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        祁連山高寒草甸退化對(duì)植被群落的影響

        2025-05-30 00:00:00金鑫周學(xué)麗鄭開福王英成王軍邦蘆光新
        草地學(xué)報(bào) 2025年4期
        關(guān)鍵詞:物種研究

        摘要:為探討高寒草甸退化對(duì)植被群落的影響,本研究以高寒草甸逐漸退化并演替為高寒草原的過(guò)程為研究背景,分析了植被群落的生境、生物量、多樣性和群落結(jié)構(gòu)差異,并探索了多樣性和群落差異的驅(qū)動(dòng)因子。結(jié)果表明:從高寒草甸退化為高寒草原,降水顯著減少( ,氣溫顯著升高( ,土壤 值顯著升高( ? lt; 0 . 0 5 ) ,土壤養(yǎng)分流失;生物量顯著下降 ;植被物種豐富度顯著下降 ,群落差異顯著 。同時(shí),年平均降水對(duì)植被多樣性有顯著促進(jìn)作用 ,而放牧對(duì)其有顯著負(fù)面影響 。此外,生境解釋了植被群落變化的 64 % ,多元回歸和層次分割法表明,放牧、海拔、降水及土壤有機(jī)質(zhì)含量是植被群落變化的主要調(diào)節(jié)因子 。綜上,調(diào)控放牧壓力、加強(qiáng)水資源保護(hù)以及改善土壤狀況,是防止草地退化和保持生物多樣性的重要策略。

        中圖分類號(hào):S812 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0435(2025)04-1249-09

        Abstract:To investigate the impact of alpine meadow degradation on vegetation community,in this study we analyzed habitat,biomass,diversity,and community structure differences within the context of alpine meadow succession to alpine steppe.Additionally,we explored the driving factors of diversity and community differences.The results showed that as alpine meadows were degraded into alpine steppes,precipitation significantly was decreased ( ),temperature significantly was increased ( ,soil value significantly raised ),and soil nutrients were depleted. Biomass significantly was declined ( ,species richness of vegetation significantly were decreased ,and community differences became pronounced ( . Furthermore,multi-year average precipitation significantly promoted vegetation diversity ( P lt; O. O1),while grazing had a significant negative impact ( .Habitat accounted for 64 % of the changes in vegetation communities.Multiple regresson and hierarchical partitioning indicated that grazing,altitude,pre cipitation,and soil organic mater were the main factors regulating changes of vegetation communities ( P lt; 0.01).In summary,adjusting grazing management,protecting water resources,and improving soil conditions are crucial measures to maintain biodiversity in grassland ecosystems.

        Key words: Alpine meadow;Degradation;Multiple regression; Hierarchical partitioning

        青藏高原作為全球重要的生物多樣性保護(hù)地區(qū),被譽(yù)為\"世界第三極”1-2]。其中,高寒草甸是該地區(qū)物種多樣性的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)[3]。然而,高寒草甸正面臨顯著的穩(wěn)定性挑戰(zhàn),且抗干擾能力不足[4]。由于過(guò)度放牧和人類活動(dòng)的干擾,高寒草甸普遍出現(xiàn)退化現(xiàn)象,目前退化草甸面積已占青藏高原自然草地總面積的三分之一[5],導(dǎo)致草地的生產(chǎn)力下降和物種多樣性喪失,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)可持續(xù)性造成了深遠(yuǎn)的影響[6-7]。

        大量研究已圍繞高寒草甸的退化進(jìn)行了深入探討,涵蓋了其空間分布[8]、生產(chǎn)力、物種組成[9]、土壤性質(zhì)[10]、功能多樣性、構(gòu)建機(jī)制[11]以及修復(fù)措施[12等多個(gè)方面。然而,由于青藏高原地形的復(fù)雜性和空間的高度異質(zhì)性,加之研究時(shí)間與技術(shù)的限制,先前的研究主要集中于小范圍的植被調(diào)查[13],并對(duì)同類型草地的梯度退化進(jìn)行了詳細(xì)論述。近年來(lái),隨著研究的空間尺度擴(kuò)大,研究者發(fā)現(xiàn)高寒草甸的退化不僅涉及沼澤化,還包括灌叢化的演替過(guò)程[14-15]。在全球氣候變化的背景下,青藏高原的高寒草甸正逐步向高寒草原轉(zhuǎn)變[16-18],草甸退化的后期階段,植被的建群種開始由草甸和草原物種組成的混合群落向草原物種主導(dǎo)的群落演替[19]。最近,借助遙感技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用,研究揭示了過(guò)去40年間青藏高原地區(qū)高寒草甸與高寒草原之間的持續(xù)演替現(xiàn)象[20],這些發(fā)現(xiàn)為高寒草甸退化研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

