第一篇：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群

生態位研究

摘要: 通過在關帝林區實行全面踏查，在初步掌握林場主要植被類型的基礎上，針對棄耕地和草地，分別對灌木層和草本層物種組成進行樣方法調查，綜合考慮各物種在樣方內的表現選取15個植物種進行生態位寬度和生態位重疊計算，分析群落特征和群落構建，闡明群落生態位特征及其調控因素。結果表明：鐵桿蒿的生態位寬度最大，為5.662，說明該物種在雜草植物群落中環境適應性、資源利用能力較強，占據了較寬的生態幅，具有較強的競爭力。生態位寬度最小的則為田旋花，為1.033，說明該物種的環境適應幅度較窄,競爭力薄弱。生態位重疊的計測結果得知鐵桿蒿與并頭黃芩的生態重疊值最大，為0.845,當可利用資源不足時,易產生激烈競爭.其生態位重疊值最小的是達烏里胡枝子與蒲公英，值為0.015，說明它們之間幾乎不存在競爭。研究該棄耕地植被自然恢復演替過程及其物種多樣性的變化規律，對于指導該地區的人工植被建設具有重要的理論價值與實際意義。關鍵詞:生態位；生態位寬度；生態位重疊；雜草群落

山西農業大學本科畢業論文（設計）

Research on Niche of Weed Plant Population of Typical Abandoned Farmland

in Guandi Forest Zone

Abstract: According to the farmland and grassland with the over all investigation in Guandi forest zone，are composed of survey sampling method in the shrub layer and herb layer species.Comprehensive consideration of various species were selected in the 15 plant species niche breadth and niche overlap of computation, analysis of the construction and structure of community , clarify the characteristics of community niche and control factors.Research shows that Artemisia Sacrorum has the biggest niche width, get 5.662, explain that the weeds species environmental adaptability in plant communities and resource utilization capacity are stronger, occupy a wide ecological amplitude, so the specie has a strong competitive advantage in the forest.The minimum ecological niche are Field Bindweed, get 1.033, explain that the specie environmental adaptation scope is narrow and is weak competitive species in forest.The niche overlap measurement results that Russian Wormwood and Scutellaria Scordifolia overlap value maximum，get 0.845.When the resource is insufficient to produce intense competition.The niche overlap value of the minimum are Lespedeza davurica and Dandelion, get 0.015, explain that there are virtually no competition between them.Variation the natural restoration process and species diversity of vegetation in the abandoned land, It has important theory value and practical significance for guiding the area of artificial vegetation construction.Keywords: ecological niche;niche breadth;niche overlap;weed community

楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

目錄

1退耕地草地群落植物種群生態位研究綜述..............................................................1 1.1生物多樣性與植物種群生態位.........................................1 1.2 恢復演替與植物種群生態位..........................................2 1.3 植物功能群與植物種群生態位........................................3 1.4 環境脅迫與植物種群生態位..........................................4 2.研究地區與研究方法.............................................................................................5 2.1 研究地區概況......................................................5 2.2 研究方法..........................................................5 2.2.1 樣地設置.....................................................5 2.2.2 植被調查.....................................................6 2.2.3 重要值計算...................................................6 2.2.4 生態位寬度和重疊計算.........................................6 3結果與分析...........................................................................................................7 3.1 生態位寬度........................................................7 3.2 生態位重疊........................................................7 4 結論與討論..........................................................................................................8 4.1 結論..............................................................8 4.2 討論..............................................................9 4.2.1生態位寬度與生態位重疊的關系.................................9 4.2.2 棄耕地雜草群落恢復對策......................................10 參考文獻..........................................................11 致謝..............................................................11

楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

前言

關帝林區是山西省最大的省直國有林區，森林資源雄厚、物種豐富，有林地和灌木林地占經營總面積的75.3%，木本植物種類達220余種。是黃河流域不可多得的綠色寶庫，在山西省生態環境體系中占據重要地位，是太原市、晉中盆地及汾河走廊的生態屏障，對于改善和優化黃河中游的生態環境發揮著積極作用（王言榮,邢芳芳等,2002）。退耕地生態系統恢復的標志就是形成一定的生產能力和穩定的群落結構，并發揮生態效益和經濟效益，所以探討該地區退耕地植被自然恢復演替過程及其物種多樣性的變化規律，對于指導該地區的人工植被建設具有重要的理論價值與實際意義（王正文，2004）。生態位既是群落種間關系的結果，又是群落特性的發生與發展、種系進化、種間競爭和協同進化活力的原因（陳昌篤，1996）。生態位不僅與物種多樣性，物種競爭密切相關，而且還與群落結構和功能及演替與物種進化，群落物種積聚原理有關。生態位研究的意義，即研究農田雜草生態位，可以預測雜草群落演替，提高農田生態系統中氣候、營養等資源的優化利用率；指導農業生產實踐，從而減少投入，降低成本；推動生態位研究領域的積極發展（張國斌，李秀芹等，2007）。

