【摘 要】
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全球气候变化导致低海拔的植物向高海拔扩张,这不仅对高海拔原有物种构成威胁,还改变了植物的群落组成和结构。长白山苔原作为亚洲最为典型的山地苔原,近30年来苔原气候发生了显著的变化,促使小叶章、尖被藜芦等草本植物的上侵,改变了原有植被组成和分布格局。为了明确长白山西坡苔原带草本植物上侵的过程及植被变化趋势,本文采用样方调查法,以不同海拔的植物群落为主要研究对象,分别于2014年、2017年及2019年
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全球气候变化导致低海拔的植物向高海拔扩张,这不仅对高海拔原有物种构成威胁,还改变了植物的群落组成和结构。长白山苔原作为亚洲最为典型的山地苔原,近30年来苔原气候发生了显著的变化,促使小叶章、尖被藜芦等草本植物的上侵,改变了原有植被组成和分布格局。为了明确长白山西坡苔原带草本植物上侵的过程及植被变化趋势,本文采用样方调查法,以不同海拔的植物群落为主要研究对象,分别于2014年、2017年及2019年对长白山西坡苔原带海拔2050~2300m设置的120个固定样方进行植被调查,研究不同草本植物上侵下长白山西坡苔原带植物群落特征及不同海拔的植被变化规律,并分析其植被变化趋势,为预测全球变暖下苔原植被变化提供依据。本研究主要得出以下结论:(1)小叶章的重要值地位由2014年的第五位上升到2017年的第三位;2017-2019年小叶章的重要值地位未变,但尖被藜芦的重要值地位由第十位迅速上升到第四位。因此,可以将草本植物上侵过程分为两个阶段:2014-2017年为小叶章上侵阶段,2017-2019年为尖被藜芦上侵阶段。小叶章上侵阶段中群落物种减少了2种,而尖被藜芦上侵阶段减少了17种;其中,前者灌木植物与草本植物均减少了一种,后者分别减少了4种和13种;但两个阶段草本植物所占比例均呈不断增大趋势。小叶章上侵阶段与尖被藜芦上侵阶段的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数均降低,Simpson指数升高,群落结构变简单,资源分配更不均匀。(2)在小叶章上侵阶段,2014年与2017年小叶章重要值地位沿海拔梯度逐渐降低,2014年由海拔2050m排名第三下降到2300m的第六位,2017年由海拔2050m排名第二下降到2300m的第五位。尖被藜芦上侵阶段,尖被藜芦2017年仅在低海拔区成为优势种,2019年各海拔内均为优势种,重要值地位沿海拔梯度仍呈降低趋势,且在低海拔地区尖被藜芦重要值地位已上升到第三位,尖被藜芦在三年时间内各海拔重要值地位迅速上升,变化剧烈。2014年、2017年、2019年植物群落Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数均沿海拔梯度呈现先升高后下降的趋势。小叶章上侵阶段,Shannon-Wiener指数的峰值由海拔2150m变化为海拔2200m;尖被藜芦上侵阶段,Margalef丰富度指数的峰值由海拔2150m变化为海拔2200m,小叶章与尖被藜芦的上侵均使群落结构先复杂后简单,且说明小叶章与尖被藜芦均是由低海拔逐渐上侵到高海拔地区。(3)2014-2017年小叶章的生态位总宽度由1.803提高到1.892,而2017-2019年其仅变化了0.034;2017-2019年尖被藜芦生态位总宽度由1.148提高到1.872,变化幅度远大于小叶章。2014-2017年小叶章与原生灌木的生态位重叠值明显变大,且高海拔变化幅度更大;2017-2019年小叶章与原生灌木的生态位重叠值在低海拔地区变小,在高海拔地区仍变大。2017-2019年尖被藜芦与原生灌木的生态位重叠值在各海拔梯度明显增加,低海拔变化幅度大于高海拔地区。小叶章上侵阶段,小叶章分布范围变得更广泛,资源利用能力更强,与原生灌木竞争变得更激烈,尤其是高海拔地区小叶章与原生灌木更为激烈的竞争,说明小叶章由低海拔上侵到高海拔地区;尖被藜芦上侵阶段,小叶章分布范围变化幅度减弱,小叶章与原生灌木在低海拔地区竞争减弱,在高海拔地区持续竞争,说明小叶章在低海拔地区已经稳定,可能仍向高海拔地区持续上侵。尖被藜芦在三年之内迅速扩张,与原生灌木竞争激烈,低海拔地区竞争激烈程度大于高海拔地区,未来尖被藜芦在低海拔地区仍将继续扩张,并可能持续向高海拔地区上侵。
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