图们江下游湿地植物功能型组成及适应策略随恢复年限的变化

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研究分析植被恢复过程中不同植物功能型组成及适应策略随恢复年限的变化,有助于了解植物在生长过程中对资源的分配利用和对环境的适应规律,对于研究植物对环境的响应与适应机制具有重要意义。近年来,由于区域气候变化及一带一路等重要战略的实施,该区域内经济活动、基础设施建设、人口的增长及旅游等资源的开发,都对图们江下游区域湿地生态环境造成了极大的威胁与负担,该区域湿地面临面积萎缩、破碎化程度增加、生物多样性减少等一系列生态环境问题。  采用时空代换的方法,在图们江下游选择不同恢复年限的退耕湿地和自然湿地,以退耕湿地中自然恢复且长势良好的植物群落为研究对象。以图们江下游湿地植物叶片和细根功能性状为基础,根据C-S-R策略,采用数量分类的方法,将所调查的处于不同恢复阶段的物种划分为不同功能型,分别探讨各功能型间的性状和适应策略差异,并分析了图们江下游不同恢复年限湿地不同恢复阶段植物功能型组成和植物适应策略随恢复年限的变化规律。取得的主要研究结论如下:  (1)图们江下游不同恢复年限湿地植被演替过程中土壤环境变化  本研究分别对图们江下游不同恢复年限湿地植被的群落盖度、土壤水分及土壤养分进行单因素方差分析表明,图们江下游不同恢复年限湿地植被恢复过程中,除土壤水分、土壤PH以及土壤有机质以外,土壤总氮、土壤总磷、土壤速效氮及土壤速效磷,都随恢复年限的增加即植被恢复时间的延长而呈波动增加的趋势。  (2)图们江下游不同恢复年限湿地植物功能性状分布规律及相关性分析  本研究对图们江下游不同恢复年限湿地的12个植物功能性状值进行了描述性统计。其中功能性状值的最大值与最小值之间相差的倍数最小差4倍,最大相差2868倍,说明图们江下游不同恢复年限湿地植物物种水平上的12项植物功能性状值的均有比较明显的变化,即说明植物功能性状对植被恢复的变化过程的响应具有敏感性。因此,植物功能性状可以反映植被恢复过程中的主要生态过程。  利用Pearson相关分析检验对图们江下游不同恢复年限湿地植物的12项植物功能性状的相关性进行了分析,结果表明图们江下游不同恢复年限湿地植物的12项植物功能性状之间具有相关性。  (3)图们江下游不同恢复年限湿地植物功能型的划分及其适应策略  根据聚类分析树状图以及方差分析的多重比较显示,图们江下游不同恢复年限湿地植物可以分为4个不同功能型。根据C-S-R策略,PFTS1更倾向于“胁迫—干扰型”,PFTS2更倾向于“胁迫—竞争型”,PFTS3更倾向于“竞争型”,PFTS4更倾向于“胁迫—忍耐型”。  (4)图们江下游不同恢复年限湿地不同功能型物种数量及适应策略随恢复年限的变化  通过对图们江下游不同恢复年限湿地植物功能型物种数占群落总物种数的百分比的分析,以及利用逐步回归模型对图们江下游恢复湿地处于不同恢复阶段的优势物种植物功能性状值与土壤养分和水分进行分析表明,随着自然恢复时间的延长,虽然土壤养分含量有所增加,但湿地植物相互对资源的竞争逐渐激烈,图们江下游湿地植物对环境的适应策略发生了改变,PFT2“胁迫—竞争型”的物种由于忍耐力较差而被淘汰,PFT1“胁迫—干扰型”的部分防御力较差的物种也被淘汰,但是防御力强和耐胁迫的物种继续占据优势地位,此时出现了对养分和水分吸收率较高的竞争力十分强大的PFT3“竞争型”物种和耐胁迫较强的PFT4“胁迫—忍耐型”的物种,但是随着退耕湿地自然恢复时间的延长,土壤中的氮磷含量有限,在竞争中PFT4“胁迫—忍耐型”的物种在资源和养分上争夺不过PFT1“胁迫—干扰型”与PFT3“竞争型”的物种,最终由于磷的胁迫而逐渐淘汰,图们江下游湿地植物对环境的适应策略倾向于选择能够高效利用资源竞争力较强的物种,以及高效利用资源且抗胁迫能力强的物种代替防御力较差且资源竞争力较差的物种。
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