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氮(N)沉降对陆地生态系统的结构和功能已产生了重要的影响, N也是中国北方草原植物生长和初级生产力的主要限制性元素。物种多样性和功能多样性是揭示生物多样性对生态系统功能维持机制的关键指标, 然而, 关于长期N添加下草原物种多样性与功能多样性的关系, 及其对初级生产力的影响途径及机制, 尚不十分清楚。为此, 该研究依托在内蒙古典型草原建立的长期N添加实验平台, 实验处理包括1个完全对照(不添加任何肥料)和6个N添加水平(0、1.75、5.25、10.50、17.50和28.00 g·m-2·a-1), 研究了长期N添加对典型草原物种多样性、功能多样性和初级生产力的影响大小及途径。结果表明: 1) N添加显著降低了典型草原的物种丰富度和Shannon-Wiener指数, 但对功能多样性(包括功能性状多样性指数和群落加权性状值)无显著的影响。2)结构方程模型分析表明, 功能多样性主要受物种丰富度的影响, 但是物种多样性减少并没有导致功能多样性降低, 其原因主要是功能群组成发生了改变, 即群落内多年生根茎禾草所占比例显著增加, 以致群落加权性状值变化不大。3) N通过影响物种丰富度和功能群组成, 间接影响群落加权性状值, 进而影响群落净初级生产力。其中, 群落加权性状值是最重要的影响因子, 可解释48%的初级生产力变化, 表明初级生产力主要是由群落内优势物种的生物量及功能性状所决定, 因此该研究的结果很好地支持了质量比假说。 相似文献
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为了更好地理解放牧对草原生态系统物种多度分布格局的影响, 以及常见种和稀有种对维持群落多样性的作用, 以内蒙古典型草原为研究对象, 基于长期放牧控制实验平台(包括7个载畜率水平(0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 sheep·hm-2)和两种地形系统(平地和坡地)), 研究了群落内全部物种、常见种和稀有种的丰富度和多度对放牧强度的响应规律, 并选取对数正态模型、对数级数模型和幂分割模型, 对物种多度数据进行拟合。结果表明: 1)平地系统中, 物种丰富度和多度在低放牧强度下(1.5、3.0 sheep·hm-2)增加, 而在中、高度放牧强度下(4.5-9.0 sheep·hm-2)降低, 全部物种的多度分布在大多数放牧强度下符合幂分割模型, 在高放牧强度下也符合对数正态模型; 坡地系统中, 物种丰富度和多度随着放牧强度增加而显著降低, 全部物种的多度分布在各个放牧强度下, 均符合幂分割模型和对数正态模型。2)随着放牧强度增加, 常见种的多度响应趋势与全部物种的响应趋势一致, 其多度分布均符合幂分割模型和对数正态模型; 稀有种的丰富度响应趋势与全部物种的响应趋势一致, 其多度分布符合幂分割模型, 同时也部分符合对数正态和对数级数模型。总之, 适宜的载畜率有利于生物多样性和初级生产力的提高, 平地系统中物种多度的响应在一定程度上支持放牧优化假说; 而坡地系统中不同物种多度的响应差异说明: 确定最佳载畜率时, 还需要考虑地形因素的影响。此外, 模型的拟合结果表明: 生态位分化机制对内蒙古典型草原物种多度分布起着主要作用, 常见种和稀有种通过不同的响应方式共同维持着草原生态系统的物种多样性。 相似文献
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放牧家畜是调控草原植物多样性的重要因素, 探究不同家畜类型及其放牧行为下植物多样性的响应, 有助于全面理解草原植物多样性维持机制。该研究以内蒙古大学野外实验基地放牧控制实验为平台, 研究了中等放牧强度下不同家畜类型(牛、山羊、绵羊)及其选择性采食和聚集性放牧行为对植物α、β和γ多样性以及群落结构的影响。结果表明: (1)中等强度放牧牛、山羊和绵羊均在一定程度上提高了植物α、β和γ多样性。其中, 牛对植物多样性的提升作用最大且具有显著性。(2) 3种家畜放牧均显著改变了植物群落结构。绵羊的选择性采食导致下层优势物种糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的相对多度显著降低, 使其与牛或山羊放牧导致的群落结构变化趋势相反。(3) 3种家畜具有不同的牧草选择和放牧聚集行为。牛和山羊放牧使上层优势种羊草(Leymus chinensis)和大针茅(Stipa grandis)以及下层优势种糙隐子草地上生物量均显著降低, 而绵羊放牧仅使糙隐子草地上生物量显著降低。此外, 牛的采食空间聚集性显著低于山羊和绵羊。(4)植物多样性随上层或下层优势种地上生物量增加而显著降低或呈下降趋势, 表明放牧家畜能够通过抑制优势种生物量来提高植物多样性。(5)植物多样性随家畜采食空间聚集程度增加而显著降低或表现出下降趋势, 说明较低的放牧聚集性有利于植物多样性的维持。该研究表明, 内蒙古典型草原植物多样性保护和持续管理体系需要同时考虑放牧强度和家畜类型的影响。 相似文献
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