内蒙古典型草原群落和物种水平对降水变化的响应

摘要

当前人类活动的加剧显著地影响着全球大气循环的格局。多个大气循环模型预测:年际间降水波动增大、极端降水事件（如:极端干旱和强降雨）发生频率增加将是未来全球水分循环变化的主要特征。水分是干旱、半干旱区草原植物生长发育的限制性资源。而草原生态系统是陆地生态系统中对降水变化非常敏感的系统。迄今为止，关于降水变化对我国草原生态系统会产生怎样的影响，我们的认识还相当有限。研究群落与物种对降水变化的响应，对于我们深刻认识生态系统的响应至关重要。本实验依托中国科学院内蒙古草原站完全控水防雨棚实验平台，利用控制实验的手段，探讨了生长季不同降水总量和降水分布格局对内蒙古典型草原群落与物种水平的影响。
　　本研究主要内容包括：⑴土壤平均含水量随着生长季降水量的增加而升高，表层(0-20cm)土壤水分的波动减小，总体水分波动增加;降水分配格局的改变虽然对土壤平均含水量没有显著影响，但是却增加了土壤水分的总体变异。⑵群落地上生产力随着生长季降水量的增加而增加，和土壤平均含水量之间存在显著的线性关系。生长季前期和中期的降水量比值为1∶1时，群落地上生物量显著低于其他格局的处理。生长季降水量和降水格局的改变对地下生物量没有显著影响。⑶群落盖度随着生长季降水量的增加而升高，尤以增加生长季中期降水量的效果最为显著。生长季降水总量和降水格局对群落多样性没有显著影响;功能群之间比较发现，多年生丛生禾草和多年生根茎禾草生物量随着降水总量的增多而增加;多年生杂类草和一、二年生植物对降水总量的变化响应不显著。降水格局的改变对多年生丛生禾草、多年生根茎禾草、多年生杂草和一、二年生植物四个功能型组成均没有显著影响。⑷物种水平上，西伯利亚羽茅和大针茅的高度、盖度和多度随着降水总量的增加先增加后减小，生物量与土壤平均含水量之间存在着较好的线性关系;苔草的高度、盖度和多度和生物量在整个降水范围内并没有显著差异;羊草的高度、盖度、多度和生物量均随降水量的增加而增加，生物量与土壤平均含水量之间存在较好的线性关系。降水分配格局的变化对四个物种的高度、盖度、和密度没有显著影响，降水格局变化对西伯利亚羽茅和羊草的生物量均无显著影响。苔草和大针茅的生物量在前期与中期降水量之比为1∶8的处理下显著高于其他处理水平。降水格局处理中四个物种的生物量与土壤平均降水量之间均无显著的线性关系。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 近年来全球及中国的降水变化特征

1．2 降水变化对草原生态系统的影响

1．2．1 对土壤水分和养分的影响

1．2．2 对生产力的影响

1．2．3 对群落结构的影响

1．3 研究的目的和意义

第二章 实验设计与方法

2．1 研究区域概况

2．1．1 地理概况

2．1．2 气候特征

2．1．3 植被状况

2．2 实验设计

2．2．1 防雨棚的设计

2．2．2 实验设计与研究方法

2．2．3 测定指标和取样方法

2．2．4 统计方法

第三章 土壤含水量和群落生产力对降水变化的响应

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．3 结果

3．3．1 降水变化对土壤水分的影响

3．3．2 降水变化对地上、地下生物量的影响

3．4 讨论

3．4．1 降水变化对土壤水分含量和变异影响

3．4．2 降水变化对生态系统生产力的影响

3．5 小结

第四章 群落水平对降水变化的响应

4．1 引言

4．2 材料方法

4．3 结果

4．3．1 降水变化对群落盖度和物种数的影响

4．3．2 降水变化对群落多样性的影响

4．3．3 群落不同功能型的生物量对降水变化的响应

4．4 讨论

4．5 小结

第五章 物种水平上对降水变化的响应

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．3 结果

5．3．1 降水变化对物种盖度、高度和多度的影响

5．3．2 降水变化对四个物种生物量的影响

5．4 讨论

5．5 小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历