        鑒于此,明確高寒草甸到高寒草原退化演替下,植被群落的生境、生產(chǎn)力、物種多樣性和群落變化及其驅(qū)動(dòng)因素對(duì)高寒草地生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性保護(hù)具有重要意義。本研究著重探討高寒草甸到草原退化演替下植物生境、生物量、物種多樣性以及群落變化,旨在明確從草甸到草原的演替中生境、生產(chǎn)力、物種多樣性和群落演變規(guī)律,并揭示驅(qū)動(dòng)物種多樣性和群落變化的關(guān)鍵因子。

        1 材料與方法

        1.1研究區(qū)概況、植被調(diào)查和土樣采集

        祁連山是青藏高原重要的組成部分,其草地生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)了總面積的 57 % ,其中 7 2 . 4 % 的草地正在經(jīng)歷退化[21-23]。本研究于2021年7月下旬至

        8月初(生物量達(dá)到峰值的時(shí)期)在祁連山區(qū)域進(jìn)行了采樣,涵蓋了 的樣帶 ,海拔 m)。研究主要關(guān)注高寒草甸和高寒草原兩種生態(tài)類型,共設(shè)置了14個(gè)采樣點(diǎn)(每種類型各7個(gè)),采樣區(qū)域間最小距離為 (圖1)。

        在每個(gè)采樣區(qū)域內(nèi),隨機(jī)設(shè)立了一個(gè) 的標(biāo)準(zhǔn)地塊。在每個(gè)地塊中,進(jìn)一步隨機(jī)設(shè)置15個(gè)樣方 。在每個(gè)樣方內(nèi),記錄了每種植物物種的存在情況(0或1)、豐度(樣方內(nèi)植物的總數(shù))及蓋度(采用針刺法測(cè)定)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)未能鑒定的植物,采集標(biāo)本并進(jìn)行拍照,隨后依據(jù)中國(guó)植物圖像庫(kù)(https://ppbc.iplant.cn/)和《中國(guó)植物志》(https://www.iplant. 進(jìn)行詳細(xì)鑒定。此外,收集了每個(gè)樣方內(nèi)所有植物的地上生物量,并將其在 的條件下干燥 ,以測(cè)得干燥后的地上生物量重量。最后用直徑為 的土鉆采集 王層的土壤樣品,每個(gè)樣方采集5個(gè)樣本并混合成一個(gè)樣本,用于土壤理化性質(zhì)測(cè)定。

        1.2空間、氣候、海拔和放牧指標(biāo)

        為了充分表征采樣站點(diǎn)的地理結(jié)構(gòu)并考慮空間自相關(guān)性,本研究將經(jīng)緯度信息轉(zhuǎn)化為地理特征向量[24]。考慮到地理特征向量眾多,選擇了一個(gè)代表較大尺度地理特征的空間向量(MEM3; P lt; 0.01)進(jìn)行分析??臻g向量(即Moran'seigenvectormaps,MEM)的計(jì)算是通過(guò)R軟件包adspatial中的dbmem函數(shù)完成[25]。

        1960一2020年間,祁連山國(guó)家公園的平均氣溫和降水量均呈現(xiàn)顯著的增加趨勢(shì)( P lt; 0.05)[26],因此可以將年平均溫度和降水量作為該區(qū)域氣候特征的代表?;谙嚓P(guān)研究[27],使用全球定位系統(tǒng)(GPS)記錄每個(gè)采樣區(qū)域的地理坐標(biāo)(經(jīng)緯度)和海拔。隨后,利用時(shí)間跨度為2000一2021年、空間分辨率為 的氣候柵格數(shù)據(jù)(該分辨率小于采樣區(qū)域間最小距離 ,滿足精度要求)通過(guò)ArcGIS10.8軟件提取了采樣區(qū)域的年平均氣溫和年平均降水量,以此代表研究區(qū)域的主要?dú)夂蛱卣?。氣候柵格?shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)—國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)-黃土高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心(網(wǎng)址:http://loess. geodata.cn)。

