舜王坪山地草甸群落生產(chǎn)力及優(yōu)勢種 生產(chǎn)力對凋落物的影響

-9-舜王坪山地草甸群落生產(chǎn)力及優(yōu)勢種生產(chǎn)力對凋落物的影響內容摘要本研究以山西歷山舜王坪山地草甸群落生產(chǎn)力及優(yōu)勢種橐吾（Ligulariasibirica）、早熟禾（Poaannua）和地榆（Sanguisorbaofficinalis）生產(chǎn)力為研究對象，通過對群落生產(chǎn)力與凋落物生物量、優(yōu)勢種生產(chǎn)力與凋落物生物量關系的分析，結果顯示：（1）群落生產(chǎn)力未對凋落物產(chǎn)生影響。（2）優(yōu)勢種生產(chǎn)力未對凋落物的產(chǎn)生影響【關鍵詞】群落生產(chǎn)力凋落物生物量優(yōu)勢種生產(chǎn)力凋落物TheProductivityofMeadowCommunityandtheProductivityofDominantSpeciestoLitterinShunwangpingMountainAreAbstractInthisstudy,Ligulariasibirica,PoaannuaandSanguisorbaofficinaliswereusedtostudytherelationshipbetweencommunityproductivityandlitterbiomass,dominantspeciesproductivityandlitterbiomassinShunwangpingMountain,Lishan,ShanxiProvince.Theresultsshowedthat:(1)Mostcommunityproductivitywasrelatedtolitterbiomass.Litterhadnosignificanteffect.(2)Theproductivityofdominantspecieshadnoeffectonlitter【Keywords】communityproductivityLitterbiomassProductivityofdominantspeciesLitterfall目錄TOC\o"1-3"\h\u1立題依據(jù)及研究內容 11.1研究的背景和意義 11.2國內外研究現(xiàn)狀 11.3主要研究內容 12研究方法 12.1研究區(qū)概況 12.2樣方調查 22.3群落生產(chǎn)力測定方法 22.4優(yōu)勢種生產(chǎn)力測定方法 22.5凋落物生物量測定方法 22.6統(tǒng)計分析方法 23研究結果 23.1群落生產(chǎn)力對調落物生物量的影響 23.2優(yōu)勢種生產(chǎn)力對凋落物生物量的影響 44討論 95結論 9參考文獻 9致謝 10舜王坪山地草甸群落生產(chǎn)力及優(yōu)勢種生產(chǎn)力對凋落物的影響1立題依據(jù)及研究內容1.1研究的背景和意義凋落物是植物在生長和發(fā)育過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。它是連接地上和地下生態(tài)循環(huán)的重要通道[2]。它是陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的組成部分,是全球碳收支的重要組成部分，也是將物質和營養(yǎng)物質分解回生態(tài)系統(tǒng)的重要渠道。它還提供植物生長所需要的營養(yǎng)物質，以促進生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，進而影響土壤肥力等[4]。凋落物受多種因素影響。每個因素的重要性可能因情況的不同而不同。這些因素對凋落物的產(chǎn)生和循環(huán)都有影響。由于凋落物是由植物地上部分產(chǎn)生并歸還到地面，因此，研究地上生物量對凋落物影響至關重要。與此同時，我們發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢種決定著生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。因此，研究優(yōu)勢種地上生物量對凋落物的影響也是十分重要的。國內外對于地下有機質、微生物等對凋落物產(chǎn)生、分解的影響進行了大量的研究[10]，但從地上植物生產(chǎn)力直接對凋落物產(chǎn)生的直接影響的研究較少。舜王坪是歷山自然保護區(qū)的山地草甸地帶，植被生長量大，土壤肥力潛力大。