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解释和预测群落构建,及其对生物多样性的影响是群落生态学研究的核心问题,这个问题贯穿于群落生态学发展的各个阶段。各种层出不穷的理论试图回答这个问题,例如各种基于生态位的理论和完全忽视种间差异的中性理论。这些理论都能部分解释群落的构建,但却未能成为生态学家一直以来寻找的统一理论。近期人们开始关注从植物功能性状的角度出发研究植物群落构建,并认为这是一种很有发展前景的研究途径。本论文以内蒙古草原的植物群落为研究对象,探讨了植物功能性状以及土壤氮资源对植物群落构建的解释。
本文通过变异分解分析了内蒙古草原五个群落中十种植物的六个功能性状在种间、种内不同年份间、种内不同种群间和种群内不同个体间的变异占总体变异的比例。结果表明功能性状的种内变异主要存在种群间,这种变异是植物对不同环境适应的结果,种内年份间和种群内个体间的变异较小。与种间变异相比,种内变异占总体变异的比例不可忽视,尤其是株高和叶片氮含量的种内变异占总体变异的比例均大于50％。因此在使用功能性状进行分析时可以考虑采用种群平均值。功能性状两两之间的线性回归分析表明性状间存在很强的相关性。比叶面积、叶片干物质含量、叶片氮含量和叶片磷含量在主成分分析中与第一主成分高度相关,表现出一维的叶片经济谱变化。用单一植物性状与多度进行线性回归,比叶面积、叶片干物质含量、叶片氮含量和叶片磷含量都能显著解释多度的变化。利用最大熵模型分析多个性状对植物相对多度的解释能力,随机化检验的结果表明同时使用六个性状时,只有少数性状显著影响相对多度;逐渐减少模型中使用的性状,模型对相对多度变异的解释能力降低,但使用少于六个性状的模型与使用全部六个性状的模型统计上并没有显著的差异。土壤中硝态氮随土壤含水量和季节有显著的变化,土壤含水量越大,硝态氮的含量也越高,排除土壤含水量的影响,硝态氮仍然表现出在生长季中期(6月至8月)含量减少。铵态氮和氨基酸随土壤含水量和季节的变化不大。总体上,土壤中植物可获取的最多的氮资源是硝态氮,其次是氨基酸和铵态氮。其他的研究证明同一研究样地中常见的植物都偏好吸收硝态氮,说明植物对氮的吸收模式与环境氮资源的组成一致。本研究证明植物的功能性状确实与植物的多度有关,植物的功能性状一定程度上解释了群落的构建,便于测量的植物功能性状指标为植物群落生态学研究提供了一种更加量化的研究方法。