山西吕梁山草本群落对模拟增温的响应及与环境因子的关系

摘要

[目的]为探究全球气候变暖背景下,山地森林群落结构与格局的动态变化及其与环境因子的关系.[方法]以吕梁山不同海拔梯度下的林下草本群落为研究对象,采用开顶式增温箱设置低(OTC1)、高(OTC2)两种幅度的野外模拟增温实验,探讨了不同增温处理下吕梁山草本群落物种多样性与生物量随海拔梯度的响应特征及其与环境因子的关系.[结果]①在OTC1和OTC2处理下,空气温度均呈增加趋势(分别增加了0.27％和3.33％),而土壤温度变化幅度不一致(分别减小了1.01％和增加了0.95％),土壤pH值呈减小趋势(分别减小了0.3和0.2);空气温度增幅随纬度升高极显著减小(P =0.006),土壤温度增幅随海拔升高显著减小(P＜0.05),土壤pH值随海拔升高极显著降低(P＜0.001).②Simpson指数、Shannon指数和Patrick指数随温度升高呈下降趋势,Pielou指数随温度升高略有上升;OTC1处理促进物种多样性增加,而OTC2处理抑制物种多样性.③地上生物量随空气温度升高而增加(R2 =0.244,P＜0.01),其中OTC1处理使生物量增加了50.78％,OTC2处理使生物量增加了42.29％,且地上生物量增幅随海拔升高而减小.④RDA分析得到,各排序轴的特征值总和在OTC1和OTC2处理下分别增加了5.31％和54.11％.[结论]随温度升高草本植物与环境因子相关性增强,且过度增温可使物种趋于单一化发展,引起群落物种更替.