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施用杀真菌剂对青藏高原高寒草甸植物群落的影响【字数:7602】

2024-02-25 15:11编辑: www.jxszl.com景先生毕设
高寒草甸是青藏高原上重要的植被组成类型。病原真菌是影响植物群落的重要生物因子。有关养分和温度等非生物因子对植物群落的影响已有诸多报道,但是很少有研究关注病原真菌对高寒草甸植物群落的影响。前人的研究表明,病原真菌在构建植物群落和维持物种多样性方面扮演着十分重要的角色。本研究借助于在青藏高原上的野外实验平台,进行了施用杀真菌剂单因素控制试验,从群落水平、功能群水平、优势种水平上,分析施用杀真菌剂对青藏高原高寒草甸植物群落物种多样性、地上部生物量的影响,还分析了施用杀真菌剂对土壤酸碱度、土壤含水量和冠层透光率的影响。主要的研究结果如下(1)施用杀真菌剂之后,整个植物群落和各功能群的地上部生物量均未表现出显著的改变,但是优势物种小花草玉梅的生物量在施用杀真菌剂之后表现出显著的升高。(2)施用杀真菌剂后,植物群落的物种丰富度、物种均匀度以及Beta多样性均有下降趋势,而物种优势度则为上升趋势,但是这些趋势均不显著。本研究探究了杀真菌剂对于高寒草甸植物群落的影响,为后续的相关研究提供了思路。
目录
摘要1
关键词1
Abstract2
Key words2
第一章 引言3
1.1研究青藏高原高原高寒草甸的意义3
1.2病原真菌对植物群落的影响3
1.2.1病原真菌对植物群落生物量的影响 3
1.2.2病原真菌对植物群落物种多样性的影响4
1.3已有研究存在的不足5
第二章 材料与方法6
2.1研究区域概况 6
2.2试验材料6
2.3观测项目和测定方法6
2.4数据统计分析7
第三章 结果分析8
3.1施用杀真菌剂对土壤性质和冠层透光率的影响8
3.2施用杀真菌剂对植物群落地上部生物量的影响9
3.3施用杀真菌剂对植物群落物种多样性的影响11
第四章 讨论12
4.1施用杀真菌剂对植物群落地上部生物量的影响12
4.2施用杀真菌剂对植物群落物种多样性的影响12
4.3全文结论13
4.4不足与展望14
参考文献15< *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072
br /> 致谢17
施用杀真菌剂对青藏高原高寒草甸植物群落的影响
引言
1引言
1.1研究青藏高原高寒草甸的意义
青藏高原是中国最大、世界海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”,总面积约为250万平方千米。高寒草甸生态系统是青藏高原上重要的生态系统之一,占青藏高原总面积的50%左右,其不仅是畜牧业的生产基础,还能在自然灾害发生时发挥重要的屏障作用[1]。但因青藏高原所海拔高、海气温低、和气压低等特殊的气候环境,青藏高原高寒草甸生态系统脆弱且敏感。近年来,随着不加节制的使用和破坏,高寒草甸退化现象愈演愈烈。草地退化也成为青藏高原所面临的一个严峻的生态问题[2]。植物病害是导致草原退化的一个重要因素之一。病原真菌会直接影响牧草的产量和质量,严重的病害,会导致牧草的产量降低15~50%。同时,病原真菌也会对高寒草甸植物群落的生物量、物种组成以及多样性造成严重的影响[3]。不仅如此,带病草及带病草籽中携带的有害物质还会对牲畜及人造成危害。目前,青藏高原高寒草甸病害面积不断扩大、危害程度不断上升,其中禾本科、莎草科牧草病害较为严重,病原真菌对高寒草甸植物群落的威胁已引起了人们的广泛关注[4]。
