气候变化和人为干扰对东喜马拉雅地区树杜鹃的影响——以树形杜鹃和马缨花为研究对象
SAILESH RANJITKAR
学位类型博士
导师许建初
2012-05
学位授予单位中国科学院研究生院
学位专业植物学
关键词杜鹃花 分布 气候变化 花期物候 木材利用
摘要地球生物圈的快速升温已成为当今世界的热点话题。全球所有地区都在快速升温过程中,而高海拔地区是受影响最严重的区域,其生物多样性正面临着巨大威胁。高海拔山区的脆弱性体现在较强的变暖趋势及垂直高度差上放大的极端变化。东喜马拉雅的高海拔地区是受气候变暖影响较大的区域之一,预计在1990-2100年间,升温幅度在1.4 ˚C到5.8 ˚C之间。气候变化对生物的显著影响最初可从物候上进行观察,因为物候体现了植物和动物的生活史。物种的分布、繁殖及迁移都高度依赖于物候特点。生物物候相对于变化环境具有适应及进化机制,已有研究报道气候变化已经改变了许多物种的物候。东喜马拉雅地区的杜鹃具有丰富的多样性,并且是当地的关键种。“乔木类杜鹃”通常指树形杜鹃亚组Arborea(常绿杜鹃组Ponticum),广泛分布于喜马拉雅山和中国南部山区1000-5000m海拔范围。在这个支系中,Rhododendron arboreum是广布种。通过研究1800年至今不同标本馆的乔木类杜鹃标本,从记录的自然生境范围可以揭示其具有广泛分布,主要分布于中喜马拉雅1000-3700m范围。Rhododendron delavayi发生于东部地区,有时被认为是R. arboreum或东部R. arboreum的亚种。尽管分类学上仍存有争议,但目前肯定的是这些物种在该区域具有不可忽略的生态重要性,同时建立了传粉生物群生境上的多样性。本研究旨在观察东喜马拉雅地区温带和亚高山水平上物种的物候现象。在这两个水平沿海拔梯度对木本杜鹃的花期物候进行监测。在中国的高黎贡山自然保护区和尼泊尔的干城章嘉峰保护区同时进行观测,通过使用冠密度法对选定物种的开花现象进行记录。在每个研究区域沿海拔梯度记录花期长短及同步效应。研究发现在整个海拔梯度上具有良好的花期同步性,特别是在盛花期。每15天的平均土温、土壤参数(土壤湿度、氮含量、有机质及pH值),树种的年龄,还有站点特征(凋落物厚度、郁闭度和倾角)都通过偏最小二乘法与平均开花初期和开花盛期日期建立关联。两个站点的结果不同,除了温度外,土壤湿度是解释开花初期最重要的变量。木本杜鹃具有广泛的分布生境,并能适应多种环境条件。最近冬春季节温度上升及高温引起的花期提前等现象都说明乔木类杜鹃能够扩张其原有生境范围,其中水分可获取性是限制因子。木本杜鹃具有怒放而瑰丽的花朵,是名贵的观赏树种,并不断引入西方。除此之外,木本杜鹃在原产地还具有重要的使用价值。它具有文化及药用价值,以及日益提高的经济价值,同时,该树的木材是当地居民点良好的燃料来源。它被大量用于薪材和木材用途,目前在许多地区已处于受威胁状态。在东喜马拉雅地区,R. arboreum是燃料的主要来源,然而却没有衡量过该资源开发速率和再生速率的关系。在尼泊尔远东北角的研究区域,燃料是能源的主要方式。我们在两个居民点内及居民点间进行了入户及生态调查,用于评估R. arboreum作为燃料的消耗及地上生物量情况。调查结果表明,R. arboreum提供了当地20-25% 的家庭薪材要求,而林业调查和新砍木材表明砍伐的薪材中有15%是R. arboreum。每年的薪材消耗是597.82吨,其中R. arboreum提供了134.51吨(22.5%)。几乎所有的R. arboreum都是幼树,组成了森林中所有树种的20%,并提供15.45 (± 1.90) 吨/公顷的生物量。可持续的年薪材产量为0.52 (± 0.066) 吨/公顷,并且在两个采集时间内砍伐树木的生物量为0.74(± 0.144) 吨/公顷,表明R. arboreum的收获略高于年可持续产量。由于原产地的杜鹃经历了冰川形成和冰川消退气候变化压力,故形成了当代的分布格局。鉴于历史分布,其当代分布区域在气候变暖背景下可能呈扩张趋势,近期的冬春季节升温和高温下的花期提前,都暗示了乔木类杜鹃物候在研究区域发生了变化。同时物候的变化也有利于分布的扩张,但是也容易受到人类对生境的干扰,对薪材的过渡开发和作为观赏植物的高度种植,都可能影响到该物种的未来分布。即使在气候变化背景下该物种的生境具有扩张趋势,但人类影响远超过气候变化所带来的影响。该物种需要建立新的生境,以减少人类的干扰。因此,对该物种及其生境的就地保护是非常重要的。
语种英语
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/18680
专题昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
SAILESH RANJITKAR. 气候变化和人为干扰对东喜马拉雅地区树杜鹃的影响——以树形杜鹃和马缨花为研究对象[D]. 中国科学院研究生院,2012.
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