川西高山-亚高山草地群落特征及稳定性对增温的响应

摘要

川西高山-亚高山区域作为中国长江、黄河上游的重要生态屏障,拥有丰富的生物多样性。川西高山-亚高山草地生态系统对增温变化敏感,但对其草地生态系统群落及其稳定性对增温的响应研究仍存在不足。由于指标选取单一、研究尺度小等研究方法问题,已有研究结论的代表性不足。为了深入了解这一生态系统在不同海拔高度上对气候变暖的响应特征,本研究在贡嘎山东北坡雅家埂峡谷地带,沿海拔3000~4130 m设置4个高山亚高山草地样地,采用两种常用的模拟增温模式(OTC增温和带草皮下移增温)模拟环境温度升高,研究2012—2017年期间,不同海拔梯度上草地物种丰富度、群落高度和盖度、地上净初级生产力对增温的响应特征,以及这些特征变化与群落生物量时间稳定性的关系。结果表明:(1)OTC增温仅在高海拔寒冷样地降低了物种丰富度,不影响中低海拔样地的物种丰富度;下移增温增加了高海拔寒冷样地的物种丰富度,却降低了低海拔温暖样地的物种丰富度;(2)OTC增温仅增加了高海拔寒冷样地的群落高度,下移增温显著增加了所有海拔梯度上的植被高度;(3)在两个中间海拔梯度样地,两种增温模式都降低了杂草类植物盖度,却增加了莎草与禾草的盖度;(4)仅有下移增温显著增加了高海拔寒冷样地的地上净初级生产力,各功能群地上净初级生产力的变化存在海拔差异;(5)位于灌草交错带3850 m样地的群落生物量时间稳定性最高,而位于4130 m的高海拔寒冷样地的群落生物量时间稳定性最弱。研究表明,高海拔寒冷生境的草地群落组成结构和地上净初级生产力易受到气候变暖的影响,趋于不稳定。本研究可为川西高山草地生态系统应对未来气候变暖的生态保护管理与政策制定提供科学依据。