.4盐爪爪群落的稳定性

4.2.5红砂群落的稳定性

参考文献

致谢

附录：攻读学位期间发表的主要论文