1退耕地草地群落植物種群生態位研究綜述

1.1生物多樣性與植物種群生態位

生態位理論歷來就是解釋群落生物多樣性和群落共建的重要理論，受群落生境異質性的影響，種群競爭導致物種占據不同的生態位，導致群落生物多樣性增加。但近來，生態位理論受到群落中性理論的挑戰，并出現了整合理論解釋群落組成結構、功能特性和動態變化（黃建輝等，2000）。

在探討植物群落空間位置上的變化對生物多樣性的綜合影響時，Weiher（1999）驗證了植物種群生態位的空間位置變化會影響生產力進而導致多樣性變化。黃建輝等（1994）提出競爭排斥理論認為高生產力將降低群落的生境異質性，使得生境變得更為均勻，從而使得種群競爭排斥增加，導致物種占據不同的生態位進而導致生物多樣性降低。杜國禎和李自真（2007）通過對高寒草地的牧草種群之間的功能關系與生產力的研究表明，生態系統的結構與功能的復雜程度與生物多樣性呈正線性關系。

因受植物種群競爭導致生物多樣性發生變化，黃建輝等（2000）提出種能理論，表明當有更多的能量輸入群落或系統時，導致種群競爭增大，支持更多物種和營養級的可能性越大，植物種群生態位改變，生物多樣性或豐富度在中等生產力水平時最高；任洪玉(2003)在研究黃土高原物種多樣性的變化實驗中發現，群落的組成和環境發生變化的同時，其物種生物多樣性指數和均勻度指數較高，但是豐富度指數的峰值出現在群落變

山西農業大學本科畢業論文（設計）

化的中間階段，即群落中性理論。Chase M.R.（1995）研究證明中度干擾能增加生物多樣性，這是因為大陸的多次斷開和島嶼的形成，植物群落在時間空間上所占據的位置發生了改變，這些都是對物種形成和多樣性增加的重要動力。同樣，群落中不斷出現斷層、新的演替、斑塊狀的鑲嵌等等，都可能是維持和產生生態多樣性的有力手段。

隨著植物種群生態位時間位置上的變化，生物多樣性也發生著不同變化。杜國禎等(1991)對甘南亞高山草甸的植物群落進行了生物多樣性種間關系和種群動態分析,結果表明,隨著時間的推移，生態位在時間上所占據的位置發生改變，物種多樣性是增加的。溫仲明(2004)在研究黃土溝壑區植被自我修復與生物多樣性變化的結果表明,隨著植被時間推移,物種多樣性大體經歷了由高到低而后逐步恢復穩定的變化過程。李裕元(2004)研究子午嶺植被自然多樣性的變化結果表明,在植被時間推移的過程中物種豐富度、多樣性指數以及Pielou均勻度指數的變化均表現為拋物線變化規律。

1.2 恢復演替與植物種群生態位

生態位理論是植物群落的演替恢復的重要理論基礎，對于追蹤群落的形成、發展和消亡的過程，以便準確地刻畫群落各組分在空間和時間上的生態位動態過程，具有重要的科學價值。生態學家們在探討植物群落演替進程中的生態位動態變化中取得了具有生態系統經營管理和構建人工生態系統的多項理論和生產成果（金則新，2002)。

研究植物恢復演替的過程，了解群落各組分在空間和時間上的生態位動態變化，可以幫助人為的控制演替方向。王伯蓀和馬曼杰(1982)對鼎湖山森林群落 25 個植物生態位演變的研究和陸陽（1986）通過對廣東亞熱帶森林群落的格局與演進的研究，表明群落演替恢復的過程并不是所有植物生態位都發生演變和更替，而主要以骨干框架中的優勢種群生態位為標志。張耀生和趙新全（2002）對中華羊茅草地進行演替恢復的過程中表明，演替恢復是一個植物種群生態位在時間和空間上的位置變化，種數逐漸增加，豐富度指數和多樣性指數逐漸上升的過程，生態位的分布伴隨演替的進行亦趨于均勻化，從而使群落的結構復雜化，群落穩定性逐漸增加。其中大量的研究都強調了植物種群的生態位特性在演替過程中的重要性，其中優勢種群的更替導致群落的演替，演替的最終結果是形成頂極群落。

