如何构建稳定的植物群落

如何构建稳定的植物群落摘要:群落在生态系统中具有重要的地位，是维持稳定的生态系统的重要组成部分。因此，研究影响群落的稳定性的因素和如何构建稳定的植物群落具有重要的意义。本文从外界干扰以及多样性、复杂性与稳定性的关系两个方面来探讨了构建稳定植物群落的问题，希望能对植物稳定性的研究有所帮助。关键字:稳定群落干扰多样性引言群落是指在特定空间或特定生境下，具有一定的我生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，既有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具有特定生物功能的生物集合体。也可以说，一个生态系统中具有生命的部分即生物群落。而稳定的植物群落是指群落在达到顶级演替后出现的能够进行自我更新和维持并使群落的结构、功能长期保持在一个较高的水平、波动较小。本文将对影响群落稳定性的几个方面做出阐述。1干扰对群落稳定性的影响1．1环境变化环境变化包括群落内部环境和较大尺度上的气候环境。无论是群落内部环境还是气候环境都是影响植物个体、种群生存和群落建立与持续存在的的基本力量。环境变化必然引起群落结构和功能变化，使已经建立的制备稳定性受到破坏。对陆地植被影响最大的环境条件是水热组合和土壤环境。水分条件是陆地生态系统的主要维持者，降水水文过程影响陆地植被的稳定性。水分条件变差，植被会向着组成物种减少、结构简单、低矮、稀疏和生产力低的方向发展，种群功能退化。地下水是干旱荒漠地带稀疏片状分布的乔灌木植被最重要的生态条件，值得注意的是，由于水资源的过度消耗引起地下水位的持续下降已在一些荒漠地区引起了严重的生态后果，荒漠植被枯死，绿洲生态系统萎缩和崩溃。研究表明，全球环境在一些方面发生明显的变化。这种变化对陆地植被的影响是潜在的、缓慢的、长期的，在一些方面已有显露。持续下去．其影响将是深刻和持久的。如生物地化循环方面由于人工固氮和农田大量施氮使地球生态系统中N的收入成倍增加，N在陆地植被中的沉积可能影响植物生长和c的储存，已经证明N的过量积累使欧洲森林出现顶枯，生长衰退。SO2的大量释放使工业区酸雨的频率和范围不断扩大，酸雨加速了土壤中矿质养分的淋溶损失，导致土壤贫瘠化，降低植被生产力。气候干暖化趋势明显。并引起降水资源的重新分配，一些内陆地区气候更加干旱，荒漠植被进一步退化。气候暖化还会使病虫害发生加剧，成为影响植被稳定性的消极因素。根据这个结论，在目前全球大气CO2浓度明显升高的情况下，已经证明植物群落生物量的C：N比率上升．有可能使凋落物更加难于分解，从而影响到初级生产者和分解者功能关系的维持，并进一步影响到植被的稳定性和持续性。以上情况说明，稳定持续的环境条件尤其是稳定的水分条件是陆地植被群落稳定性维持的基础。因此要构建稳定的群落，必须要保持群落有稳定的环境条件，特别是要注意保持稳定的水分条件。水分条件变坏，水分条件变差，植被会向着组成物种减少、结构简单、低矮、稀疏和生产力低的方向发展，种群功能也会随着退化。1．2物种侵入随着引种及其它人类活动一种生物从一个地域扩散传播到另一地区造成的物种侵入事件在不断增多，新侵入的物种由于其在资源利用、繁殖扩散等方面独特的生理功能会与原来物种形成新的竞争格局，并改变群落的结构，进而使群落的功能发生改变。严格说来，物种侵入包括植物侵入、动物侵入和微生物侵入，目前研究较多的是植物侵入、昆虫侵入和少部分的动物侵入，而对微生物侵入事件的研究基本处于空白状态。研究表明，植物侵入产生的生态效应对植被结构和功能的影响主要有：①取代本地种，使群落的物种组成发生改变；②增加或降低群落的初级生产力；③影响矿质营养平衡，改变群落的养分和元素循环，固氮物种可以增加土壤含N量，耐盐物种增加土壤表层盐分含量；④外来种的凋落物改变可燃物的组成和结构，增加野火的频度和严重性；⑤影响群落动态，改变演替方向；⑥抑制或促进微生物活动。群落内的外来物种的侵入，它们会对群落的稳定性产生很大负面影响。所以要维持一个稳定的群落，必须要限制群落内外来物种的侵入。1．3人为活动人类经济活动范围的扩大和资源利用强度的加深，人类活动已成为影响植被稳定性最重要的外部因素。其主要的干扰形式有：森林采伐、放牧、土地开垦、矿山开采等。人为干扰可能改变群落的物理环境，也可能改变群落的物种组成．从而使已经建立的植被的稳定性受到威胁。植被在人为干扰下能否保持稳定、发生变化的程度有多大以及干扰后回到原来状态的时间等一系列问题是人们关注的焦点，它们关系到人类在何种程度可以安全地利用资源而不致使植被严重退化而永久性地无法恢复。植被在人为干扰下的反应特征与植被的类型及其物种组成有关。由长命植物组成的具有高大生物体和较高的生物量且转换速率低的植被类型，如木本植物为主组成的森林有较大的惯性、耐性和抵抗力，而短命植物组成的生物量低且快速转换的植被类型，如主要由草本植物组成的草原则有较高的弹性和恢复力。森林在经历火烧后的恢复时间可能是草原的几十倍。一次火烧会使温带和北方森林受到破坏，而湿润的热带雨林则很少受到火烧的影响。