草地群落物候分化模式与生态系统功能关系研究

论文摘要

由于人类活动的影响，全球范围内的物种灭绝正在以前所未有的速率进行着。生物多样性的变化很可能强烈地影响生态系统的性质以及生态系统为人类提供的产品和服务功能。生态系统性质的改变是否存在一个威胁人类社会的安全转折点已经成为生态学家们广泛关注的一个问题。尽管生态学家们付出了很大的努力，人们对于生物多样性与生态系统功能的关系仍然所知有限。最近一些关于生态群落研究的解释以及在这些研究的发现是否与广为人知的影响自然生态系统的其他因子之间存在相关性仍然存在很大的争论。本文在总结目前关于生物多样性与生态系统关系研究进展的基础上，针对目前研究中存在的问题，于内蒙古针茅草原进行了为期三年的野外调查研究。草原自然植被群落由于过牧造成严重地退化，试验调查了恢复演替过程中的生物多样性、初级生产力以及稳定性之间的关系。本研究集中关注于自然界植物群落中时间生态位分化、不同取样策略以及演替恢复时间对于物种多样性与生态系统功能关系的影响，得出以下主要结论：1、时间生态位互补导致的资源利用效率提高是自然草地群落中生产力随多样性增加而提高的重要机制。2、在内蒙古针茅草原群落中，物种丰富度和均匀度的增加都可以导致时间生态位的分化程度的提高。3、在植物群落中，对于物种多样性和初级生产力之间的关系而言，生长季内单次取样策略因为没有考虑时间生态位的互补，将会导致对生态位互补效应的低估。多次取样策略可能对于物候模式明显的群落更加合理。4、物种多样性对生产力的贡献程度在不同的演替阶段不同，随着围封时间的增加表现为先减速上升而后下降的单峰曲线模式，这表明随着时间的推移物种多样性对生产力的作用机制产生了转换。5、对于以群落生物量季节波动来表示的稳定性而言，物种多样性增加并不能导致稳定性增加，主要物种之间的作用倾向于正相关和不相关。相对而言，环境因子的作用可能更加重要。6、物种多样性对于生产力和稳定性的作用机制并不相同，超产和稳定性之间并不必然存在联系。7、相对于群落生物量季节波动表示的稳定性而言，物候互补导致的超产年际之间的变动随着物种多样性的增加而趋向稳定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 生物多样性与生态系统功能研究的历史回顾
• 1.2 生物多样性及生态系统功能的概念
• 1.2.1 生物多样性
• 1.2.2 功能性特征、功能群和功能多样性
• 1.2.3 生态系统功能
• 1.3 理论与假说
• 1.3.1 生物多样性对生态系统功能的作用
• 1.3.2 生态系统性质的稳定性
• 1.3.3 与生物多样性作用相联系的其他因子
• 1.4 生物多样性与生态系统功能研究进展
• 1.4.1 多样性与生态系统功能
• 1.4.2 多样性与生态系统性质的稳定性
• 1.5 当前的研究趋势
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验地点的自然条件
• 2.2 样地设置
• 2.3 生产力的测定
• 2.4 多样性指数
• 2.5 时间生态位互补的测定
• 2.6 生态系统稳定性的测定
• 2.7 统计分析
• 第三章 结果
• 3.1 生物多样性与生产力
• 3.1.1 物种之间的时间生态位分化
• 3.1.2 生物多样性、时间生态位互补与生态系统生产力之间的关系
• 3.1.3 不同取样策略对生物多样性与生态系统生产力关系的影响
• 3.1.4 生物多样性与生产力之间的关系随演替阶段的模式
• 3.2 生物多样性与生态系统稳定性
• 3.2.1 生物多样性与生物量的季节波动
• 3.2.2 群落生物量波动与演替阶段
• 3.3 超产与稳定性以及年际变化
• 第四章 讨论
• 4.1 生物多样性与生态系统生产力
• 4.1.1 时间生态位互补、均匀度以及生产力
• 4.1.2 物种均匀度对生态系统生产力的影响
• 4.1.3 不同取样策略对物种多样性与生态系统生产力关系的影响
• 4.1.4 生物多样性与生产力之间的关系随时间推移的变化模式
• 4.2 生物多样性与生态系统稳定性
• 4.3 生态系统生产力与生态系统稳定性之间的关系
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在读期间发表、投寄的论文