巴音布鲁克高寒草甸植物功能多样性与生态系统多功能性关系沿海拔梯度的变化

作者：吕自立; 刘彬; 常凤; 马紫荆; 曹秋梅

来源：植物生态学报, 2023, 47(06): 822-832.

• 功能多样性
• 生态系统多功能性
• 单一生态系统功能
• 海拔
• 高寒草甸

明确植物功能多样性与生态系统多功能性(EMF)之间的关系,可以更清晰地阐释生态系统功能的变化。以往生物多样性-生态系统功能关系的研究仅停留在对单一生态系统功能(SEF)的实验性或观察性调查,忽略了生态系统能同时提供多种功能和服务这一最本质的重要价值。该研究以巴音布鲁克高寒草甸为研究区,在海拔2 194–3 062m范围内以200 m左右为间隔设置了5个海拔高度,选取土壤全氮含量、硝态氮含量、铵态氮含量、全磷含量、速效磷含量、全钾含量、速效钾含量、土壤密度、植物群落地上与地下生物量10个与养分循环、土壤有机碳蓄积和植物生长有密切联系的指标,综合各指标平均值来表征EMF。结果表明:(1)群落物种组成沿海拔梯度变化较大,海拔2 600 m处物种丰富度显著高于其他海拔;功能均匀度指数(FEve)、功能丰富度指数(FRic)和功能分散度指数(FDis)均随着海拔的升高呈现“单峰”变化趋势,最高值分别出现在2 600、2 800、2 800m处;Rao二次熵指数(Rao’Q)整体呈现单调递减趋势。(2)各海拔高度上FRic、FDis与EMF间均存在极显著的正相关关系,分别解释了EMF 47%和43%的变化;在海拔2 600 m处FEve与土壤养分循环指数、土壤有机碳蓄积指数间存在显著相关关系;海拔3 000 m处Rao’Q与土壤养分循环指数、有机碳蓄积指数和EMF间均存在显著相关关系。(3)通过构建结构方程模型分析海拔梯度上植物功能多样性与EMF的关系可知,海拔以功能多样性为媒介作用于EMF,其中功能丰富度对EMF的影响最大,验证了功能多样性与EMF间存在互补效应。综上,随着海拔的变化,功能多样性会做出相应的变化,进而影响SEF和EMF,功能多样性对于维持EMF具有重要的意义。

• 单位
  新疆师范大学; 生命科学学院; 中国科学院新疆生态与地理研究所