优势物种决定了干旱对草原多功能性的影响

极端干旱通过改变优势种性状影响草地生态系统多功能性，质量比率效应主导而非物种互补性。基于两年干旱实验和结构方程模型分析，发现干旱使社区加权性状向资源保存（叶干物质、碳含量）偏移，而抑制资源获取（株高、氮含量）性状，导致多功能性下降。研究证实优势种性状对生态系统响应的关键驱动作用。

　　

摘要

1. 极端干旱通常会降低草原生态系统的多功能性，但导致这些现象的潜在机制存在争议。多样性假说认为，多样的物种通过互补作用促进草原的多功能性，而质量比例假说则认为，优势物种的性状决定了多功能性。目前尚不清楚是其中一种机制，还是两种机制共同作用，导致了草原对极端干旱的多功能性响应。
2. 在本研究中，我们在两个以C₃植物为主的草原上人为制造了为期两年的极端干旱条件，并分析了11个草原功能指标（如生产力、土壤和植物养分库）以及17个群落多样性和性状指标（如物种多样性、功能多样性、系统发育多样性和群落加权平均性状）。通过结构方程模型，我们分离了这些基于群落的机制对草原多功能性敏感性的影响。
3. 实验性干旱对多功能性产生了直接和间接的负面影响。多样性指标并未对多功能性产生影响。然而，多功能性与一些与资源获取相关的群落平均性状（如植物高度和叶片氮含量）呈正相关，而与资源保护相关的性状（如叶片干物质含量和叶片碳含量）呈负相关。干旱使植物的性状向资源保护方向转变，从而导致多功能性下降。
4. 总结：这些结果表明，在干旱条件下，草原的多功能性主要是由质量比例效应而非互补作用驱动的，这突显了在优势物种主导的群落中群落加权性状的重要性。这些发现加深了我们对干旱对草原多功能性影响机制的理解，为可持续的草原管理和保护提供了理论依据。

利益冲突声明

本文的合著者罗文涛目前担任《生态学杂志》（Journal of Ecology）的副主编。作者声明与本研究无关的其他财务或非财务利益冲突均不存在。

同行评审

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数据可用性声明

本研究生成的数据集和R脚本（Chen等人，2026年）可在Dryad数据仓库中获取：https://doi.org/10.5061/dryad.q2bvq840f。