通過在不同地域開展與自然環境相協調的坡面森林植被恢復演替技術，日本山寺喜成等（1993）在人工輔助自然植被演替的總體思路下，結合生態位理論探討天然植被定向恢復演替技術，取得了一大批具有理論和生產意義的研究成果。陳志陽（2010）認為坡向對退耕地植被的生態恢復具有一定的影響,陰坡更利于退耕地的植被恢復。這主要是由于陰坡比陽坡光照時間短、水分條件好,低耐旱和喜陰物種易存活,利于植被的生長發育,使得其植物群落的生態指數均高于陽坡。

根據不同的演替恢復環境，提出不同的改良措施。景維杰等（2004）通過對黃土丘陵區現有的生態環境進行研究，表明自然植被的演替恢復較緩慢，可以通過植物的結構2 楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

特征和土壤性質的變化規律，進行干擾(如補植、補播等)達到人為的加速演替，促進自然植被快速恢復。余作岳（1996）在“熱帶亞熱帶退化生態系統植被恢復生態學研究”中提出封山育林、林分改造和透光撫育是按照演替規律，人為促進順行演替的發展途徑。這些工作對我國群落演替研究起到了極大的推動作用。

1.3 植物功能群與植物種群生態位

從植物功能群角度探討植物種群生態位系統功能與穩定性維持機理、植物對環境變化的適應與響應以及水分、養分利用效率等是植物生態系統研究的重點。生態位理論對植物功能群與群落穩定性之間的關系，植物功能群與群落生產力以及與環境因子的動態關系等進行了深入分析。但由于目前尚缺少一個規范、統一、明確的植物功能群研究方案，全球植物功能群的整合研究面臨著外來物種及雜草的入侵以及人類破壞已對生物多樣性保育等現實問題，繼續開展植物功能群的穩定性的研究（強勝、曹學章，2001）。

群落水平的穩定性可能是由物種和功能群水平上的主要成分的互補作用引起的。白永飛等（2001）用功能群分析的方法研究了內蒙古地區草原群落植物功能群組成及與群落初級生產力的關系分析，研究表明生態系統穩定性與群落生物量生產的可變性負相關，從物種到功能群到整個生物群落而逐漸增加。Gurezky等（2005）表明生態系統的生產力和穩定性不依賴于物種的數量，而是取決于存在的關鍵種和功能型。江小雷等（2004）的研究顯示，功能群多樣性和功能群成分均對系統功能有顯著影響，物種數一定時,功能群多樣性較高的群落其生產力水平也較高，而功能群多樣性一致時，含C3、C4功能成分的群落其生產力水平較其他群落的高。陳佐忠（2000）認為，不同響應類型的功能群間的補償作用可以增加群落穩定性。

不同環境因子對植物功能群的影響是多樣的、復雜的和動態的。鄭淑霞等（2007）把喬木、灌木和草本植物作為不同的功能型，得出結論是隨著氣候干旱的加劇，喬木、灌木和草本植物的LMA(比葉重)均呈增加趨勢。王成和金永煥（1999）通過研究發現植物地上、地下部分雖然分別占據著不同層次的生態空間,但是兩者之間存在著許多關聯。地上部分鮮重生物量是影響根系生態位的主要因子，它之間呈極顯著正相關。合理經營地上部分，是促進地下部分健康生長，進而獲得更大根系生態位的重要手段。胡建忠和正佳麗（2002）認為根系生態位垂直空間分布大多數為典型的表層聚積型。植物群落根系比單一種群或純林根系具有更高的生態位指數。退耕地植物群落根系的生態位指數較為接近天然植被，明顯高于農作物根系。

通過對農林漁牧業的研究，發現外來物種的入侵造成植物生態特性改變，引起種群生態位變化。彭少麟等（1998）從外來植物入侵及其對生態功能的影響的角度進行研究，彭少麟等（2000)通過對農林漁牧業的實驗，研究證明外來植物引入或入侵，已對植物群落功能群產生影響，它們引起的生態系統平衡改變、生態位發生變化以及生物多樣性的喪失造成了間接損失。同時，人工干擾也影響種群生態位的變化，如白永飛等（2006）

山西農業大學本科畢業論文（設計）

探討了放牧干擾對荒漠草原群落結構和功能群生產力的影響,表明在不同的放牧干擾下，群落的功能群組成一致，只在數量上存在差別。董全民等（2005）的研究顯示,禾草和莎草類功能群的蓋度、生物量、組成及高度與放牧干擾呈顯著的負相關，而食雜草類和毒雜草類功能群與放牧干擾呈顯著的正相關。因此需要研究通過人工調控達到改善生態的目的。

