植物功能群多样性对实验群落生产力的影响

  • 作  者:   刘士辉
  • 导  师:   江小雷
  • 文献来源:   兰州大学
  • 学位年度:   2008
  •  ISSN:  
  •  关键词:   植物功能群多样性;生产力;生态系统功能;生物多样性;作用机理;互补效应
  • 机  构:   兰州大学

▎ 摘  要

以9种一年生和12种多年生栽培牧草为实验材料,利用室外盆栽方法构建包含不同多样性梯度的一年生和多年生两种实验群落,就植物功能群多样性对群落生产力的影响模式及可能的作用机理进行研究。结果表明:不同功能群的牧草单播时生产力水平表现出显著差异(P<0.05),一年生植物单播产量波动于337.33 g/m~2~2078.67 g/m~2之间,最高产物种为C4植物苏丹草;多年生植物单播产量变动于706.33 g/m~2~2398.50 g/m~2之间,最高产物种为C3植物黑麦草。功能群多样性对群落生产力有显著影响,但不同的群落中,其关系模式有所不同。在一年生群落中,功能群多样性与生产力呈单峰曲线关系:即生产力随功能群多样性的增加而增加,当功能群数达到一定程度时,生产力达最高值,之后,生产力不再随功能群的增加而增加,反而呈下降趋势,其关系式为Y=-173.19x~2+1078.7x+169.45(R~2=0.3501)。而在多年生群落中,功能群多样性一生产力表现为正相关关系,其关系式为Y=409.93x+944.85,(R~2=0.3738)。功能群内物种多样性也对生产力有不同程度的影响。在一年生群落中,当功能群数为2时,生产力随功能群内物种多样性的增加而增加,二者间呈显著的正相关关系。而当功能群多样性分别为1,3和4时,功能群内物种多样性的增加对生产力没有促进作用。在多年生群落中,各功能群多样性水平下,功能群内物种多样性的增加都对生产力的增加有促进作用,二者间均呈显著的正相关关系。相对产量总和值(RYT)计算显示,80%以上的混播群落内都程度不同的存在互补效应(RYT>1),且互补效应随着功能群多样性的增加而增加。但具体分析不同的群落可发现,功能群多样性对互补效应的影响模式不尽相同。功能群多样性对互补效应的影响在一年生群落中呈单峰曲线(Y=-0.2144x~2+1.5741x-1.1164,R~2=0.5372),而在多年生群落中二者间呈显著的正相关关系(Y=0.906x-0.0742,R~2=0.6367)。不同的群落中互补效应对生产力的影响亦不相同。在一年生群落中,生产力与RTY相关关系不显著(Y=388.69x+1159.9,R~2=0.1306),表明群落生产力随多样性的增加并不完全是由于资源的互补性利用而实现的。而在多年生群落中,混播群落的生产力随相对产量总和的增加而线性增加,二者间呈显著正相关关系(Y=493.12x+486.91,R~2=0.4564),表明在多年生群落中,混播群落生产力的增加主要是由于不同功能群物种间对资源的互补性利用而实现的。功能群内物种多样性—互补效应—生产力关系分析表明,在一年生群落中,互补效应对生产力的促进作用不显著,而在多年生群落中,互补效应是功能群内生产力随物种多样性的增加而增加的主要作用机理。本研究结果表明,在不同的群落中,相同的生态现象其内在的作用机理可能不相同,因而在多样性——生态系统功能关系研究中,以某一特定的研究结果推论其他生态系统中二者间关系模式时,应持慎重态度。

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▎ 相关专家

  • [1]  杨永平;研究员 ;中科院昆明植物研究所