模拟增温对云顶山亚高山草甸水热因子及群落结构的影响

摘要

高山草甸作为一种发育在高山林线以上位置的植被类型,高大的海拔促使其对气候变暖响应敏感而迅速,其群落结构在气候变暖影响下发生着显著变化.然而,现在的研究大都集中在诸如极地、青藏高原等高纬度、高海拔地区,对于中低纬度、低海拔地区分布的亚高山草甸研究就显得不足.因此,为了揭示中纬度、低海拔地区亚高山草甸群落结构在气候变暖背景下的动态变化规律,以山西云顶山亚高山草甸为研究对象,设置小幅度增温(OTC1)和大幅度增温(OTC2)两种模拟增温实验样地,调查草甸空气-土壤水热因子及植被群落结构特征,探究增温对亚高山草甸水热因子及群落结构的影响.结果 表明:(1)在OTC1和OTC2处理下,草甸空气呈现暖干化,其中空气温度分别增加3.57℃和和5.04℃ (P＜0.05),空气湿度分别减小7.36％和5.23％(P＜0.05);草甸土壤趋向暖湿化,其中土壤温度分别减小0.05℃和增加0.26℃(P＜0.05),土壤水分分别减小0.2％和增加0.62％(P＞0.05).(2)增温对草甸物种多样性产生一定负面影响,但Richness指数、Simpson指数、Shannon指数在不同处理间的差异均不显著(P＞0.05),表明物种多样性对增温响应不敏感.(3)增温促进草甸群落中禾草类植物生长,抑制杂草类植物生长,且随增温幅度变大,群落中不同植物功能型由杂草类向禾草类转化.(4) RDA排序和相关分析表明,空气、浅层土壤温度促进禾草生长,抑制杂草生长;深层土壤温度抑制莎草生长;浅层土壤水分促进禾草生长.因此,增温改变了云顶山亚高山草甸的水热因子状况,导致草甸群落结构发生改变,使之向禾草类植物进行演替.