雜草入侵對植物種群生態位也造成嚴重威脅。強勝和曹學章（2001）從外來雜草方面入手研究其對植物群落功能群的影響，黃寶華（2002）對豚草的研究，張金良（1998）對北京地區三裂葉豚草的研究，李揚漢等（2002）對毒麥的研究以及仲崇信，卓榮宗(2002)對大米草常年的研究，表明雜草的入侵已經嚴重影響了植物功能群穩定性，導致生態平衡改變，春在季雜草大量生長期間，雜草對資源的利用程度會出現較大的重疊，而冬季大量雜草消亡，使得其重疊指數減小。因此需要研究通過人工調控達到改善生態的目的。王彥龍等（2008）研究證明在人工調控之下，人工播種的垂穗披堿草及入侵的優良鄉土牧草冷地早熟禾、中華羊茅能充分利用群落資源，改善生態。對于稻田中的雜草，李盾和尚占環（2006)研究證明“黑土灘”次生毒雜草植物其幼苗更新力強，群落生態位越加趨于穩定。褚建君（1998）通過實驗得知稻田中的主要雜草種群在不施用除草劑和水稻油菜連作的情況下，能夠長期共存。由于綜合環境條件的相對穩定，這些雜草種群在群落內對空間時間、資源的利用方面，以及相互作用的可能類型，趨向于補充而不是直接競爭。但是雜草種群之間,大都存在著生態位的重疊。因此,在雜草防除過程中，可以充分利用這些雜草在時間和環境的相似性，選擇對二者均有防除效果的除草劑來防除，以便起到事半功倍的效果。

1.4 環境脅迫與植物種群生態位

即使是最穩定的群叢也不完全處于平衡狀態，凡是發生次生演替的地方都受到環境脅迫的影響。如今植物種群生態正經歷鹽堿化、水淹、沙化、荒漠化以及人工污染的各種干擾，導致植被組成和群落的物種多樣性格局發生變化。但許多生態學家認為干擾是一種有意義的生態現象，能預測退化草地的恢復演替方向，為荒漠草地植被恢復和治理提供理論依據。它引起群落的非平衡特性，強調了干擾在群落結構形成和動態中的作用，并提出各種防御措施來改善生態環境（許中旗、李文華等，2004）。

通過鹽堿化草地出現的斑塊可以分析出該地區的干擾程度。常學禮和鄔建國（1998）對鹽化草地的斑塊形狀進行了研究，發現斑塊的形狀一般呈幾何形狀，這是因為人類干擾所形成，因而易于出現相似的斑塊形狀。陳利頂和傅伯杰（1998）則表示斑塊形狀指數越小，斑塊的形狀越規則，簡單；斑塊形狀指數越大，斑塊的形狀越復雜。陳子萱等（2007）通過對右玉鹽堿化草地的研究，發現雜類草的競爭能力較當前優勢種強，預測該鹽堿化草地的利用價值進一步下降，需對該鹽堿化草地進行合理有效地改良和治理，使該鹽堿化草地恢復或重建其生態功能。楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

了解水淹干擾對植物群落的影響，方便治理與保護。劉志民等（2002）探討了草地受到水淹干擾后，原有的植物種間關系必然受到影響，導致植被組成和群落的物種多樣性格局發生變化。王正文和祝廷成（2003）表明濕生植物對水分有相似的生態需求，它們之間的生態位重疊傾向于在水淹程度較重。

對于草地沙化、荒漠化，生態學家提出了許多保護措施，讓草地的生態環境在一定程度上得到了改善，有利于草地植被恢復。殷建（2012）提出的封育措施對沙化草地植被的恢復具有明顯的促進作用，而且證明了生態位寬度與生態位重疊度之間并不存在直接的線性關系。表明在一定年限范圍內，禁牧、休牧和補播3種措施對草地恢復、草地生態系統的穩定性具有積極作用。鄭元潤（1999）通過對奇臺荒漠生態系統的物種研究提出生態位重疊為零的理論，一種是這兩物種的生境方式完全不同，另一種就是物種生長稀疏分布不均勻，在荒漠中這種情況出現的可能性較大。

2.研究地區與研究方法

2.1 研究地區概況

研究區為山西省關帝山林區，位于呂梁山脈中段，東西寬約96km，南北長約120km，最高海拔2838.7m，最低海拔780.5m，平均坡度17.8°。林區范圍跨越呂梁地區的8個縣市。林區屬暖溫大陸性山地氣候，地質地貌系由花崗巖隆起形成的亞高山山地，地形破碎，山體陡峭。關帝山林區總面積42.29萬hm2,占全省總面積2.7%；林業用地32.16萬hm2，占全省林業用地4.9%；有林地18.67萬hm2，占全省有林地14.7%。林區活立木蓄積1491.56萬m3，占全省20.64%；林區森林覆蓋率56.66%，高于全省森林覆蓋率40.66個百分點。關帝山林區的森林資源在全省占有較大比重，關帝上林區森林的生態效益和社會效益在全省也具有重要意義。但由于部分地區過度及不合理的水土開發，生態環境問題日趨凸現，造成大量耕地被迫棄耕，一定程度上制約了農業生產和社會可持續發展。面對棄耕地面積的不斷增大，人們即開始了棄耕地的恢復重建工作。本研究主要從棄耕地植被生物多樣性、演替恢復規律、植物功能群及環境脅迫等方面進行分析，并根據植物群落生態位特性對典型棄耕地的恢復提出建議。