研究地上生物量與凋落物之間的關系，對今后該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分的保護具有一定的參考價值，對舜王平山地草甸生態(tài)系統(tǒng)的研究更為科學。為充分發(fā)揮效益提供有效、合理的管理對策。1.2國內外研究現(xiàn)狀我國自20世紀60年代初我們展開了凋落物的研討,到80年代有了較大進步,近幾年有了較為深入的研究[11],綜合研究了不同類型凋落物的產(chǎn)量動態(tài)及其化學組成、凋落物的分解過程和養(yǎng)分釋放,已經(jīng)基本確定了我國主要類型及主要樹種的凋落物產(chǎn)量及分解過程[3]。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，控制植被結構和生態(tài)系統(tǒng)功能的復雜、重要因素主要是凋落物的積累與分解[12]。在凋落物的研究,主要關注兩個方面,即凋落量和凋落物分解。本文主要研究群落生產(chǎn)力和優(yōu)勢種生產(chǎn)力對凋落物的影響。1.3主要研究內容本次研究以山西舜王坪高山草甸為研究對象，主要研究群落生產(chǎn)力及優(yōu)勢種生產(chǎn)力對凋落物的影響，以此為該地調落物生物量影響提供參考。主要包括以下兩個內容：（1）群落生產(chǎn)力對凋落物生物量的影響（2）優(yōu)勢種生產(chǎn)力對凋落物生物量的影響。2研究方法2.1研究區(qū)概況舜王坪位于山西省翼城、垣曲、沁水三縣交界處的歷山自然保護區(qū)內。舜王坪是歷山自然保護區(qū)的主峰，海拔2358米。暖溫帶季風大陸性氣候是東南亞季風的邊緣，經(jīng)常受到東南沿海季風的影響。西山和西北部經(jīng)常受到來自高原的冷空氣團的襲擊。冷空氣團在前進過程中遇到山的屏障，不能擴散，形成大量降雨。土壤屬半干旱暖溫帶森林草原土，褐色地帶，1800米以下為棕色森林土，1800米以上為亞高山草甸土，峽谷地帶為沖崖土。歷有700多種植物，舜王坪植物區(qū)基本上屬于暖溫帶植物區(qū)系[7]。2.2樣方調查于2017年8月在山西翼城舜王坪地區(qū)進行實地調查,確定了不同類型的代表性地塊，根據(jù)不同海拔,每升高100m設置幾個樣方。共設置11個5m*5m的灌木樣方，在每個灌木樣方內取5個1m*1m的草本樣方。記錄樣方內所有灌木層和草本層植物的種名、株數(shù)、蓋度、高度等。同時測定每個樣方的海拔、經(jīng)度、緯度、坡向、坡度、坡位等環(huán)境因素。2.3群落生產(chǎn)力測定方法把樣方中所測植物地上部分物種齊地面剪下并對它們在實驗室65℃條件下進行稱重(干重),烘成恒重后，該重量便可代表單位時間內的群落生產(chǎn)力。2.4優(yōu)勢種生產(chǎn)力測定方法樣方內所有植物地上部分分物種齊地面剪下，按生物量大小從高到低排序，前三種物種作為優(yōu)勢種[8]，在實驗室65℃烘干條件下烘干直至恒重，稱量后作為優(yōu)勢種生產(chǎn)力指標。在分析土壤水分對優(yōu)勢種生產(chǎn)力影響中不僅考慮優(yōu)勢種在不同樣方中的生物量，還考慮優(yōu)勢種在不同樣方中的相對生物量。2.5凋落物生物量測定方法樣方內所有植物地上部分分物種齊地面剪下，剩余分解、半分解狀態(tài)的植物，在實驗室65℃烘干條件下烘干直至恒重，稱量后作為凋落物指標。2.6統(tǒng)計分析方法在Spss21.0中對群落生產(chǎn)力和優(yōu)勢種生產(chǎn)力與凋落物生物量關系進行Peason相關分析以及進行線性、對數(shù)、二次項和冪回歸分析。在Excel中制圖。3研究結果3.1群落生產(chǎn)力對凋落物生物量的影響將舜王坪樣地群落生產(chǎn)力與凋落物生物量進行peason相關分析，結果顯示，群落生產(chǎn)力對凋落物的影響不顯著（R=-0.117，p＞0.05),對群落生產(chǎn)力與凋落物生物量進行線性擬合，結果顯示（見圖1），兩者線性曲線擬合不顯著,進一步說明群落生產(chǎn)力未對調落物生物量產(chǎn)生影響。對群落生產(chǎn)力與凋落物生物量進行對數(shù)擬合，結果顯示（見圖2）,兩者對數(shù)曲線擬合不顯著。對群落生產(chǎn)力與凋落物生產(chǎn)力進行二次項分析，結果顯示（見圖3）,兩者二次項曲線擬合不顯著。又對群落生產(chǎn)力與凋落物生物量進行了冪的擬合，結果顯示（見圖4）兩者冪曲線擬合不顯著。通過以上分析說明群落生產(chǎn)力未對凋落物生物量產(chǎn)生影響。3.2優(yōu)勢種生產(chǎn)力對凋落物生物量的影響舜王坪草甸山地凋落物優(yōu)勢種和主要物種共12種，現(xiàn)將其中優(yōu)勢種（橐吾,早熟禾，地榆）生產(chǎn)力與凋落物生物量進行peason相關性分析。