湿地植物多样性及功能性状对土壤水分变化的响应

作     者：许佳宁 

作者单位：北京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷霆

授予年度：2016年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：湿地植物 功能性状 塑性 土壤水分梯度 频度 丰富度 

摘      要：植物的功能性状能够反映出植物对外部环境变化的适应能力。本研究采用样带与样方相结合的方法对北京湿地维管束植物进行调查,共涉及湿地10处,其中河流湿地4处,库塘湿地6处。选取地上生物量、地下生物量、总生物量、比叶面积、叶氮浓度、叶磷浓度、比茎重、根氮浓度、根磷浓度、根拉力和比根长等11个与植物形态、生理相关的植物功能性状进行了测定。利用双因素方差分析与线性回归分析等多元统计方法分别对不同湿地类型(库塘湿地、河流湿地)与土壤水分梯度下物种丰富度的差异、物种的频度分布以及生境分布模式指数与物种功能性状塑性间的相关性进行了研究。结果表明：(1)库塘湿地与河流湿地样方内的物种丰富度差异显著(p=0.001),说明湿地类型对物种的丰富度是有影响的。不同土壤水分梯度(高土壤含水量区、中等土壤含水量区、低土壤含水量区)间各样方内的物种丰富度差异不显著(p=0.472);湿地类型与土壤水分梯度交互作用下,各样方内的物种丰富度差异不显著(p=0.093)。(2)河流湿地中,在高土壤含水量区酸模叶蓼、香蒲、三叶鬼针草、扁秆藨草和芦苇的频度最高;在中等土壤含水量区三叶鬼针草、酸模叶蓼、翼果苔草、苍耳和刺儿菜的频度最高：在低土壤含水量区酸模叶蓼、刺儿菜、苍耳、山莴苣和委陵菜的频度最高。库塘湿地中,高土壤含水量区分布频度最高的物种分别为香蒲、藨草、扁秆藨草、菖蒲和芦苇;中等土壤含水量区分布频度最高的物种分别为苍耳、旋覆花、蒙古蒿、三叶鬼针草和野大豆;低土壤含水量区分布频度最高的物种分别为苍耳、酸模叶蓼、蒙古蒿,野大豆和旋覆花。(3)在河流湿地中,生境分布模式指数分别与地上生物量与总生物量的塑性间有相关性(地上生物量：p=0.017;总生物量：p=0.009),且均为负相关;生境分布模式指数与其它9个功能性状(地下生物量、比叶面积、叶氮浓度、叶磷浓度、根拉力、根氮浓度、根磷浓度、比茎重、比根长)的塑性间无相关性(p0.05)。在库塘湿地中,生境分布模式指数分别与地上生物量与总生物量的塑性间有相关性(地上生物量：p=0.038;总生物量：p=0.033),且均为负相关;生境分布模式指数与其它9个功能性状(地下生物量、比叶面积、叶氮浓度、叶磷浓度、根拉力、根氮浓度、根磷浓度、比茎重、比根长)的塑性间无相关性(p0.05)。综上,由于土壤水分的异质性、生境多样以及适度的人为干扰等因素,库塘湿地物种的丰富度显著高于河流湿地。在河流湿地酸模叶蓼的生态幅较宽,对土壤水分变化的适应能力较强;在库塘湿地苍耳、旋覆花、蒙古蒿和野大豆对土壤含水量的要求较之香蒲、芦苇、菖蒲等水分偏好比较明显的水生植物来说要略低。物种的地上生物量塑性降低,表明物种的地上生物量对土壤水分变化的适应能力变弱,其对土壤水分的偏好更加明显。