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东洞庭湖湿地南荻-芦苇混合群落植被季节动态及稳定机制

东洞庭湖湿地南荻-芦苇混合群落植被季节动态及稳定机制

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作者：周巧巧湖南农业大学

学位级别：硕士

芦苇(Phragmites australis),禾本科芦苇属多年生草本,是洞庭湖湿地植被建群种之一。自上世纪六七十年代禾本科荻属植被—南荻(Triarrhena lutarioriparia)在洞庭湖湿地种植以来,其分布面积逐渐扩张,而芦苇面积逐渐萎缩,两者交错混生,... 详细信息

芦苇(Phragmites australis),禾本科芦苇属多年生草本,是洞庭湖湿地植被建群种之一。自上世纪六七十年代禾本科荻属植被—南荻(Triarrhena lutarioriparia)在洞庭湖湿地种植以来,其分布面积逐渐扩张,而芦苇面积逐渐萎缩,两者交错混生,构成了洞庭湖湿地最为优势的植被类型。为探究芦苇和南荻分布面积此消彼长的过程及其所形成的机制,本研究采用野外原位监测方法,揭示两种植物混合群落植被对季节性洪水的响应;采用植物生长模拟试验,阐明芦苇和南荻存活、生长、繁殖及竞争力的分异,以实现研究目的。本研究所取得的主要结果如下:(1)对东洞庭湖湿地3个南荻和芦苇混合群落(M1:南荻株数占91.43%;M2:南荻占68.07%;M3:南荻占54.17%)和南荻、芦苇2个单一群落洪水期(5月～8月)与退水后(8月～10月)的植被动态原位监测表明:南荻和芦苇两者在淹水期间的存活率都明显下降,但退水后芦苇的恢复率明显高于南荻。与涨水前相比,退水后群落M1中南荻占比上升,而群落M2、M3中南荻占比下降。监测期间,群落M1中芦苇株高和生物量呈负增长,而南荻株高负增长,生物量正增长;群落M2、M3中南荻和芦苇株高及生物量均增加,南荻分蘖较多而芦苇分蘖较少。涨水前和退水后,芦苇的竞争强度都较强,主要表现为种内竞争,而南荻的竞争强度相对较弱,主要表现为种间竞争。与涨水前相比,退水后群落M1中物种生态位分离趋势减弱,群落M2、M3中物种生态位分离趋势加强,一直表现为芦苇占据主导地位。(2)采用5种南荻和芦苇种植株数比例(ST代表南荻:芦苇=4:0;H1代表南荻:芦苇=3:1;H2代表南荻:芦苇=2:2;H3代表南荻:芦苇=1:3;SP代表南荻:芦苇=0:4)对种子萌发幼苗进行盆栽试验,模拟两物种在自然条件下的生长(4月～10月),结果表明:芦苇存活率高于南荻,其存活率下降缓慢,而南荻存活率下降快,混合种植群落中南荻占比减小,芦苇占比增大;南荻存活率随着自身比例的减小有下降趋势,而芦苇则是随着自身比例的减小有上升趋势。随着种植时间的推移,南荻和芦苇均表现出随着自身比例的下降,株高和生物量生长减缓,分蘖和芽数目增加。在H1和H2模式中,前期表现为芦苇的竞争强度和种内竞争强,到后期转化为南荻的竞争强度和种内竞争强;而H3模式中,一直表现为南荻竞争强度和种内竞争强;三种混种模式中,两物种生态位均趋于分离。试验前期以数量占比较小的物种占主导地位,后期转化为占比较大的物种占主导地位,整体表现为南荻占据主导地位。(3)南荻和芦苇种子活力和萌发试验表明:芦苇种子活力和萌发率均显著高于南荻(P自然界,南荻和芦苇可构造不同的时空结构,导致生态位分离而达到物种共存。其中,在淹水条件下,芦苇竞争能力较强,会占据主导地位;然而,在无淹水条件下,南荻竞争能力较强,会占据主导地位。由此可推测,在洞庭湖非洪水期间,南荻竞争能力较强可能是其短期内挤占芦苇生境的重要原因,而季节性洪水导致芦苇竞争力更强,这可能是南荻与芦苇稳定共存的根本原因。

关键词：东洞庭湖湿地芦苇南荻存活时空结构自然淹水竞争共存

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