2.2 研究方法

2.2.1 樣地設置

通過在林區實行全面踏查，在初步掌握種子園主要植被類型的基礎上，針對棄耕地和草地，分別對灌木層和草本層物種組成進行樣方法調查。在研究區內,樣方的設置分為20 m×20 m的大樣方,共計33個,對樣方內的灌木采用每木調查,在大樣方的4個角和中心位置再布設5個5 m×5 m的小樣方進行草本植物的調查,綜合各物種在樣方內的蓋度及其在樣方中出現的頻率選取了15個植物種,進行生態位特征分析。各個樣方的基本狀況見表1。

山西農業大學本科畢業論文（設計）

表1 樣方的基本狀況

Table1 The basic situation of the plot 樣方號 Quadrat number 01 02 地點 site 四科里 四科里 海拔 elevation 1472m 1472m 坡度 slope 15° 13°

坡位 Slope position 中坡 中坡

坡向 aspect 南偏東15° 南偏東15°

物種組成

species composition

杠柳 鐵桿蒿 并頭黃芩 田旋花 大車

前

杠柳 山刺枚 蒲公英 山棉花 山野豌

豆 山西馬先蒿 沙棘 鐵桿蒿 艾蒿 山野豌豆 并頭黃

芩 蒲公英

艾蒿 旋覆花 長莖飛蓬 山野豌豆

大車前

達烏里胡枝子 艾蒿 田旋花 山棉花 山野豌豆 長莖飛蓬 蒲公英 并頭黃

芩 杠柳 達烏里胡枝子 山野豌豆 蒲公

英

并頭黃芩 田旋花 艾蒿 長莖飛蓬 03 04 05 崔家榆 崔家榆 呼榆溝口 1543m 1543m 1522m 10° 13° 6°

下坡 下坡 下坡

北偏東40° 北偏東40° 北偏東5°

06 呼榆溝口 1513m 15° 下坡 南偏東5°

2.2.2 植被調查

在種子園所轄范圍內，在不同離地條件下分別選取典型植被群落，調查群落結構，即對灌木層和草本層物種組成進行調查，掌握其密度、高度和蓋度，計算重要值，分析群落的優勢種，對群落進行命名。2.2.3 重要值計算

灌木層和草本層重要值計算公式如下：

RD?RC?RH3

式中，IV為重要值，RD、RC、RH分別代表相對密度、相對蓋度和相對高度。2.2.4 生態位寬度和重疊計算 IV?(1)Levins生態位寬度計測

Bi???PijlnPijj?1r [1] 式中,Bi為種i的生態位寬度,Pij=nij/Nij,它代表種i對第j個資源的利用占全部資源利用的比例,nij為種群i利用資源狀態j的數量，本文以種群i在第j個樣方的重要值表示,r為資源等級數,本文為樣方數(王琳、張金屯,2001)。楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

（2）生態位重疊計測

?PPijrkjOp?j?1r?r?2????Pij???Pkj2??????j?1??j?1? [2] 式中,Pij和Pkj分別為種i和種k在資源位j上的數量特征值(楚光明等,2005)。

3結果與分析

3.1 生態位寬度

通過(1)式計算15個主要群落組分種的生態位寬度(表2)。

生態位寬度是反映物種對環境資源利用狀況的尺度,它不僅與物種的生態學和生物學特征有關,而且與種間的相互適應和相互作用有密切關系。生態位越寬,表明物種對環境的適應能力越強,對各種資源的利用越充分,且往往在群落中處于優勢地位（張峰,上官鐵梁，2004）。由表2可知,鐵桿蒿的生態位寬度最大，為5.662，其次是艾蒿和山刺玫，生態位寬度分別是4.432和3.882,說明這些物種在雜草植物群落中環境適應性、資源(養分、水分、空間等)利用能力較強,占據了較寬的生態幅，是此林區植被在演替過程中的主要優勢樹種，具有較強的競爭力，尤其是在可利用資源量非常有限的情況下更是如此。田旋花、蒲公英、并頭黃芩等生態位寬度較小,說明這些物種在該環境適應幅度較窄, 處于劣勢。山野豌豆、山棉花、山西馬先蒿的生態位寬度居中，可能是因為所處環境與自身特性受到限制所導致。

