植物多样性对湿地生态系统初级生产力及底栖动物群落的影响

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shijunjie88
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随着全球物种灭绝速度的加快,关于物种丧失可能带来的生态学后果的研究正在逐渐升温,生物多样性(包括种内、种间水平的多样性)与生态系统功能的关系(Biodiversity-ecosystem function relationship;BEF)成为了当前生态学领域内的一个重大科学问题。然而,关于该领域研究学界存在颇多争议:比如野外大区域调查与室内受控实验的区别,是物种属性还是群落物种多样性水平对生产力等生态系统功能起作用等。为解决单一实验的不足,在人工装配植物群落盆栽实验的基础上,对崇明东滩自然生境进行调查,多种实验方法相结合探讨种内、物种水平多样性及物种属性对生产力等生态系统功能的作用,以及环境异质性(刈割处理)、实验持续时间对多样性-生态系统功能关系的效应。另一方面,也研究了植物群落结构及其多样性水平对底栖动物群落的影响。探讨这些问题不仅是对该领域理论的验证或者补充,也可以为生物多样性保育及湿地生态系统恢复提供指导。研究结果表明:1.2012年,刈割处理对密度以外的植物群落生长指标有显著影响(all P<0.01);物种丰富度及物种组合对所有指标均有极显著影响(all P<0.01);刈割处理与物种丰富度的交互效应对群落地上生物量、地下生物量、总生物量、冠层高度有极显著影响(all p<0.01)。对照处理下,群落总生物量、地上生物量、地下生物量均表现为三物种水平>六物种水平>单物种水平,刈割处理下,则表现为三物种水平低于单物种水平和六物种水平。三物种水平与六物种水平群落的生物量均为刈割处理小于对照处理。对照组群落冠层高度为单物种水平<三物种水平<六物种水平,刈割则为单物种水平>六物种水平>三物种水平;对照与刈割密度均表现为单物种群落>三物种群落>六物种群落。2013年,各物种数的群落生物量整体高于2012年。物种丰富度对群落地上生物量、地下生物量、总生物量、冠层高度有极显著影响(P<0.01);物种组合对所有指标均有极显著影响(P<0.01);刈割处理与物种丰富度的交互效应仅对群落地上生物量关系有极显著影响(P<0.01)。对照处理下群落总生物量、地上生物量、地下生物量均表现为六物种水平>单物种水平>三物种水平,刈割处理下则表现为三物种水平低于单物种水平和六物种水平。三物种水平与六物种水平群落的生物量均为刈割处理小于对照处理。对照与刈割冠层高度均表现为六物种群落大于单物种群落和三物种群落。2.生态型数量对芦苇种群地下生物量、总生物量和密度有显著影响(P<0.05),而生态型组成仅对芦苇种群密度有显著影响(P<0.05)。地下生物量、总生物量以及密度均为双生态型种群大于单生态型种群。盐碱地+旱地芦苇以及盐碱地+淡咸水芦苇种群密度显著高于旱地+淡咸水芦苇。3.芦互群落的地上生物量、地下生物量、总生物量显著高于互海群落、芦互海群落和香芦糙群落。群落冠层高度和优势种的生长高度密切相关,密度则与海三棱藨草有很大关系。各个植物群落生境中,腹足纲均占绝对主导,拟沼螺属一种、堇拟沼螺与绯拟沼螺是优势种,其它类群均很稀少。各种生境间大型底栖动物群落的密度表现为互海>香芦糙>芦互海>芦互,总生物量表现为香芦糙>芦互海>芦互>互海,平均生物量表现为芦互>芦互海>香芦糙>互海,底栖动物的香农-威纳多样性指数在四种不同群落间差异不显著。植物群落总生物量越高,底栖动物总生物量反而越低,植物多样性指数越高,底栖动物总生物量越高,植物多样性指数与底栖动物多样性指数之间没有显著相关性。综上所述,物种多样性、物种属性对生态系统功能的效应会受到环境变动、时间周期的影响,均对湿地生态系统的修复有重要影响。因此,在实际修复中不仅要注重物种的搭配,还要选择合适的多样性水平。更长的时间周期应选择更高丰富度的群落,不破坏群落结构,以使湿地生态系统朝健康的方向发展。对崇明东滩优势种芦苇采用双生态型的搭配方式,比如盐碱地+旱地芦苇或者盐碱地+淡咸水芦苇种群,修复效果更好。组建植物群落多样性的同时,增加海三棱藨草的密度,有助于崇明东滩底栖动物群落的修复。
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