赣抚平原农田沟渠植物多样性及生态化学计量特征研究

摘要

农田沟渠是农田景观生态系统中重要的“廊道”，沟渠植物对于维持农田生态系统生物多样性和生态安全具有重要意义。本文通过对赣抚平原农田沟渠植物群落进行样方调查和对典型沟渠植物功能性状及总有机碳、总氮、总磷含量进行测定，研究了赣抚平原农田沟渠植物区系组成、群落多样性特征、群落构建机制、生态化学计量特征。
　　主要结果如下：
　　（1）对赣抚平原农田沟渠植物进行调查和区系地理分析，发现赣抚平原农田沟渠共有植物127种，隶属56科115属，外来入侵种13种。大科所占比例为4％，但含有较多的属种，小科占的比例为96%，但每科所含属种较少。大多数属内仅发现一种物种。属的地理区系比较复杂，R/T值为1.61，偏热带性质，与地理位置不相符。运用聚类分析研究了赣抚平原农田沟渠植物属的区系与其它几个类型区系的关系，结果显示赣抚平原农田沟渠植物属的生态类型“亲近”湿地和河流，从一定程度说明农田沟渠属于一类特殊的湿地生态系统。
　　（2）在赣抚平原选择三个样地，对样地内农田沟渠进行等级划分，在不同等级沟渠内进行植物样方调查，发现千金子群落是赣抚平原农田沟渠最常见的植物群落。对不同等级沟渠内植物群落进行α多样性指数和β多样性指数分析结果表明，一级沟渠群落内部物种个体数量最大，四级沟渠群落内部物种个体数量最小；三级沟渠植物群落具有最高的种类多样性和均匀度；四级沟渠植物群落优势种最多。β多样性指数变化的拟合曲线均呈现“V”型变化。以不同等级沟渠为对象的植物等级/丰度曲线结果呈几何级数模型，这说明在一、二、三、四级沟渠上均有不同的优势植物。曲线的横轴长和整体斜率显示了三级沟渠物种组成最丰富，且均匀度最高。
　　（3）测定赣抚平原农田沟渠常见植物的5个功能性状，构建植物群落内功能性状分布的零模型，检验由随机过程产生的性状相似和离散性与实际群落中性状分布的显著性差异，结果显示赣抚平原农田渠沟植物群落构建机制可能为：赣抚平原农田沟渠中环境因子通过生境筛作用筛选出株高和叶厚均适合其生境的物种，淘汰其他不适物种，剩下物种因生态位分化作用继续被淘汰，竞争力强的物种最终变成优势种，株高、基部直径、比叶面积和叶干物质比重在群落内的分布趋于均匀使植物群落组成趋于稳定。
　　（4）测定68种赣抚平原农田沟渠优势种植物总有机碳、总氮、总磷含量，发现总有机碳平均含量为454.17mg/g，高于湿地类生态系统总有机碳平均含量，总氮、总磷的含量范围也均高于一般湿地类生态系统中植物氮磷范围。单因素方差分析结果显示，不同生活型沟渠植物总有机碳有显著差异，总氮、总磷无显著差异，其中高位芽总有机碳含量显著高于其他生活型，总磷含量低于其他生活型。农田沟渠内不同生活型植物碳氮比、碳磷比、氮磷比均值趋势均为：地面芽植物＜地上芽植物＜地下芽植物＜高位芽植物＜一年生植物。通过碳、氮、磷含量及其计量比间Pearson相关分析发现它们之间存在复杂的相关性。

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第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 研究背景与进展

1.3 研究内容

1.4 拟解决的科学问题

1.5 技术路线

第2章 赣抚平原农田沟渠植物区系特征

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3 结果与分析

2.4 讨论

第3章 赣抚平原农田沟渠植物多样性研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与分析

3.4 讨论

第4章 基于功能性状的农田沟渠植被群落构建机制

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与分析

4.4 讨论

第5章 赣抚平原农田沟渠优势植物生态化学计量特征

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 结果与分析

5.4 讨论

第6章 结论及展望

6.1 主要结论

6.2 研究不足及展望

致谢

参考文献

附录 赣抚平原农田沟渠植物名录

攻读学位期间的研究成果