3.2 生態位重疊

通過(2)式計算15個主要組分種的生態位重疊(表3)。生態位重疊是兩個物種與生態因子聯系上的相似性,也反映了植物間的潛在競爭關系。當2個物種利用同一種資源或共同占有某一資源(食物、營養成分、空間等)時,就會出現生態位重疊現象（張金屯，2004）。由表3可知，物種之間的生態位重疊普遍較大,大部分分布在0.1以上。鐵桿蒿與并頭黃芩的生態位重疊最大，為0.845。其次是大車前與艾蒿為0.780。說明它們之間存在激烈的競爭，達烏里胡枝子與蒲公英，值為0.015，說明它們之間幾乎不存在競爭。但在本次實驗中,一些生態位寬度較小的物種之間生態位重疊卻較大,如:田旋

山西農業大學本科畢業論文（設計）

花與大車前、田旋花與山棉花,這是適宜生境以斑塊形式存在造成的。

表2 關帝林區典型棄耕地雜草植物群落生態位寬度

Table2 Guandi forest typical of abandoned farmland weeds community niche width 物種號 Species number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 種名 species name 杠柳 山刺玫 沙棘 達烏里胡枝子 鐵桿蒿 旋覆花 并頭黃芩 田旋花 蒲公英 山野豌豆 山西馬先蒿 山棉花 大車前 長莖飛蓬 艾蒿

拉丁名 The Latin name

生態位寬度值 niche breadth value

2.773 3.882 3.040 1.880 5.662 1.890 1.560 1.033 1.355 2.466 1.973 2.167 1.577 3.880 4.432

排序 sort 6 3 5 11 1 10 13 15 14 7 9 8 12 4 2

Periploca sepium Rosa davurica Hippophae rhamnoides Lespedezadavurica Artemisia sacrorum InulabritannicaL.Var Scutellaria scordifolia Convolvulus arvensis Taraxacum mongolicum Viciaamoena Fisch Pedicularis shansiensis AnemonehupehensisLem.PlantagomajorL Erigeron elongatus Artemisia verlotorum 結論與討論

4.1 結論

（1）通過Levins生態位寬度公式計測群落主要種群的生態位寬度，鐵桿蒿的生態位寬度最大，值為5.662，說明該物種在雜草植物群落中環境適應性、資源(養分、水分、空間等)利用能力較強，占據了較寬的生態幅，在此林區具有較強的競爭力。生態位寬度最小的則為田旋花，為1.033，說明該物種的環境適應幅度較窄,是林區競爭力薄弱的物種。楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

表3 關帝林區典型棄耕地雜草植物群落生態位重疊

Table 3 Guandi forest typical of abandoned farmland weeds community niche overlap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 0.113 0.233 0.410 0.262 0.214 0.274 0.566 0.211 0.083 0.220 0.353 0.281 0.385 0.064 1 1 2 3 10

0.058 0.542 0.385 0.123 0.387 0.433 0.538 0.336 0.253

0.807 0.459 0.340 0.423 0.780 15 0.210 0.224 0.260 0.281 0.097 0.429 0.678 0.293 0.274 0.288 0.559 0.364 0.429 0.235 0.264 0.557 0.247 0.535 0.320 0.665 0.304 0.285 0.328 0.319 0.076 0.353 0.038 0.131 0.248 0.542 0.015 0.343 0.146 0.269 0.467 0.359 0.306

0.164 0.845 0.324 0.757 0.139 0.429 0.402 0.390 0.088 0.322

0.338 0.454 0.378 0.262 0.340 0.445 0.495 0.25 0.630

0.487 0.726 0.323 0.391 0.472 0.43 0.204 0.550

0.349 0.387 0.531 0.797 0.737 0.556 0.433

0.141 0.416 0.465 0.348 0.087 0.396 注：1杠柳2山刺玫3沙棘4達烏里胡枝子5鐵桿蒿6旋覆花7并頭黃芩8田旋花9蒲公英10山野豌豆11山西馬先蒿12山棉花13大車前14長莖飛蓬15艾蒿

（2）通過Pianka生態位重疊指數計測,表明生態位寬度較大的物種,對資源的利用能力較強,分布較廣,因而與其它物種間的生態位重疊也較大。有著相似利用資源能力的物種,生態位重疊值較大。鐵桿蒿與并頭黃芩的生態重復值最大，為0.845,當可利用資源不足時,易產生激烈競爭.其生態位重復值最小的是達烏里胡枝子與蒲公英，值為0.015，說明它們之間幾乎不存在競爭。

