柴达木盆地东部荒漠植物生态位研究

摘要

植物生态位研究是近年生态学和地理学研究领域的热点之一，生态位不仅可以展现群落种间关系的现实结果，而且是群落特性的发生与发展、种间竞争和进化的动力和原因。从资源环境梯度着手，分析植物种群生态位是目前生态位研究的重要方法，可以探讨不同植物对资源环境的利用效率、同一植物对不同资源的利用程度以及物种间的共存关系。柴达木盆地位于青藏高原东北部，在内陆干燥和高寒条件下发育形成了十分显著的荒漠地貌，是国内典型荒漠盆地的代表。荒漠灌木是其主要的优势植物，其群落的存在有益于荒漠生态系统的恢复和重建，因此准确地评估该地区荒漠植物的生态位具有重要生态意义。 本文以柴达木盆地东部27个典型样地所采集的土壤和植物为研究对象，通过分析土壤含水量、容重、有机质、pH、全盐、全氮等土壤因子在水平和垂直方向上的分布特征，并在此基础上利用Levins生态位宽度公式和Pianka生态位重叠公式计算了13种优势荒漠植物在6个土壤维度上的生态位特征，主要研究结果如下： （1）土壤理化因子空间分布特征 在水平方向上，土壤含水量差异显著，德令哈-都兰一线以东样地土壤含水量显著较高，越靠近盆地中部土壤含水量越低。土壤容重变化较小，数据分布集中，盆地中部地区土壤容重质量均高，反映土壤结构性差，土质差。都兰以东样地有机质含量显著高于盆地内其他样地，盆地中心地带有机质含量均较少且各典型样地之间差异不明显。盆地内土壤严重偏碱性，水平方向上，pH值波动较缓，其变异程度在6个理化因子中最小（6%）。土壤全氮总体含量低，变异程度高。水平分布上与土壤含水量有相似之处，但其变化更为突出，除了自然状态下的草甸土壤含氮量高外，弃耕地也呈现出较高的含氮量，说明人对土地的改造影响深远。土壤全盐：总体含量高，水平方向上变化显著，含盐量高者多见于盆地各盐湖周围小洼地、河流冲积平原及洪积扇边缘地带，以尕海附近最为突出。 垂直方向上，土壤含水量表现为，亚表层含量略高于其他两层，但三者差异不大。垂直变化程度随着地表群落的不同而不同，草甸地区土壤含水量垂直波动大于荒漠植物地区。土壤容重表现为随着土壤深度的加深而缓慢递增的趋势，这一规律在相对湿润的草甸样地表现的更为强烈。从土壤剖面上看，每一层的土壤容重值占整体的比列几乎是均匀分布，每一层所占比例大约在33%左右。土壤有机质含量垂直分布规律较为明显，多数样地土壤有机质含量随土层加深而递减，这一规律在环境相对湿润样地表现更为显著，有机质含量土层间差异显著。土壤pH值各层间差异小，垂直分布较为均匀。在垂直方向上土壤全氮表现规律比较复杂，其中在生境较好的样地垂直方向上表现为随土壤深度的增加而逐步递减的规律，这一趋势在越是干旱的地带表现越不好。 （2）荒漠植物生态位特征 13种荒漠植物在6个土壤因子上平均生态位宽度从大到小依次为：驼绒藜、琵琶柴、芨芨草、芦苇、合头草、蒿叶猪毛菜、白刺、盐爪爪、小嵩草、麻黄、沙拐枣、梭梭、柽柳等，其中，在土壤含水量、容重和有机质上，藜科类物种驼绒藜均占据最广生态位宽度，在土壤pH、全盐、全氮维上，柽柳科物种琵琶柴占据最广生态位宽度。 其次，生态位宽度较大的物种在生态位重叠上并不占据最高重叠值，而是处于一个中游的位置；驼绒藜和琵琶柴在生态位宽度和生态位重叠上均占相对高的位置，对群落的建群起重要作用；78个种对在每一个土壤因子上的生态位重叠值＜0.3的占总对数的比例为76%，说明柴达木盆地东部植物总体生态位重叠偏低，竞争较小，群落处于一个相对稳定的状态。

目录

声明

1 前 言

1.1 研究背景和研究意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究目的和意义

1.2 国内外研究进展

2 研究内容和方法

2.1 研究区概况

2.2 研究数据与方法

2.2.1 样方设置及调查

2.2.2 土壤样品分析

2.2.3 生态位宽度的测度方法

2.2.4 生态位重叠的测度方法

2.2.5 资源梯度划分

3 土壤理化因子空间分布特征

3.1 土壤理化因子水平分布特征

3.1.1 土壤含水量水平分布特征

3.1.2 土壤容重水平分布特征

3.1.3 土壤有机质水平分布特征

3.1.4 土壤pH值水平分布特征

3.1.5 土壤全氮水平分布特征

3.1.6 土壤全盐水平分布特征

3.2 土壤理化因子垂直分布特征

3.2.1 土壤含水量垂直分布特征

3.2.2 土壤容重垂直分布特征

3.2.3 土壤有机质垂直分布特征

3.2.4 土壤pH值垂直分布特征

3.2.5 土壤全氮垂直分布特征

3.3 本章小结

3.3.1 土壤物理性质

3.3.2 土壤化学性质

4 主要优势植物生态位特征

4.1 植物群落调查结果

4.2 13种优势植物在6个土壤因子上的分布特征

4.3 13种优势植物在6个土壤因子上的生态位宽度

4.4 13种优势植物在6个土壤因子上的生态位重叠

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.1.1 土壤6个理化因子空间分布特征

5.1.2 13种优势植物生态位特征

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果