湿生植物的群落构建机制研究——以长江中下游岸带和西藏的高原湖滨带为例

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群落构建机制,即群落生物多样性的形成和维持机制,一直都是生态学研究的核心问题。在环境和空间梯度上、在季节时期和研究尺度上探究植物的群落构建模式,结合群落的物种组成和系统发育关系能够更为全面准确地揭示群落构建的机制及其驱动因素。为了探究湿生植物群落的多样性特征和构建机制,本文选取西藏的高原湖滨带和长江中下游河岸带的湿生植物为研究对象,使用相关分析、回归分析、Mantel分析、排序分析等分析方法,分别从植物群落的物种多样性和系统发育多样性两个维度研究湿生植物群落的多样性特征和群落构建机制,并结合环境因子和空间变量探讨其群落构建式样变化的驱动因素。主要得到以下结论:
  (1)丰水期湿生植物群落的α多样性高于枯水期的,丰水期α多样性主要与水分条件正相关,而枯水期则主要与温度和土壤总氮含量有关。丰水期的亲缘关系指数呈聚集趋势,暗示生境过滤起着主导作用;而枯水期的NRT和NTI呈不同趋势,暗示存在近期的群落分化。群落的α多样性在物种层面和系统发育层面存在显著关联,其多样性水平可在一定程度上互为表征。长江中下游岸带湿生植物群落的构建机制在不同时期间存在差异,丰水期的群落构建是环境筛选和扩散限制共同作用的结果,且以环境筛选作用占主导;而枯水期的群落构建仅在物种层面由一定程度的环境筛选作用影响。大生境的温度和降水变化、微生境的土壤水分和养分条件是影响长江中下游河岸带湿生植物群落差异的主要驱动因素。
  (2)西藏的高原湖滨带湿生植物群落的Richness、Shannon指数和Simpson指数与系统发育多样性指数Faith’PD显著相关,在地理上呈现出自西向东逐渐增加的变化趋势。西藏的高原湖滨带湿生植物群落在整体的系统发育上表现为谱系发散,而在系统发育末端结构上表现为谱系聚集,表明存在近期的群落分化。在长期进化过程中,高原湖滨带的湿生植物的生态位具有保守性。其湖滨带湿生植物的群落构建主要由随机过程主导,但不能排除环境因素和生物因素驱动的确定性过程的也发挥作用。土壤养分含量和气候条件是研究区域中湿生植物物种多样性格局的主要限制因子。
  (3)对西藏的高原湖滨带和长江中下游岸带群落结构特征差异的研究表明,长江中下游河岸带的湿生植物群落的物种丰富度比西藏高原更高,但高原湖滨带湿生植物群落的物种均匀度显著较高。由于西藏高原湖滨湿地生境条件相对恶劣,但水文情势相对稳定,因此,湿生植物群落构建以随机过程为主导;而长江中下游的气候及土壤条件适宜河岸带湿生植物的生长,但由于河岸带的水文情势变化明显,不同位点的微环境存在显著差异,因此该区域的湿生植物呈聚集分布,群落构建主要受环境筛选作用的影响。该结果也暗示,不同研究尺度下植物群落构建的机制存在差异。
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