【摘要】：功能多樣性和功能冗余是影響群落穩(wěn)定性的重要因素,但它們對(duì)穩(wěn)定性影響的相對(duì)強(qiáng)弱尚有爭(zhēng)論。通過在青藏高原高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸為期6a的刈割(不刈割、留茬3cm、留茬1cm)和施肥(施肥、不施肥)控制實(shí)驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行了探討。研究結(jié)果顯示,群落穩(wěn)定性隨著功能多樣性和功能冗余的增大而單調(diào)增加,但由于功能多樣性的變異性大于功能冗余的變異性,功能多樣性與物種多樣性間的相關(guān)性強(qiáng)于功能冗余與物種多樣性間的相關(guān)性,功能多樣性與群落穩(wěn)定性間的相關(guān)性也強(qiáng)于功能冗余與群落穩(wěn)定性間的相關(guān)性,因此,盡管功能冗余產(chǎn)生的保險(xiǎn)效應(yīng)對(duì)維持群落穩(wěn)定性具有促進(jìn)作用,但功能多樣性的互補(bǔ)效應(yīng)對(duì)維持群落穩(wěn)定性的作用更大。結(jié)果表明,功能多樣性和功能冗余對(duì)群落穩(wěn)定性的相對(duì)影響與其變化程度正相關(guān),功能多樣性與群落穩(wěn)定性的變化具有更緊密的聯(lián)系,能更好地預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化。研究為草原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)管理提供了重要啟示。
【圖文】：

http://www．ecologica．cn中度放牧強(qiáng)度下的牧草利用率。實(shí)驗(yàn)副區(qū)嵌套于主區(qū)中，用4塊長(zhǎng)2m、寬0．25m的鐵皮十字形縱切嵌入草地0．25m深，將每個(gè)主區(qū)大樣方分隔成4個(gè)2m×2m的副區(qū)樣方，設(shè)置4個(gè)副區(qū)處理(圖1)［34］，即:1)不施肥不澆水(NFNW);2)僅施肥(F);3)僅澆水(W);4)既施肥又澆水(FW)，共180個(gè)副區(qū)樣方。刈割、施肥和澆水處理在副區(qū)樣方中央1．5m×1．5m范圍內(nèi)進(jìn)行，4個(gè)副區(qū)樣方相互間隔0．5m。在每個(gè)副區(qū)樣方內(nèi)設(shè)4個(gè)0．5m×0．5m觀測(cè)樣方，其中1個(gè)為長(zhǎng)期觀測(cè)物種組成變化的永久樣方，剩余3個(gè)用于植物功能性狀測(cè)定。圖1副區(qū)處理樣方設(shè)置圖［34］Fig．1Quadratslayoutofsubplot［34］NFNW，不施肥，不澆水;F，僅施肥;W，僅澆水;FW，既施肥，又澆水。每年生長(zhǎng)季開始至植物高度達(dá)到10cm左右時(shí)(6月中旬)實(shí)施刈割處理。每年施肥3次，分別于5—7月中旬進(jìn)行，每次施撒尿素4．25g/m2(含N20．4%)及磷酸二胺1．02g/m2(含N5．9%，P28．0%)，每年添加N、P的總量分別為2．782g/m2和0．857g/m2。施肥后用噴壺澆水4．5kg/m2，澆水總量為年降水量的2．4%。為確定嵌入草地0．25m深的雪花鐵皮及0．5m的樣方間隔能否有效隔離副區(qū)4個(gè)樣方間的水、肥滲透，我們于2007年7月15日，在前次降雨5d后，在樣地圍欄外地勢(shì)平坦的草地中設(shè)置3個(gè)1．5m×1．5m的樣方，用噴壺各澆水10kg(相當(dāng)于4．5kg/m2)，分別于澆水后1、2、3h和4h沿垂直于樣方邊緣的方向向外挖出長(zhǎng)0．3m、寬0．05m、深0．3m的溝槽，觀察水分沿土壤水平和垂直方向的滲透距離，確定隔離效應(yīng)。結(jié)果顯示，澆水后3—4h水分即停止?jié)B透，3個(gè)樣方中水分向外和向下的最大滲透距離分別為0．065m和0．06m，遠(yuǎn)小于鐵皮嵌入深度和樣方間距。說明本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能有效隔離不同處理間的水

http://www．ecologica．cn圖2刈割和施肥處理組合梯度上物種多樣性(D)、功能多樣性(Q)、功能冗余(FQ)與群落穩(wěn)定性(ICV)之間的最優(yōu)回歸關(guān)系Fig．2Optimalregressiverelationsbetweenspeciesdiversity(D)，functionaldiversity(Q)，functionalredundancy(FQ)，andcommunitystability(ICV)onvariouscombinedgradientsofdifferentlevelsofclippingandfertilizing標(biāo)準(zhǔn)化偏回歸系數(shù)，因此，功能多樣性對(duì)群落穩(wěn)定性的影響大于功能冗余的影響。由于各模型自變量的容忍度值較大，功能多樣性和功能冗余之間不存在共線性(表5)。3討論和結(jié)論3．1功能多樣性和功能冗余與群落穩(wěn)定性由于物種多樣性是產(chǎn)生功能多樣性和功能冗余的基礎(chǔ)，因此，物種多樣性對(duì)群落穩(wěn)定性的正效應(yīng)是通過功能多樣性(互補(bǔ)效應(yīng))和功能冗余(保險(xiǎn)效應(yīng))的增加實(shí)現(xiàn)的。大量研究表明，物種多樣性對(duì)群落穩(wěn)定性具有正效應(yīng)［3-8］，，并且與功能多樣性和功能冗余正相關(guān)［12］。本研究中結(jié)果(表4，圖2)為此提供了新的證據(jù)。本研究同時(shí)表明，功能多樣性對(duì)群落穩(wěn)定性的影響要大于功能冗余的影響(表5)。因此，盡管功能冗余的保險(xiǎn)效應(yīng)對(duì)維持群落穩(wěn)定性有促進(jìn)作用［15］，但功能多樣性的互補(bǔ)效應(yīng)更大�？赡苡�3個(gè)原因?qū)е律鲜鼋Y(jié)果:第一，功能多樣性和群落穩(wěn)定性在刈割或施肥處理間保持著同步變化，而功能冗余則保持相對(duì)恒定(表2)。同1554生態(tài)學(xué)報(bào)36卷
【作者單位】： 陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院;中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31070382)
【分類號(hào)】：Q948.1

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本文編號(hào)：2538483