橐吾生產(chǎn)力對凋落物生物量進行線性擬合，結果顯示（見圖5），兩者線性擬合不顯著，進一步進行對數(shù)擬合，結果顯示（見圖6），兩者對數(shù)擬合不顯著。進而對橐吾生產(chǎn)力和凋落物生物量進行二次項分析，結果顯示（見圖7），兩者二次項擬合曲線擬合不顯著。又對橐吾生產(chǎn)力和凋落物生物量進行冪的擬合，結果顯示（見圖8），兩者冪的曲線擬合不顯著。早熟禾群落生產(chǎn)力對凋落物生物量的線性相關性分析，結果顯示（見圖9），兩者線性擬合關系不顯著。進而進行對數(shù)擬合，結果顯示（見圖10），兩者對數(shù)擬合不顯著，又對早熟禾生產(chǎn)力和凋落物生物量進行二次項分析，（見圖11），兩者二次項曲線擬合不顯著。進而又對早熟禾生產(chǎn)力和凋落物生物量進行冪的擬合，結果顯示（見圖12），兩者冪的曲線擬合不顯著。對地榆生產(chǎn)力和凋落物生物量進行線性擬合，結果顯示（見圖13），兩者的線性擬合不顯著。對地榆和凋落物生產(chǎn)力進行對數(shù)擬合，結果顯示（見圖14），兩者對數(shù)擬合曲線不顯著。進一步對地榆生產(chǎn)力和凋落物生物量進行二次項分析，結果顯示（見圖15），兩者二次項曲線擬合不顯著，進而又對地榆生產(chǎn)力和凋落物生物量進行冪的擬合，結果顯示（見圖16）,兩者冪的擬合曲線不顯著。通過以上分析說明優(yōu)勢種生產(chǎn)力未對凋落物生物量產(chǎn)生影響4討論凋落物是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，也是物質循環(huán)和能量流動中的重要環(huán)節(jié)，其產(chǎn)量能夠反映生態(tài)系統(tǒng)性能，對生態(tài)系統(tǒng)的恢復和更新具有重要影響。通過現(xiàn)有的文獻可以得出：地上生物量影響著凋落物生物量，其效應在不同的生態(tài)系統(tǒng)中，影響作用不同[6]。在本研究中發(fā)現(xiàn)，群落生產(chǎn)力對調落物影響不顯著，這可能是由舜王坪山地草甸位于黃土高原的東南部，這或許是因為研究區(qū)域的地形、植被、土壤類型質地、海拔、氣溫、光照等一些因素的不同，從而導致群落生產(chǎn)力未對凋落物產(chǎn)生影響[9]。在質量比例假說[1]中提到，物種的組成對凋落物的產(chǎn)生和分解有重要影響。在不同的生境中，植被組成不同，凋落物生物量也不同，同時單一植被凋與混合植被對凋落物生物量的影響也不同[5]。在本研究中發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢種生產(chǎn)力未對凋落物產(chǎn)生影響，可能是混合植被凋落物間的影響凋落物的積累。由于植被的差異，微生物對不同植被凋落物的分解存在選擇性，在舜王坪山地草甸生態(tài)系統(tǒng)中，橐吾，地榆，早熟禾為優(yōu)勢種，微生物對其不敏感，而導致優(yōu)勢種生產(chǎn)力未對凋落物產(chǎn)生影響。5結論本研究表明，在舜王坪生態(tài)系統(tǒng)內，群落生產(chǎn)力未對凋落物生物量的產(chǎn)生影響，優(yōu)勢種生產(chǎn)力未對凋落物生物量產(chǎn)生影響。6參考文獻[1]Grime,JP(1998).Benefitofplantdiversitytoecosystems：immediate,filterandfoundereffects.JournalofEcology,86,902-910.[2]劉培林.山楊育種研究[M].哈爾濱:黑龍江省科學技術出版社,1993:90～100.[3]胡肄慧,等.幾種樹木枯葉分解速率的試驗研究[J],植物生態(tài)學與地植物學學報,1987,11(2):124～132[4]中國樹木志編委會.中國樹木志[M].北京:中國林業(yè)出版社,1985:80～90.[5]BARDGETTRD，WALKERLR.Impactofcoloniserplantspeciesonthedevelopmentofdecomposermicrobialcommunitiesfollowingdeglaciation[J].SoilBiology＆Biochemistry，2004，36:555－559.[6]郭劍芬,楊玉盛,陳光水,等.森林凋落物分解研究進展［J］.林業(yè)科學，2019:42(4):93－100.[7]陳姣.生態(tài)恢復工程對歷山舜王坪亞高山草甸植被的影響研究[D].山西:黃土高原研究所，2020:1-33.[8]呂亭亭,王平,燕紅,等.草甸和沼澤植物群落功能多樣性與生產(chǎn)力的關系[J].植物生態(tài)學報，2