有机质和养分丰富的土壤环境促进植物茂盛生长和植被良好发育，使植被具有较大的惯性和弹性。人为干扰对于植被的作用和影响还与干扰的形式和强度有关。森林皆伐可使群落生物量丧失80％～90％，林地环境发生显著变化，水分养分循环功能丧失，而择伐的影响则小褥多。火烧会使温带森林和草原植被的生物量损失70％～80％，土壤有机质下降1／3～1／2，微生物数量物量损失70％～80％“，土壤有机质下降1／3～1／2，微生物数量减少2／3，群落的结构和功能基本丧失。放牧对于草原群落的影响与放牧强度有关[2“，轻牧、中牧下群落的物种组成和生产力基本维持稳定，重牧则可使群落物种组成减少，劣质杂草成为优势种，草地生产力下降。沙质草地上的长期连续重牧可使物种消亡，土地沙化，生产力丧失。土地开垦是对陆地植被破坏成为严重的干扰形式，它可以直接导致自然植被的面积减少和野生动物栖息地破坏。生境破碎化，物种多样性丧失。所以要构建一个稳定的群落，就要尽量的减少人为干扰对群落内植物的影响。是群落能够在自然地环境中完成演替，达到稳定。2植物群落多样性、复杂性与稳定性的关系多样性、复杂性、稳定性是植物群落的3个属性，它们之间的相互关系和相互影响是研究的热点。复杂性是在多样性的基础上又包含了物种间的关联度和相互作用强度，在讨论与稳定性的关系时，多样性与复杂性常联系在一起并认为是一致和相同的概念。Tilman等对人工草地实验群落的研究是这方面最典型和最有影响的研究，在进行了长达13年的观察研究后指出，物种多样性高的样地有利于维持群落生产力的稳定，也有利于群落经受干旱干扰后生产力的恢复。杨万勤等、吴彦等人1指出植物群落的多样性有利于维持土壤的酶活性和肥力，促进养分循环。对昆虫群落的研究表明马尾松林中昆虫群落多样性有利于维持各个昆虫种群间的相对平衡和稳定，从而抑制马尾松毛虫的暴发成灾，也就是说昆虫群落的多样性对维持马尾松人工林群落的稳定性具有积极作用。多样性、复杂性能否促进稳定性目前还充满争议，一些情况下的结论是肯定的，而另一些情况下结论又是否定的。值得注意的是人们已经认识到多样性有不同的表现，即多样性的功能组分，主要包括物种丰富度和功能丰富度。功能多样性对植物群落功能与过程的维持比单纯的物种丰富度更为重要。较高的功能丰富度意味着不同功能型的植物互相之间可更易于形成资源利用互补和生态位分化，减少了竞争，种间关系更容易保持稳定，资源利用效率更高，是群落生产力维持在较高的水平。因此，一般性的讨论多样性与稳定性的关系也许不恰当。一个得到较多认可和支持的观点是：在多样性与稳定性之间不存在简单的的线性关系，而是可能存在一个多样性的阙值，在阙值以下多样性的增加对植被功能的提高和稳定性的维持是有益的，当多样性增加到一定程度后它对植被功能和稳定性的作用就不再明显。对于特定植被类型来说，其物种多样性与环境容量有关。这一假说与目前大多数的研究结论不矛盾，或许这是一种更接近于真实情况的解释。3结语一个稳定群落的形成受各种因素的影响。稳定群落的维持受群落内的生物多样性(功能丰富度和物种丰富度)、种间竞争作用、猎物一捕食关系、环境条件、生产者一分解者功能关系等一系列生物学生态学过程的控制，在不同的情况下，其中任何一方面都可能成为影响植被稳定性的主导因素。在今后的研究中应对植被的结构与功能进行深入研究。全面认识群落内部植物种群、动物种群、昆虫种群、微生物种群、土壤环境等的多样性及群落动态与植被稳定性的关系。加强干扰对植被稳定性影响的研究，针对具体群落面临的主要的干扰形式研究群落在干扰下的变化程度和恢复进程。要深入到对群落内部生物学生态学过程变化的认识上。加强人工植被建设中物种选择、组合与搭配技术的研究．重视干旱区人工植被建设中对天然植被斑块格局和演替模式的模拟以及植被配置模式的研究，为自然植被的保护利用和建立稳定的人工植被、改善生态环境提供知识基础和科学依据。参考文献[1]芏文并．丁国安1997中国降水酸度和离子浓度的时空分布{J]环境科学研究，10(2)：l～7[2]壬世绩1995杨树研究进展[M]北京：中国林业出版社[3]中国林学会森林生态丹会1992人工林地力衰退研究[c]北京：科学技术出版社，49～71．[4]王伯荪，彭少鳞1997植被生态学[M]北京：中国环境科学出版社[5]冯今朝．陈荷生．康跃虎．等1995腾格里沙漠抄坡头地区人工植被蒸散耗水与水量平衡研究[J]植物学报．37(10)：815～821[6]刘广全，土小宁，赵士嗣，等．2001秦岭松栎林带生物量及其营养元素分布特征[J]林业科学，37(1)：28—36{7]刘世荣2000沙觫对中国亚湿润干旱区扬树人工林生长与生产力的影响[J]植物生态学报．24(2)：169～174[8]向盲词，彭少鳞．任海．2001植物外来种的评估与管理{J]应用生态学报，2l(3)：56～520．[9]阳含席，潘渝的，伍业钢．等1988长白山阔叶红松林马氏链横型[J]．生态学报，8(3)；21l～219[10]任海，彭步鳞2001．恢复生态学导论[M]北京：科学出版社．10～12