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不同草地植被群落的结构特征研究

作　者: 吕杰
导　师: 陈俊
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 草业科学
关键词: 幂乘方法则 β-二项分布模型 γ分布模型空间异质性生物量
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本研究以内蒙古额尔古纳草甸草原、满洲里典型草原、陕北神木县荒漠草原和杨凌示范区一年生杂草群落为研究对象，利用“二值出现次数”和“地上生物量”的调查方法，对草地植物群落进行实地调查研究，并运用幂乘方法则、β-二项分布模型和γ分布模型对四个区域草地群落的调查数据进行解析，探究在不同区域、不同利用方式下草地的物种数、物种多样性、生物量及其空间分布的基本规律。以期通过草地植被群落基本特征及其组成群落的植物种群和群落整体的空间异质性的定量研究，为草地的合理利用、科学管理和草地生态系统保护提供理论依据，并为我国草原物种多样性的维持与草地生产力的提高提出有效对策。取得的主要结论如下：（1）在不同类型、不同利用方式下的内蒙古额尔古纳草甸草原、满洲里典型草原、陕北神木县荒漠草原和杨凌示范区一年生杂草群落，利用植物种在样方内出现次数和生物量的调查方法结合幂乘方法则、β-二项分布模型、γ分布模型解析法，在探明植物群落空间分布规律时具有很好的吻合性，可在草地群落空间异质性的定量研究中应用。（2）额尔古纳草甸草原在刈割和放牧两种利用方式下，草地群落整体均具有比随机分布强的空间异质性，且割草地的物种数、物种多样性指数（H′）、均匀度指数（J′）和群落整体的空间异质性指数（δｃ）均大于放牧地；草地在放牧利用后，轮叶委陵菜（Potentilla verticillaris）、蒲公英（Taraxacum officinale）、车前（Plantago asiatica）等退化草地的指标植物种增加，而冰草（Agropyron cristatum）、无芒雀麦（Bromus inermis）和羊茅（Festuca ovina）等禾本科优良牧草只在割草地出现。（3）满洲里典型草原在禁牧和自由放牧两种利用方式下，草地群落整体的空间异质性均强于随机分布，且禁牧草地低于放牧利用草地。禁牧后，草地群落物种多样性指数（H′）、样方内的平均物种数和平均物种多样性指数均略有降低；大针茅（Stipa grandis）和羊草（Leymus chinensis）成为群落的前两位优势种，异质性程度变低，接近于随机分布状态；茵陈蒿（Artemisia capillaris）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）等10种牧草经过禁牧后，其空间异质性均有一定程度的下降，说明禁牧对草地的恢复有一定的作用。（4）陕北神木县三种不同类型的荒漠草地共同出现的植物种有16种，总物种数顺序依次为黄花蒿（Artemisia annua）草地<羊草草地<百里香（Thymus mongolicus）草地，物种多样性指数为羊草草地<黄花蒿草地<百里香草地，均匀度指数为羊草草地<百里香草地<黄花蒿草地；群落整体的空间异质性指数表现为黄花蒿草地<羊草草地<百里香草地，而羊草草地样方内的平均生物量最大，说明群落的异质性处于中等水平时生物量最高。（5）通过对杨凌示范区一年生杂草群落的调查研究可以看出，狗尾草（Setariaviridis）种间竞争力强，在群落中占绝对优势，生物量最高而异质性最低，接近于随机分布状态，它降低了群落整体的空间异质性；总物种数、物种多样性指数随着生育期延续推移而减少，样方内的平均物种数、物种多样性指数（H′）也均呈现减小的趋势；样方内的平均生物量随着生育期推移，而空间异质性逐渐降低，生物量在7月21日出现最大值，相应的群落整体的空间异质性指数出现最小值，总体表现为草地群落的生物量随着异质性指数的增大而减少。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章文献综述  12-20
  1.1 研究背景及意义  12-13
  1.2 国内外相关研究综述  13-19
    1.2.1 生物多样性的研究  13-15
    1.2.2 植被空间异质性的研究  15-17
    1.2.3 生物量  17-19
  1.3 研究目的  19-20
第二章额尔古纳天然草地群落结构特征的研究  20-31
  2.1 材料与方法  20-23
    2.1.1 调查时间与调查地概况  20
    2.1.2 草地调查方法  20-21
    2.1.3 数据解析方法：幂乘方法则  21-22