4.2 討論

4.2.1生態位寬度與生態位重疊的關系

由于生態位寬度、生態位重疊都在一定程度上反映了植物自身的特性和對環境的適應性，因此，二者有一定的聯系，同時又有很大的區別。王仁忠(1997)關于生態位的研

山西農業大學本科畢業論文（設計）

究認為,生態位寬度較大的物種，能夠與其他更多的物種有較高的生態位重疊度，而生態位寬度較低的物種，則與大多數物種間的生態位重疊也較小,但與本研究中得出的結論不完全相符。本文在研究鐵桿蒿與山刺枚的生態位重疊發現，生態位寬度都較大的物種間，其生態位重疊度不一定就高，它們的Levins生態位寬度指數值分別是 5.662 和 3.882，屬于群落中的優勢種，但是它們之間的生態位重疊值只有0.28。其原因是，生態位寬度大的植物，對環境條件要求較低，生態幅度大，相應的與其它物種生態重疊的概率就大，然而這并不意味著與其它物種的生態位重疊程度就高。另外，在自然演替較好的流域中，依據優勢種與非優勢種間的生態位重疊度大小，可以判斷優勢種的主要伴生種。同時也可以判斷優勢種間的相互競爭種，無明顯競爭的優勢種，則可能成為流域內頂級群落的優勢種。4.2.2 棄耕地雜草群落恢復對策

以Clements（1997）為代表的群落恢復演替理論認為頂極群落是穩定的, 其余演替階段都是不穩定的, 而本實驗則證明不同演替階段有不同的穩定性特征。植被群落恢復實質是植物與土壤、水分和氣候等相互影響和相互作用的過程，而且群落物種多樣性會隨立地環境的變化有所差異,陰坡的各物種多樣性指標明顯高于陽坡,但其變化規律基本一致。因此, 棄耕地雜草群落的恢復應選擇適應區域氣候、土壤、水分及各類干擾的人工干預途徑, 提高草地初級生產力和經濟價值, 并保證草地質量及演替方向,以達到恢復生態的效果。楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

參考文獻

[1]陳昌篤.注目世界動向,迎接21世紀中國生態學新發展[J].科技導報,1996,1(2):7-9.[2]張國斌,李秀芹.嶺南自然保護區常綠闊葉林優勢樹種的生態位研究[J].南京林業大學學報(自然科學版).2007(04)[3]黃建輝.物種多樣性的空間格局及其形成機制初探[J].生物多樣性,1994,2(2): 103-107.[4]杜國禎.李自真.青藏高原退化高寒草地生態系統恢復和可持續發展探討[J].自然雜志.2007(03)[5]溫仲明.黃土丘陵區植物葉片與細根功能性狀關系及其變化[J].生態學報.2011(22)[6]李裕元,邵明安.子午嶺植被自然恢復過程中植物多樣性的變化[J].生態學報,2004, 24(2):252-260.[6]王伯蓀,馬曼杰.鼎湖山自然保護區森林群落的演變[J].熱帶亞熱帶森林生態系統研究, 1982,1(1):142-156.[7]山寺喜成.自然環境を再生すゐ綠の設計[M].東京:森北出版,1993:30-55.[8]景維杰,韓蕊蓮,侯慶春,等1不同間距水平階集水及造林效果的研究[J]1西北林學院學報,2004,19(3):38-401 [9]白永飛.陳佐忠.錫林河流域羊草草原植物種群和功能群的長期變異性及其對群落穩定性的影響[J].植物生態學報,2000,24(6):641-647.[10]余作岳.彭少麟.熱帶亞熱帶退化生態系統植被恢復生態學研究[M].廣州:廣東科技出版社,1996:22-49.[11]張耀生,趙新全.高寒牧區中華羊茅人工草地退化演替的數量特征研究[J].應用生態學報.2002(03)[12]陳志陽.衡陽盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落自然恢復演替進程中種群生態位動態[J].水土保持通報.2010(04)[13]強勝.曹學章.外來雜草在我國的危害性及其管理對策[J].生物多樣性.2001(02)

[14]江小雷,張衛國,嚴林,等.植物群落多樣性對生態系統生產力的影響[J].草業學報, 2004,13(6):8-13.[15]白永飛,李凌浩,黃建輝,等.內蒙古高原針茅草原植物多樣性與植物功能群組成對群落初級生產力穩定性的影響.[J]植物學報,2001,43(3):280~287.[16]陳佐忠.內蒙古半干旱草原氣候生態相互作用問題——IMGRASS計劃初步結果[J].地學前緣.2000(02)[17]鄭淑霞,上官周平.黃土高原油松和刺槐葉片光合生理適應性比較[J].應用生態學報.2007(01)[18]金永煥,王成.長白山區天然紅松闊葉林喬木種多樣性變化[J].山地學報.2004(01)[19]胡建忠,鄭佳麗.黃河上游北川河流域種子植物的區系特征[J].中國水土保持科學.2002(04)[20]彭少麟.恢復生態學與廣東省復合農林業的發展[J].農業現代化研究.2000(03)

