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片段化生境中种子捕食、扩散、萌发和幼苗早期建成模式及其影响因素

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片段化生境中种子捕食、扩散、萌发和幼苗早期建成模式及其影响因...

作者：钟雨辰浙江大学

学位级别：硕士

生境片段化伴随的面积效应和边缘效应,可改变分散贮食动物的觅食行为以及隐蔽条件,影响种子捕食和扩散模式;也会通过改变光照条件、捕食者和病原菌活动,影响种子萌发和幼苗存活情况。然而很少有研究阐明生境片段化如何改变分散贮食动物... 详细信息

生境片段化伴随的面积效应和边缘效应,可改变分散贮食动物的觅食行为以及隐蔽条件,影响种子捕食和扩散模式;也会通过改变光照条件、捕食者和病原菌活动,影响种子萌发和幼苗存活情况。然而很少有研究阐明生境片段化如何改变分散贮食动物对多个物种种子的捕食和扩散,以及片段化生境中生物和非生物因子对种子萌发、幼苗早期建成的影响。本研究用塑料片标签法在浙江千岛湖地区的岛屿和大陆上开展了6种壳斗科植物的种子捕食和扩散实验,并通过围栏和杀菌剂处理在岛屿上开展9种木本植物的种子萌发和幼苗早期建成实验,分析了物种、分散贮食动物相对多度、种子产量及岛屿空间参数对种子命运和种子扩散距离的联合作用,以及物种、岛屿空间参数和实验处理(开放/围栏/围栏+杀菌)对出苗率和幼苗死亡率的共同影响。主要结果如下:(1)种子命运和扩散距离在物种间存在显著差异。(2)大陆比岛屿有更长的种子留存时间,小岛种子留存时间最短、扩散率最高,岛屿内部比岛屿边缘有更长的种子留存时间。(3)物种和岛屿大小对种子原地取食率存在交互作用,白栎(Quercus fabri)种子在大岛上有更高的原地取食率,分散贮食动物相对多度对种子扩散后贮藏率有负效应。(4)种子萌发阶段,种子捕食造成多数物种的种子损失,且随岛屿面积增大作用增强;病原菌的作用更具有物种特异性。(5)幼苗早期建成阶段,捕食者和病原菌都会影响幼苗的存活,其作用强度及其和生境片段化效应的交互作用因物种而异。表明在千岛湖地区,生境片段化通过改变物种间相互作用,影响不同物种的种子捕食、扩散、萌发和幼苗早期建成,从而影响森林群落更新和生物多样性维持。

关键词：千岛湖地区片段化生境种子捕食与扩散种子萌发幼苗早期建成

片段化生境中凋落叶和细枝分解特征及其影响因素

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片段化生境中凋落叶和细枝分解特征及其影响因素

作者：阮振浙江大学

学位级别：硕士

凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的关键环节,有机碳矿化为二氧化碳的过程是全球碳循环的中心环节,它在很大程度上受到凋落物分解的控制。近几十年来,由于商业砍伐、城市化和农业开发等人为活动的影响,全球范围内的森林受到... 详细信息

凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的关键环节,有机碳矿化为二氧化碳的过程是全球碳循环的中心环节,它在很大程度上受到凋落物分解的控制。近几十年来,由于商业砍伐、城市化和农业开发等人为活动的影响,全球范围内的森林受到了不同程度的破坏,约70%的森林已处于生境片段化状态。迄今关于生境片段化效应的研究大多聚焦于对生物多样性的影响,缺乏对生态系统功能特别是凋落物分解过程的研究。为此,研究并深入了解片段化生境中凋落物分解及其对环境变化的响应机制,具有十分重要的意义。生境片段化会通过改变非生物环境因子与植物群落,进而改变分解者群落;同时,因分解者群落中不同类群(土壤动物和微生物)对环境和分解底物的响应和偏好可能存在差异,最终导致生境片段化对不同木本植物凋落物以及同种植物不同类型凋落物(凋落叶和细枝)产生不同的效应类型(正、负、无)。为探明上述问题,本研究选取千岛湖地区常见的4种木本植物短柄枹(Quercus serrata)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、檵木(Loropetalum chinense)和马尾松(Pinus massoniana)的凋落叶和细枝作为分解底物,采用粗细两种网孔孔径规格的分解袋(用于排除或包含土壤大型无脊椎动物的作用),在15个不同大小岛屿上45个样方(边缘vs内部)以及15个位于连续森林的大陆样方中开展为期一年的分解实验。主要结果如下:(1)凋落叶和细枝的分解速率在物种间差异显著,其中马尾松凋落叶显著低于其它3个物种,马尾松和短柄枹细枝显著低于苦槠和檵木;(2)土壤大型无脊椎动物对凋落叶和细枝分解速率的影响有差异,排除大型动物显著降低了4种凋落叶的分解速率,但对细枝的分解无显著影响;(3)大陆真菌子实体盖度显著低于岛屿,菌丝盖度仅显著低于小岛;岛屿隔离度通过降低木本植物多样性对白蚁多度和真菌菌丝盖度均产生负效应,岛屿面积通过增大空气湿度对真菌产生负效应,木本植物物种丰富度增加对真菌菌丝盖度有正效应;(4)4种植物凋落叶分解速率在大陆与岛屿之间差异均不显著,但岛屿上短柄枹和檵木细枝分解速率显著高于大陆;凋落叶和细枝分解速率在岛屿边缘和内部之间均无显著差异;岛屿隔离度对凋落叶和细枝分解速率均无显著影响;短柄枹凋落叶分解速率与岛屿面积之间有显著的正相关关系,但4种植物细枝分解速率与岛屿面积之间均无显著相关性。本研究系统探究了生境片段化对凋落叶和细枝分解速率的影响,以及非生物环境和分解者群落的调控作用。以上结果表明,物种特性(底物质量)决定了两类凋落物的分解速率,而分解动物的贡献则取决于凋落物类型(凋落叶和细枝)。环境因子如湿度和木本植物丰富度在生境片段化的作用下发生变化,并对不同分解者类群(白蚁和真菌)产生抑制或促进作用,进而引起分解者群落组成的变化。总的来看,不同植物凋落物的分解速率与生境片段化的关系取决于其性状的优劣以及和分解者类群之间的亲和性,如凋落叶中短柄枹的养分含量高,且分解动物是主要分解者,所以导致了其分解速率随岛屿面积增大而增大。本研究结果有助于我们理解亚热带地区森林片段化对凋落物分解的影响,并为科学管理亚热带森林生物多样性和生态系统功能提供了理论支持。

