植物群落功能性状对喀斯特山地旅游的响应及其维持机制 ——以贵州施秉世界自然遗产地为例

论文摘要

贵州施秉白云岩喀斯特在其自然地质美学,自然喀斯特森林美学与生物多样性具有全球性的突出价值,于2014年正式列入世界自然遗产地名录,随之发展起来的喀斯特山地旅游成为施秉遗产地植物群落面临的威胁,且在山地旅游发展的大趋势下,威胁逐渐上升。植物功能性状能反映了植物对生长环境变化的响应,探究植物功能性状的变异,有助于从小尺度变化来预测大尺度环境的变化,从物种个体的生长状况探索植物群落乃至生态系统的演化。本研究以贵州施秉喀斯特世界自然遗产地植物群落乔灌优势种为研究对象,依据植物地理学基础理论,采用典型样地调查法与（Cornelissen J H C,,2003）植物功能性状标准方法,于2018年5月至9月在施秉喀斯特世界自然遗产地开展野外实地调查和样方调查,共划定31个固定样方,对遗产地植物群落物种组成以及优势物种的样品采集与调查,通过测定其12个植物功能性状进行,对比分析研究各植物功能性状在不同干扰和不同地形下的变异特征,探究植物功能性状对喀斯特遗产地山地旅游的响应及其维持机制。（1）研究发现森林植被以壳斗科、樟科和木兰科植物为主的阔叶林,以松科和樟科等组成的针阔混交林,以大明松和马尾松主的针叶林,以及以黄栌、海桐等为主的山地灌丛及以蚊母树、水麻等为主的河漫滩灌丛,植被演替顶级为中亚热带常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林,群落结构分层明显,物种丰富,植被覆盖率高,是植物天然的栖息地,有多种珍稀濒危植物,如红豆杉（Taxus chinensis（Pilger）Rehd）,穗花杉（Amentotaxus argotaenia（Hance）Pilger）等。样地内共出现81种乔木,平均高度9.46m,平均枝下高3.14m,平均胸径12.30cm;灌木216种,平均高度1.2m,平均基径1.39cm;草本82种,平均高度0.28m。（2）总体上,乔灌优势种的12种植物功能性状有8种在不同程度干扰区差异显著。其中乔木层的叶绿素在中度干扰区显著高于强、弱和无干扰区,叶鲜重和叶干重在弱干扰区显著低于无干扰区,小枝长表现为强>弱>中>无,强干扰区显著高于无干扰区的,小枝横截面积在无干扰区显著低于强、中、弱三个地区;相关分析表示乔木的叶绿素与叶鲜重呈正相关,而与叶干物质含量呈显著负相关（p<0.05）;叶鲜重与干重呈极显著正相关（p<0.01）,但与叶干物质含量呈显著负相关,叶鲜重在强干扰和中干扰中的增长速率大于叶干重;回归分析结果显示,乔木的叶鲜重和叶干重两种功能性状对干扰强度的响应最敏感,随着干扰由弱变强,叶鲜重逐渐增大,叶干重也逐渐增大,而为了保证植物获取资源的能力,植物需要较大的叶干物质含量,在受干扰严重的同时植物要快速提高叶片的干重来达到平衡;叶干重与比叶面积呈极显著负相关,说明植物在受到中或强干扰时,不仅要快速增加叶片干重的也需要快速减小叶片面积来保证较小的比叶面积,提高叶片的防御能力。灌木层叶干物质含量从高到低依次是无干扰>弱>中>强,比叶面积无<弱<中<强,小枝横截面积无<弱<强<中,在同一群落内与乔木相比,灌木受干扰程度的变化的响应更具有梯度变化的代表性,且回归分析结果显示,比叶面积、小枝横截面积是灌木层对干扰强度变化的敏感性状,并对干扰强度的解释为小枝横截面积随干扰由无-弱-中-强的顺序,横截面积逐渐增大,比叶面积逐渐增大。虽然小枝变粗,提供更多的机械支持,但逐渐变小的叶面积即使有很高的出叶强度,也不能改变受到干扰减小的叶干重和变大的比叶面积,其功能呈退化趋势。同一干扰程度区内,性状值的变化趋势总体与大尺度地形部位变化趋势相一致（3）在不同地形部位乔灌木的12种植物功能性状有9种表现出显著差异。灌木在不同地形部位由山顶至中下部的表现为叶片性状值增大,小枝性状值减小,植被的功能由弱变强,植被对群落内资源利用率加强,性状值趋于稳定,但小枝性状值总体呈下降趋势,出叶强度下降。回归分析结果显示:乔木以小枝横截面积、小枝直径、小枝叶片数和出叶强度4个性状对地形部位的变化最敏感,形成以小枝直径+小枝叶片数或小枝横截面积+小枝出叶强度的性状组合,即由山顶—河谷的变化,小枝变粗,小枝叶片数增多,加强光合作用;灌木以叶绿素、叶干物质含量、小枝直径和小枝横截面积4个敏感性状,随山顶—河谷地形部位变化,叶绿素和叶干物质含量逐渐增大趋势,小枝直径和小枝横截面积值呈逐渐减小趋势。以此功能性状变异策略来适应山体中下部较弱的光照强度和较少的养分环境,增加光合能力和对养分的竞争力。（4）植物的叶片性状和当年生小枝的变异特征均反映在植物的光合能力以及对土壤养分、空间等资源的获取能力,施秉喀斯特山地旅游的开发过程中,旅游建设、后期游客流量的影响是最主要的干扰表现,其中以旅游步道、服务区建设、漂流河道休憩点等为主。为维持正常的生态功能,在山地旅游中,控制旅游规划建筑规模可提高植物在区域内的光照时间、光照强度,减少建筑类垃圾和合理规划步道可减少水分胁迫,提高土壤养分的固定以及生存空间,即使是较大的比叶面积的和较小叶干物质含量以及拥有纤细枝条的植株也能为自身争取到最大的可利用资源,维持正常生长。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李恒

导师: 容丽

关键词: 喀斯特,世界遗产地,山地旅游,植物群落,植物功能性状

来源: 贵州师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 贵州师范大学

基金: 国家十三五重点研发计划课题:喀斯特高原石漠化综合治理生态产业模式与技术集成示范(2016YFC0502607),贵州省研究生教育创新计划项目,贵州省熊康宁喀斯特环境研究生导师工作室 (黔教研合GZS字[2016]04号),贵州省科技计划重大专项,国家喀斯特石漠化防治工程中心关键技术研发与示范 (黔科合重大专项字[2017]6007号)

分类号: Q948

DOI: 10.27048/d.cnki.ggzsu.2019.000088

总页数: 93

文件大小: 3054K

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