更新过程对盐沼湿地植物群落构建的作用

Understanding species distribution and biodiversity pattern is the core goal and main challenge in ecology. Plant community assembly theory is the well accepted framework to explain the community pattern in these years. However, most previous studies focused on a handful of vegetative traits that mainly affect the survival and growth of adult plants. Actually, the effects of regeneration in plant’s early life stage (including dispersal, germination, seedling growth etc.) can not be overlooked, especially in dynamic or early successional ecosystems. Quantifying the relative contribution of the main processes of regeneration to community assembly is the basis of understanding species distribution and biodiversity pattern. The Yangtze River Estuary is the important eco zone in China, which has steep environmental gradient and simple species composition. Therefore, it is the ideal system for studying community assembly mechanism. This project aims to discover the relative importance of different regeneration processes on community pattern, to improve the current framework of community assembly theory, to assess the effects of global change on salt marsh plant communities, and to provide guidance to the conservation and restoration of wetland ecosystems using synthetic approaches of field investigation, manipulation experiment and laboratory controlled experiment.

理解物种分布和多样性格局的决定机制是生态学的核心目标和主要挑战。植物群落构建理论是近年来被普遍接受的解释群落格局的概念框架，然而大部分研究都集中于少数几种影响成体存活、生长状况的性状。事实上，生活史早期更新阶段的种子散布、萌发、幼苗生长等过程对群落构建的影响不可忽视，尤其是处于动态变化中或者演替早期的生态系统。定量分析更新过程的几个主要阶段在群落构建中所起的贡献是我们理解植物物种分布和多样性格局形成机制的基础。长江口盐沼湿地是我国重要的生态功能区，具有明显的环境梯度和简单的物种组成，是研究植物群落构建机制的理想系统。本项目拟以崇明东滩盐沼湿地为模式系统，综合野外调查、操纵实验及室内受控实验等多种途径，揭示植物生活史早期更新过程不同阶段对群落格局影响的相对重要性，完善现有群落构建的理论框架，为评估全球变化对盐沼湿地植物群落的影响及生态系统保护与恢复提供科学依据。

生活史早期更新阶段的种子散布、萌发、幼苗建成等过程对群落构建的影响不可忽视，但我们对此的了解仍十分有限。长江口盐沼湿地具有明显的环境梯度和简单的物种组成，是研究植物群落构建机制的理想系统。.崇明东滩优势盐沼植物种子生产受到繁殖体类型及盐度等环境因子的影响。海三棱藨草实生苗在淡水中种子产量更高，互花米草萌生苗的种子产量高于实生苗，芦苇在移栽当年不产生种子。.种子随潮水的散布是崇明东滩盐沼植物占据新生境的重要途经。海三棱藨草、互花米草、芦苇种子的沉降速率存在差异，且受到盐度、温度及水文条件的影响。在团结沙样线，中潮带是种子扩散的主要来源。种子流以糙叶苔草为主，从中潮带向低潮带方向输送。在大石头样线，低潮带是种子扩散的主要来源。种子流以海三棱藨草为主，大量种子在潮汐作用下向中高潮带或大海输送而流失。.盐沼植物种子在萌发阶段存在较为复杂的种内、种间相互作用。与成体阶段不同，互花米草种子在萌发阶段对海三棱藨草种子的萌发率有一定促进作用，种子间除了化感作用外，还能通过对微环境的修饰（如改变盐度）来产生相互作用。萌发过程还受到种子密度及物种比例的影响。到了幼苗建成与生长阶段，海三棱藨草与互花米草间的促进作用消失，竞争开始占据主导地位，莎草科植物的萌生苗与实生苗之间也存在强烈的不对称竞争。.受潮汐作用的影响，崇明东滩土壤种子库与地上植物群落的组成存在一定差异，寿命较长且易于随潮水散布的种子在土壤中出现的机率更大。在湿地修复过程中，除了加强对互花米草的治理外，还应注重土著植被的保护。在中高潮带裸地可种植芦苇或者碱蓬，并充分利用湿地种子库潜能促进土著植被的自然恢复。在中低潮带，适宜采取移栽幼苗并建立屏障的方式进行植被重建，并加强监测防范互花米草的再入侵。.本项目研究成果完善了现有群落构建的理论框架，为评估全球变化对盐沼湿地植物群落的影响及生态系统保护与恢复提供了科学依据。