热带森林演替过程中植物多样性的变化特征及其对环境因子的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | Manichanh Satdichanh |
| 答辩日期 | 2019-06 |
| 授予单位 | 中国科学院昆明植物研究所 |
| 导师 | 许建初 |
| 关键词 | 物种多样性 功能特质多样性 系统发育多样性 环境因素 地上生物量 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 植物学 |
| 英文摘要 | 理解演替过程中植物多样性动态及其与环境因素和生态系统功能的相互关系，是森林恢复工作的重要前提，更关系到森林对于气候变化的响应和适应。本文对湄公河上游热带森林演替过程进行了调查，研究了群落组成、物种多样性、功能多样性以及群落组配过程中系统发育特征的变化。同时，还分析了上述格局对于土壤有机碳、地上生物量及人为干扰历史的响应关系。众所周知，伐林垦荒是破坏热带森林集聚退化的重要原因。几百年来，东南亚人民一直用乡土知识对森林可持续利用进行着管理。轮耕是就是目前最主要的耕作方式，也是导致区域森林退化的重要原因。鉴于此，本研究涉及中国西双版纳和老挝勐本两个样区（10 km x 10 km），每个样区中分别设置160个样点（1000 m2），根据树龄将其划分为4个类型的样地（＜15年，15-30年，30-100年，和＞100年），整个调查面积超过20,000 ha。基于高分辨率的植被和土壤调查数据，我们希望回答以下问题：（1）湄公河上游植物多样性格局如何，这其中就包括物种多样性，功能性状多样性，以及系统发育多样性。（2）演替恢复过程中，尤其是农田撂荒以后，土壤有机碳和地上生物量的变化特征及其驱动机制是什么。在论文的第一个研究部分（第二章），我们对植物组成，及其在环境梯度下的分布和多样性动态进行了分析。结果显示，随着演替的进行物种多样性显著增加。在景观尺度上，在不同演替时期，物种组成及其多样性与海拔、坡度及土壤养分等环境因素显著相关。值得注意的，不同的演替阶段内往往呈现不同的特征。其中，先锋群落的多样性随着土壤沙质（持水能力低）的增加而降低。在演替后期的森林中，则表现为土壤氮磷元素增加物种多样性反而降低。这表明在演替后期的森林中，土壤肥力，尤其氮磷的增加，可以提高群落产量。但是由于增加了其它资源的竞争（诸如，光照），所以可能导致植物多样性的降低。在论文的第二个研究部分（第三章），我们研究了植物多样性（物种多样性、植物性状多样性）、地上生物量和环境因素对于土壤碳库的影响。并比较了不同耕作模式农田，在撂荒后的差异。研究表明，环境因素与植物多样性对于热带森林土壤剖面有机碳赋存具有很好的指示作用。具体来说，在演替早期（< 30年），环境因子是影响土壤碳库的主要因子，随着演替的进行，植物多样性的作用则变得越来越重要。在论文的第三个研究部分（第四章），我们研究了非生物因素和生物因素（种间关系）对于植物群落组配的作用，对于物种多样性和系统发育多样性格局的影响，以及环境因子和森林演替对于地上生物量的影响。结果表明，在早期演替过程中，土壤肥力与群落结构显著相关；在演替后期，由于物种的互补性增加，物种相互关系所起到的作用越来越重要。纵观整个演替进程，地上生物量、系统发育多样性、海拔和土壤肥力等因素间密切相关。具体到各个演替阶段，在恢复年限＜100年的森林中，土壤肥力与地上生物量的相关性并不紧密，相反，海拔与地上生物量显著正相关。聚焦系统发育多样性，在演替初期（恢复年代＜15年时）该多样性与地上生物量显著正相关。然而，到了演替后期的群落，则其相互关系变得不明显。我们的结果支持下列假说：演替初期非生物因素是影响物种组配的关键因素，到了演替后期，群落组配格局则主要受到生物相互关系调控。论文中我们调查了植物功能性状多样性、物种多样性以及环境因素对于土壤有机碳的影响，比较了不同土层不同撂荒模式的差异。同时，还首次研究了东南亚热带森林演替过程中，系统发育多样性与群落地上生物量的相互关系。基于上述结果本研究认为，植树造林时我们需要考虑系统发育多样性，并要关注演替初期深林（＜15 年）的管理。这些将有助于森林生物量的提高，并缓解气候变化对于森林恢复的影响。 |
| 源URL | [http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74045]  |
| 专题 | 昆明植物研究所_昆明植物所硕博研究生毕业学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | Manichanh Satdichanh. 热带森林演替过程中植物多样性的变化特征及其对环境因子的响应[D]. 中国科学院昆明植物研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：昆明植物研究所
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