当今在全球变暖等多种因素影响下,高寒草甸植物所处的环境已经发生了变化。能够影响高寒草甸植物的除了温度、氮素、水分等非生物因子之外,还有病原真菌等生物因子。病原真菌的种类多、繁殖快,对植物群落的影响很大,它对植物的侵染会使植物群落的地上部生物量和群落组成发生变化,还会对植物群落的物种多样性造成影响。研究病原真菌,并明确病原真菌对高寒草甸植物群落的影响机理和效应,这会为国家相关部门对青藏高原高寒草甸合理制定相关政策提供理论依据。
1.2病原真菌对植物群落的影响
1.2.1病原真菌对植物群落生物量的影响
前人研究表明,病原真菌能够导致植物群落生物量的显著下降[5]。据数据显示,植物病原真菌使全球作物产量减少约15%[6]。病原真菌对不同生态系统植物生物量的影响不同,例如草地生态系统和森林生态系统。在2010年的研究中,研究人员使用杀真菌剂后,草地植物群落的地上部生物量明显增加了18%[7],这说明病原真菌对于草地生态系统的植物群落的生物量具有较强影响。在2003年的研究中,研究者对草地生态系统的植物群落施用杀真菌剂后,植物群落地上部和地下部的生物量均有增加的趋势,但是相较于地下部生物量的增加,地上部增加的不显著。
病原真菌能够寄生在植物的叶片内,利用植物叶片中的养分和光合作用产物,影响植物的光合作用,导致植物生物量的降低。有些病原真菌能够缩短植物叶片的寿命,严重时甚至能够导致植物叶片的死亡。与此同时,病原真菌还能够使得植物将原本用于生长的物质和能量投入到对病原真菌的防御中,这也会影响植物的生长发育,导致植物群落生物量的降低[8]。
1.2.2病原真菌对植物群落生物多样性的影响
植物病原真菌往往能够通过削弱宿主植物生长、繁殖和竞争能力对其宿主产生影响[9],进而影响植物群落的物种多样性。病原真菌对于不同的植物群落物种的生物多样性的影响不同。Peters等研究者(1996)发现真菌病原体显著降低了一年生植物群落的物种多样性。而Dawkins(1988)的研究显示病原真菌对植物群落的物种多样性没有显著影响,但是该试验中杀真菌剂只用了四个月,很可能不足以显示出病原真菌的作用。Allan等研究者(2011)对于草地生态系统的研究中发现,使用杀真菌剂后,病原真菌减少,而草地生态系统的植物群落的生物多样性是下降的。但是Bagchi等研究者(2014)对于亚马逊热带雨林的研究中发现,施用杀真菌剂会明显抑制病原真菌,这使得优势物种的种群密度逐渐升高,而群落生物多样性呈下降趋势。
同样,病原真菌对植物群落物种多样性的影响与其特异性有关,其可分为特异性病原真菌和非特异性病原真菌。一般情况下,特异性病原真菌若侵染的目标物种为优势种,那么就会使优势种的数量下降,其他植物群落生存空间扩大,植物群落生物多样性会升高[10]。若特异性病原真菌侵染的目标物种为稀有种,那么可能会导致该物种灭绝,植物群落的生物多样性则会降低。而特异性较低的病原真菌对群落中众多植物的生长发育都有抑制作用,其一方面可以抑制优势种的竞争优势,另一方面也会对稀有种的生长造成影响,因此其对整个群落的物种多样性还需要联系生态系统自身的特性具体情况具体分析[11]。
有关病原真菌影响植物群落物种多样性的机制有许多。一方面,负密度制约假说认为当植物群落中某个物种的密度较高时,病原真菌等自然天敌能够通过降低该物种的生长率,提高该物种的死亡率,进而控制该物种的种群规模,这样会间接有利于其他物种的生长发育,提高物种多样性[12]。另一方面,病原真菌能够使得植物加大在其防御能力方面的投入,竞争防御权衡理论认为,植物在自身资源竞争能力和自然天敌抵抗能力之间存在着权衡,即资源竞争能力强的物种,其抵抗力就相对较弱,抵抗力强的物种,其竞争资源的能力就相对较弱,这种权衡促进了群落内的物种共存[13]。

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