新疆草地群落谱系多样性变化特征及影响因素

摘要

cqvip:谱系多样性(PD,Phylogenetic diversity)因包含植物之间的谱系关系和进化历史信息,被广泛用于植物多样性分布格局的研究中。现有研究表明PD变化受到古气候和现代气候等因素的影响,但结果并不统一且忽略了土壤养分对PD变化的影响。基于此,以新疆草地为研究对象,通过对全疆8个区域(阿尔泰山、准噶尔西部山地、准噶尔荒漠、天山北坡、伊犁河谷、天山南坡、塔里木盆地和昆仑山)中310个样地PD的调查,综合分析了古气候、现代气候、土壤养分、草地和土壤类型对PD的影响。结果显示:(1)样地是影响新疆草地PD变化的最主要因素,其次分别为草地和土壤类型,三者合计解释了新疆草地PD总变异的46.07%-78.80%。其中,PD最高值出现在塔里木盆地、低平地草甸和寒漠土,而最低值则出现在准噶尔荒漠、温性荒漠和风沙土;(2)PD也受到末次冰期以来降水变化(MAPano,Precipitation anomaly since the Last Glacial Maximum)、年均温度(MAT,Mean annual temperature)、季节性降水(PS,Precipitation seasonality)和土壤碳氮比(C∶N,Ratio of soil organic carbon to total nitrogen)单独和交互作用的影响。随MAPano增加,PD在新疆草地总体、准噶尔西部山地、伊犁河谷和昆仑山中呈先增加后降低的单峰型变化趋势。随MAT增加,PD在新疆草地总体中呈先降低后增加的"U"型变化趋势,在准噶尔荒漠则呈线性降低的趋势、而在伊犁河谷和昆仑山呈单峰型变化趋势。沿PS梯度,PD在新疆草地总体、阿尔泰山和伊犁河谷均呈现单峰型变化趋势,而在昆仑山则表现为负相关关系。C∶N仅对北疆部分地区PD有显著影响且呈"U"型变化趋势;(3)与之前新疆草地中物种丰富度变化特征相比,由于群落中物种亲缘关系的变化,PD与环境因子之间关系与物种丰富度呈相反或不同的变化趋势。表明以物种间亲缘关系为视角,不仅有助于我们深入理解植物多样性与环境因子之间的关系,也对未来多样性的保护有重要参考意义。