高原鼢鼠鼠丘植被群落物种多样性与生产力的耦合格局及环境调控

　　 摘要:

物种多样性与生产力关系是当前生态学研究的重点之一。高原鼢鼠鼠丘作为自然形成的"扰动梯度实验平台",为探究植物群落构建过程中物种多样性与生产力关系提供了独特视角。以青藏高原东麓高寒草甸禁牧样地中不同年限的高原鼢鼠(Myospalax baileyi)鼠丘为研究对象,分析其上植被物种多样性及地上、地下和总生物量的变化格局,结合土壤理化特性解析影响鼠丘植被演替的关键因子。结果表明:(1)随着演替年限增加,土壤容重、含水率、有机碳和碳磷比在各年份间存在显著性差异,其中多年鼠丘的土壤全磷、有机碳和碳磷比均显著低于一年鼠丘。(2)地上生物量随演替年限增加而显著增大,为演替初期的5.40倍;而地下生物量和总生物量呈先降低后增加的趋势,其中总生物量在多年时达到峰值,较最低时(两年)高出156.51%。Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈先增长后降低的趋势,且在第二年时达到最大,比平地对照分别高出15.34%和5.54%。(3)高原鼢鼠鼠丘植被演替过程中物种多样性与生产力(地上生物量、地下生物量、总生物量)间呈负相关格局,但是该负相关关系的形成是演替阶段特异性过程的综合结果,而非单一阶段的静态关系。(4)Mantel分析和结构方程模型表明,物种多样性与生产力受土壤容重、含水量、有机碳含量和碳磷比的阶段性动态调控,其中土壤有机碳含量对总生物量的变异解释率为32.00%,土壤碳磷比对多样性指数(Shannon-Wiener指数和Simpson指数)和总生物量的变异解释率分别为57.00%和51.00%。综上所述,高原鼢鼠鼠丘植被演替过程中资源竞争加剧和空间异质性的降低会使群落生产力提高的同时降低物种多样性。该结果为高寒草甸生态恢复、生物多样性保护及生态系统功能维持提供了理论依据。