生物多样性、物种属性和肥力水平对亚高寒草甸实验群落生产力的影响

【摘要】：生物多样性的维持受多种因素的影响,而生态系统功能更多地受到物种组成(物种的生物学特征)等因素的控制。生物多样性与生态系统功能的关系存在很大的争论并已成为一个重大的科学问题。为了揭示植物实验群落生产力形成的生态学机制,我们采用盆栽方法分别探讨了物种多样性、物种属性和肥力水平对植物实验群落生产力的影响。 研究结果显示：2007年和2008年,在低肥力水平(F0)和中肥力水平(F1)下,物种多样性对地上生物量的影响均不显著；在高肥力水平(F2)下,2007年物种多样性与地上生物量之间呈显著正相关；而2008年恰好相反,物种多样性与地上生物量之间呈显著负相关。在2009年,物种多样性与地上生物量之间均呈正相关,物种多样性对地上生物量的影响非常显著,地上生物量随物种多样性的增加显著增加。但综合三年来看,在不同肥力条件下,物种多样性与地上生物量之间呈正相关,随着肥力的增加,物种多样性与地上生物量的回归系数减小；在低肥力水平(FO)、中肥力水平(F1)和高肥力水平(F2)下,物种多样性对地上生物量的影响均不显著。可见物种多样性和群落生产力之间没有必然的因果关系,两者之所以表现出一定的关系(正相关和负相关),是由于它受到可利用性资源(自然资源和人工施肥)的影响。 当考虑到物种属性时,肥力水平对植物实验群落地上生物量的影响非常显著,而物种多样性对植物实验群落地上生物量的影响不明显；若单独分析不同物种组合和播种密度对地上生物量的贡献时,发现：在单播时Z20、P20、P30和E30(Z、P和E分别代表中华羊茅、垂穗披碱草和垂穗鹅观草,10、20和30分别代表该物种的株数；如P20指垂穗披碱草的株数是每盆20株)对植物实验群落生产力有显著影响；在混播时,Z10P10、Z10P20、Z20P10、E10Z10、E10Z20和E20Z10对地上生物量有显著影响,其它物种和播种密度对地上生物量无明的显影响。 可见,肥力水平对植物实验群落地上生物量起决定性作用,植物实验群落地上生物量根据不同肥力水平而发生显著的变化；物种属性对地上生物量的贡献大小根据不同物种组合和播种密度的不同而变化。总之,植物群落的生产力与物种多样性之间没有必然的联系,而与土壤肥力和物种属性即不同的物种组成和播种密度有关。