    2.1.4 空间分布的异质性指数  22-23
      2.1.4.1 群落整体的空间异质性指数 δｃ  22-23
      2.1.4.2 物种多样性指数及均匀度指数  23
  2.2 结果分析  23-29
    2.2.1 放牧草地和割草草地主要植物种对 β-二项分布模型的吻合性  23
    2.2.2 物种多样性及群落的空间分布  23-24
    2.2.3 组成群落的主要植物种  24-26
    2.2.4 出现频率与空间分布异质性指数之间的关系  26-27
    2.2.5 构成群落的各植物种距离群落整体水平异质性程度的大小  27
    2.2.6 L-样方内出现物种数的频度分布  27-28
    2.2.7 物种多样性指数的频度分布  28
    2.2.8 L-样方内物种数沿着样线的变化  28-29
    2.2.9 沿着样线物种多样性指数的变化  29
  2.3 结论与讨论  29-31
    2.3.1 植被调查方法与解析方法  29-30
    2.3.2 割草地和放牧地群落特征  30-31
第三章满洲里典型草原群落结构特征的研究  31-36
  3.1 材料与方法  31-32
    3.1.1 调查时间与调查地概况  31
    3.1.2 草地调查方法  31
    3.1.3 数据解析方法  31
    3.1.4 空间分布的异质性指数  31-32
  3.2 结果与分析  32-35
    3.2.1 幂乘方法则的吻合性  32
    3.2.2 群落的基本特征  32-33
    3.2.3 禁牧和放牧草地植物种的出现频率与空间异质性指数  33-35
  3.3 结论与讨论  35-36
    3.3.1 植被调查方法与解析方法  35
    3.3.2 草地群落的物种多样性  35
    3.3.3 草地群落的空间异质性  35-36
第四章陕北神木县荒漠草原群落的结构特征研究  36-49
  4.1 材料与方法  36-39
    4.1.1 调查时间与调查地概况  36-37
    4.1.2 草地调查方法  37
    4.1.3 数据解析方法：β-二项分布模型  37-38
    4.1.4 空间分布的异质性指数  38-39
      4.1.4.1 组成群落各个植物种的空间异质性  38
      4.1.4.2 群落整体的空间异质性指数  38
      4.1.4.3 β-二项分布模型的五种基本情况  38-39
    4.1.5 物种多样性指数及均匀度指数  39
  4.2 结果与分析  39-47
    4.2.1 草地群落的构成植物种对 β-二项分布模型的吻合性  39-40
    4.2.2 三种草地群落的总体特征  40-41
    4.2.3 组成群落的主要植物种  41-44
    4.2.4 出现频率与空间异质性指数之间的关系  44-46
    4.2.5 L-样方内出现物种数的频度分布  46
    4.2.6 L-样方物种平均高度沿样线的变化  46-47
  4.3 讨论与结论  47-49
    4.3.1 植被调查方法与解析方法  47
    4.3.2 草地群落物种多样性  47
    4.3.3 草地群落的空间异质性  47-49
第五章一年生杂草群落生物量的空间分布  49-56
  5.1 材料与方法  49-52
    5.1.1 调查地自然概况  49
    5.1.2 调查方法及调查时间  49-50
    5.1.3 数据解析方法  50-52
      5.1.3.1 分布模型概述  50-51
      5.1.3.2 空间分布的异质性指数  51
      5.1.3.3 物种多样性指数  51-52
  5.2 结果与分析  52-55
    5.2.1 草地植物群落的总体特征  52
    5.2.2 草地群落的主要物种组成  52-55
  5.3 结论与讨论  55-56
    5.3.1 植被调查方法与解析方法  55
    5.3.2 一年生杂草群落的特征  55-56
第六章讨论与结论  56-60
  6.1 讨论  56-58
    6.1.1 植被调查方法与解析方法  56
    6.1.2 植被群落生物量和空间异质性的关系  56-57
    6.1.3 利用前景及推广  57-58
  6.2 结论  58-60
参考文献  60-67
致谢  67-68
作者简介  68

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