关键词：千岛湖片段化生境凋落叶细枝分解分解者群落植物群落非生物因子

片段化生境中极小种群野生植物种子传播研究进展

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农业与技术 2023年第24期43卷 106-111页

作者：赵红梅王斌西南林业大学园林园艺学院云南昆明650224 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所云南昆明650205

全球生境碎片化趋势逐渐加深,使在碎片化生境中的野生植物受到生存威胁,其中包含一些亟需保护的极小种群野生植物。本文主要通过综述片段化生境中植物种子传播过程的研究,如片段化生境对种子传播者的影响,种子扩散方式的改变,种子生境... 详细信息

全球生境碎片化趋势逐渐加深,使在碎片化生境中的野生植物受到生存威胁,其中包含一些亟需保护的极小种群野生植物。本文主要通过综述片段化生境中植物种子传播过程的研究,如片段化生境对种子传播者的影响,种子扩散方式的改变,种子生境的变化等,发现片段化生境对于其中植物种子传播产生的影响产生了不一样甚至相对立的2种观点,其中包括生境片段化会给生境中植物种子扩散带来负效应,也有实验证明,片段化的生境会给植物的传播带来正效应。片段化生境中其他植物种子传播的研究对于极小种群野生植物种子传播有着较强借鉴意义,但在极小种群野生植物种子传播研究过程中缺乏经验。未来有待通过借鉴其他植物种子传播研究技术和理论对极小种群野生植物的物种进行有效保护,同时也可以对了解片段化森林中的群落构建过程有一定借鉴意义。

关键词：极小种群野生植物片段化生境种子传播

生境片段化和气候变化对不同功能群木本植物幼苗更新动态的联合影响

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生境片段化和气候变化对不同功能群木本植物幼苗更新动态的联合影...

作者：钟毓萍浙江大学

学位级别：硕士

生境片段化和气候变化是生物多样性丧失的重要威胁因素,且程度逐渐加剧,对植物群落组成和更新产生越来越大的作用。木本植物幼苗的生长和存活/死亡是森林群落更新的关键阶段,在这一生活史早期阶段所发生的更新生态位分化（regeneration ... 详细信息

生境片段化和气候变化是生物多样性丧失的重要威胁因素,且程度逐渐加剧,对植物群落组成和更新产生越来越大的作用。木本植物幼苗的生长和存活/死亡是森林群落更新的关键阶段,在这一生活史早期阶段所发生的更新生态位分化（regeneration niche differentiation）和同种密度制约（conspecific negative density dependent,CNDD）被认为是解释物种共存和多样性维持的两个重要机制,了解幼苗更新动态以及这两种作用机制在幼苗阶段的作用,有助于我们理解植物群落物种共存和多样性维持的机制。本研究以千岛湖29个样岛片段化森林中不同功能群木本植物的幼苗为研究对象,设置幼苗调查样方,对种子-幼苗转化率、幼苗补员率和死亡率进行了5年的连续监测,并收集了5年内的气象数据,通过相关性分析的方法分析了岛屿面积和气候因子对幼苗年际动态变化的影响,以及二者的交互作用。同时,调查了2021-2022年期间幼苗个体的存活状态,并对样方附近的多个微生境因子、邻体树木基面积和脊椎动物的活动情况进行调查和监测,通过相关性分析和结构方程模型构建分析了非生物和生物因子对幼苗个体存活率的影响,以探究片段化和气候变化如何影响各功能群植物幼苗更新动态,从而为片段化生境中森林群落物种共存和多样性维持机制提供新的证据。主要研究结果如下:1)常绿阔叶种和耐阴种的种子-幼苗转化率、幼苗补员率和存活率在时间和空间上显著高于落叶阔叶种和不耐阴种,且种子-幼苗转化率和幼苗补员率的优势随着岛屿面积的增加而增大。2)不同功能群幼苗动态对岛屿面积、温度和降水的响应不同,影响幼苗个体存活的微生境主导因子也不同。气温和降水对不同功能群幼苗补员和存活具有不同程度的影响;幼苗附近的温湿度是影响常绿阔叶种和耐阴种的主导因子,光照水平则是影响落叶阔叶种和不耐阴种的主导因子。活动积温的升高显著提高了幼苗的补员率（estimate=0.1753,p0.1）。以上结果表明,生境片段化和气候变化共同对木本植物幼苗更新动态产生了影响,且片段化通过面积效应改变了斑块内非生物和生物因子,进而影响了不同功能群幼苗个体的存活和生长。本研究结果为密度制约假说和生态位分化理论提供了新的证据,有助于更好地理解生境片段化对森林更新和生物多样性维持的影响。

关键词：片段化生境群落更新幼苗早期建成密度制约更新生态位

千岛湖陆桥岛屿上木本植物物种多度分布格局研究

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千岛湖陆桥岛屿上木本植物物种多度分布格局研究