宁夏草原针茅属植物群落物种多样性和生产力格局及影响因素研究

摘要

物种多样性和生产力是草地生态系统的核心指标,是实现草地生态系统服务与功能的根本所在.宁夏温性草原位于干旱与半干旱的过渡区,针茅属植物是其优势种群,对水热变化敏感;因此,在全球气候变化背景下,探讨宁夏草原针茅属植物群落物种多样性与生产力的格局,在宏观尺度揭示其影响因素,不仅在生态学理论研究中具有重大价值,而且对宁夏天然草地生产与管理也具有指导意义.本研究以宁夏温性草原针茅属植物群落为对象,沿着环境梯度设置15个野外观测样地,调查了植物群落特征,测定土壤养分指标,结合各个样地的气候因子、土壤养分和空间数据,探讨了植物群落多样性和生产力空间分布格局及其对生态因子的响应,阐明植物群落物种多样性与生产力的关系.结果显示:1)宁夏针茅属群落生产力与纬度呈显著正相关,与海拔和经度显著负相关;物种多样性与纬度显著负相关,与海拔显著正相关,而与经度关系不显著;2)冗余分析(RDA)结果显示:土壤速效氮(SAN)、年均温度(MAT)、土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、年均辐射(Ssrad)、土壤水分(SWC)、土壤容重(BD)、土壤全磷(TP)、年均降水量(MAP)、生长季月均降水量(GSP)、干旱季月均降水量(PDA)是影响物种多样性和生产力的主要因素;土壤因子对生产力、多样性及整体解释量分别为15.6％、17.8％、19.8％,水热因子对生产力、多样性及整体解释量分别为13.8％、37.9％、25.2％,共同解释量分别为68.7％、39.6％、50.6％.总体而言,水热及土壤因子是宁夏针茅属草原生产力及多样性格局的驱动因素,但对多样性和生产力解释比例不同,具有一定的倾向性;群落多样性与生产力呈正相关趋势,但不显著.本研究结果能为宁夏天然草原的生产与管理提供理论依据.