[21]董全民,馬玉濤,李青云等.牦牛放牧對小蒿草高草甸暖季草場植物群落組成和植物多樣性的影響[J].西北植物學報,2005,25(1):95-102.[22]黃寶華.基于MODIS數據FPI-NDVI火災監測方法研究[J].安全與環境學報.2002(02)

[23]張金良.北京地區三裂豚草封鎖除治技術的應用,植物保護21世紀展望暨第3屆全國青年植物保護科技工作者學術研究會論文集[Ml.中國科學技術出版社,1998 [24]李揚漢.稗屬雜草的生物學特性研究進展[J].雜草科學.2002(03)

[25]王彥龍,馬玉壽,孫小弟,施建軍,董全民,盛麗.格姆灘黑土灘人工草地植物量及營養季節動態研究[J].青海大學學報(自然科學版).2008(01)

山西農業大學本科畢業論文（設計）

[26]許中旗,李文華,許晴,等.禁牧對錫林郭勒典型草原物種多樣性的影響[J].生態學雜志, 2008,27(8):1307?1312 [27]鄭元潤.高效持續防治荒漠化新途徑初探——毛烏素沙地“三圈”模式的理論與實踐[J].林業科技管理.1998(02)

[28]李盾，尚占環,龍瑞軍,馬玉壽,丁路明.青藏高原“黑土灘”次生毒雜草群落成體植株與幼苗空間異質性及相似性分析[J].植物生態學報.2008(05)

[29]褚建君,黃建中,王慶亞,李揚漢,傅德清,陳惠英,吳延祥.油菜田草發生消長規律的研究[J].雜草科學.1998(02)

[30]金則新.浙江天臺山常綠闊葉林次生演替序列群落物種多樣性[J].浙江林學院學報, 2002,19(2): 133~133.[31]常學禮,鄔建國.科爾沁沙地景觀格局特征分析[J].生態學報.1998(03)

[32]陳利頂,傅伯杰.景觀生態學中的格局分析:現狀、困境與未來[J].生態學報.2008(11)

[33]陳子萱,田福平,牛俊義,王軍強,軒春香.瑪曲高寒沙化草地植物生態位特征研究[J].草地學報.2007(06)[34]陳志陽,田小梅.衡陽盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落物種多樣性研究.中國農學通報, 2009, 25(14):280-282 [35]劉志民,寇振武.科爾沁沙地荒漠化及生態恢復研究展望[J].應用生態學報.2002(12)

[36]王正文,祝廷成.松嫩草原主要草本植物種間關系及其對水淹干擾的響應[J].應用生態學報.2003(06)[37]張金屯.數量生態學〔M〕.北京:科學出版社.2004.[38]張峰,上官鐵梁.翅果油樹群落優勢種群生態位分析(J〕.西北植物學報,2004,24(1)B70)74.[39]王言榮,邢芳芳,劉潔;山西省縣域生態環境脆弱度評價[J];水土保持研究;2005.02.[40]GURETZKY JA, MOORE KJ, BRUMMER E C, et al Species diversity and functional composition of pasture that vary in landscape position and grazing management [J].Crop Science, 2005, 45: 282-289.[41]Weiher E.O.,vander Werf A, Thompson K, et al.Challenging Theophrastus: A common core list of plant traits for functional ecology[J].Veg.Sci.,1999, 10(1):609-620.[42]Chase M.R., Boshier D.H., Bawa K.S.Mircosatellite markers for population and conservation genetics of tropical tress[J].AmerJ Bot,1995,82(1):468-475.Oecologia,2006, 149:115-122.楊曉倩：關帝林區典型棄耕地雜草群落植物種群生態位研究

致謝

本論文是在郭躍東老師悉心指導下完成的，從論文的題目選定、實驗數據研究的過程，到最后的論文撰寫，郭老師淵博的學識，嚴謹的治學態度，勤奮的敬業精神都讓我受益終生，我將以此激勵自己在以后的工作和生活上積極進取，勇往直前。在此衷心感謝郭老師在整個論文撰寫過程中的諄諄教誨和親切關懷。在論文完成過程中，還要一些同學和學姐學長們給我的指導和意見。在此一并向你們致以最誠摯的謝意！深深感謝林學院的領導和老師對我的關懷和培養。同時論文的完成也得益于同學的幫助,在此對我的同學以及朋友表示忠心的感謝!感謝我的父母,他們是我的精神支柱和動力,使我能夠順利的完成我的學業。最后對參閱本論文的評閱和答辯工作的老師表示感謝。

在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助。最后再一次感謝所有在畢業論文設計 中曾幫助過我的良師益友，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。

楊曉倩

2013年6月