贵州喀斯特区植被恢复过程中群落优势种适应性评价及其资源策略研究OA北大核心CSTPCD

【目的】研究喀斯特区植被恢复过程中植物光、温、水环境资源策略及其变化规律,以期为该区域植被抚育管理提供理论依据。【方法】以贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特植被为研究对象,采用空间替代时间的方法,以植物功能性状为切入点,分析由草灌群落—灌木群落—乔灌群落阶段恢复过程中的群落优势种适应性状变化过程,结合主成分分析与隶属函数法对植被恢复过程中的18个群落优势种进行光、温、水适应性评价;通过优势种适应性评价值(D)变化,阐明其资源策略,并采用K-means法划分适应功能群,揭示植被恢复过程中功能群结构变化规律及对策。【结果】群落优势种对光适应性状中,叶绿素a含量(1.213~1.851 mg/g)和叶绿素a/b(2.321~2.994)随植被恢复先降低后升高,比叶面积(125.491~215.580 cm^(2)/g)随植被恢复逐渐降低;对水适应性状中,叶干物质含量(0.272~0.386)和叶组织密度(0.060~0.151 g/cm^(3))随植被恢复逐渐增加,叶片相对含水量(0.671%~0.840%)随植被恢复先降低后升高;对温适应性状中,丙二醛含量(39.116~63.162 nmol/g)随植被恢复先降低后升高,过氧化氢酶活性[117.555~1618.869nmol/(g·min)]随植被恢复逐渐增加。主成分分析表明,D_(光)反映优势种光波长吸收的范围与光资源转换速率,D_(温)反映优势种对极端温度胁迫的耐受程度,D_(水)反映优势种在干旱环境下维持正常生长的能力;随植被恢复进行,群落优势种D_(光)呈先降后升的变化趋势,D_(水)由0.428逐渐升至0.612,D_(温)在各恢复阶段间无明显差异,群落优势种由开放型光资源获取策略转变为保守型水资源竞争策略。依据D划分出3个功能群,即FG1(低光—低温—低水适应功能群)、FG2(高光—高温—高水适应功能群)和FG3(低光—低温—高水适应功能群);随植被恢复进行,FG1的重要值占比逐渐降低,在草灌群落阶段达最高值(49.275%),在灌木群落阶段为36.931%,而乔灌群落阶段不存在该资源类型物种;FG2物种仅在草灌和乔灌群落阶段存在且重要值占比较小;FG3的重要值占比逐渐升高。【结论】低光合速率、低光资源捕捉面积、不耐水热胁迫的物种在恢复早期占据优势地位;自灌木群落阶段起,逐渐被低光合速率、低光资源捕捉面积、不耐极端温度、耐旱的物种替代。喀斯特区域植被抚育应在恢复早期保留光资源获取策略物种,且多种资源策略物种共存,恢复中后期主要保留水资源竞争策略物种。