        圖1研究區(qū)域及樣點(diǎn)分布Fig.1Study area and distribution of sampling sites

        羊密度的空間分布可反映區(qū)域的放牧壓力[27]。本研究根據(jù)采樣地的經(jīng)緯度,并結(jié)合實(shí)地觀察及柵格數(shù)據(jù)(包括冷或暖季牧場(chǎng)的信息),確定采樣地為冷季或暖季牧場(chǎng)。使用ArcGIS10.8軟件,基于2020年高分辨率牲畜柵格數(shù)據(jù)28(該數(shù)據(jù)得到第二次青藏高原科學(xué)考察與研究計(jì)劃的支持,空間分辨率為 ,小于采樣區(qū)域間最小距離 ,滿足精度要求),根據(jù)采樣區(qū)域經(jīng)緯度提取該區(qū)域的羊、牛密度信息。通過(guò)計(jì)算天然草地的合理載畜量,將不同牲畜轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)羊單位(1只牛 = 5 只綿羊單位),并用單位面積的羊單位表示放牧壓力。相關(guān)數(shù)據(jù)可通過(guò)Zenodo鏈接訪問(wèn):https://doi.org/10.5281/zenodo.7692064。

        1.3 土壤理化測(cè)定

        土壤全氮(Totalnitrogen,TN)采用凱氏定氮法測(cè)定,有機(jī)質(zhì)(Organicmatter,OM)通過(guò)重鉻酸鉀氧化-硫酸亞鐵滴定法進(jìn)行測(cè)定,土壤pH值采用pH計(jì)(pHS-25)測(cè)定[29]。測(cè)定方法與姚世庭等[30]一致。

        1.4 統(tǒng)計(jì)分析

        首先,計(jì)算每個(gè)物種的重要值,使用以下公式[31]:

        式中, 為物種 i 在群落中的重要值, 為物種 i 在群落中的相對(duì)高度; 為物種 i 在群落中的相對(duì)蓋度; 為物種 i 在群落中的相對(duì)生物量[29]。

        物種多樣性采用Patrickindex(S),Shannonindex指數(shù)(H),Pielou指數(shù)(E)來(lái)表示,計(jì)算公式如下[3]:

        其中 H 為多樣性指數(shù), S 為豐富度指數(shù), 為樣地中存在的物種數(shù)量, 為樣地中物種 i 的重要值,N 為樣地中所有物種的重要值之和, 為物種 i 的相對(duì)重要值。

        環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)力和物種多樣性指標(biāo)間的差異,采用非參數(shù)的Wilcoxonrank-sumtest方法進(jìn)行檢驗(yàn)。為探究植被群落變化,基于物種重要值和Bray-Curtis距離,進(jìn)行主坐標(biāo)分析(principalcoor-dinatesanalysis,PCoA)和非度量多維標(biāo)度(NMDS),并使用置換多元方差分析(Permutationalmultivariateanalysisofvariance, PER-MANOVA)對(duì)群落差異性進(jìn)行了檢驗(yàn),均在vegan包中進(jìn)行[32]。為確定影響退化過(guò)程中物種多樣性的關(guān)鍵因子,以Patrickindex和Shannonindex為響應(yīng)變量,以空間、氣候、放牧、土壤因子為預(yù)測(cè)變量,先進(jìn)行mantel檢驗(yàn)確定與物種多樣性相關(guān)的因子。為進(jìn)一步揭示各因子對(duì)物種多樣性的具體影響,首先為了排除因子的共線性,采用方差膨脹因子(Varianceinflationfactor,VIF)進(jìn)行計(jì)算,排除值大于5的因子,然后使用 包,通過(guò)全子集回歸,并判斷其AIC值來(lái)選擇最優(yōu)模型[33],預(yù)測(cè)因子對(duì)總方差的相對(duì)效應(yīng)通過(guò)glmm.hp包對(duì) 進(jìn)行層次分割計(jì)算獲得[34],表達(dá)為調(diào)整后的 的百分比。為了確定影響退化過(guò)程中植被群落變化的因子,以植被群落為響應(yīng)變量,以空間、氣候、放牧、土壤因子為預(yù)測(cè)變量,進(jìn)行冗余分析(Redundancyanalysis,RDA)。

        為了進(jìn)一步確定驅(qū)動(dòng)因子對(duì)植被群落的具體影響,基于Bray-curtis相異度,進(jìn)行了多元回歸(Multipleregressionmatrices,MRM),隨后對(duì)MRM的 通過(guò)層次分割計(jì)算[34],明確各因子的具體影響。隨后使用ggplot2包進(jìn)行繪圖。所有統(tǒng)計(jì)分析和繪圖均在R4.2.3(RDevelopmentCoreTeam,2023)中完成。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 生境差異

        從高寒草甸(Alpinemeadow,AM)到高寒草原(Alpinesteppe,AS),植被生境指標(biāo)顯示出顯著差異。具體來(lái)說(shuō),AM的年平均降水量顯著高于AS P lt; 0.05),而多年平均溫度和土壤pH值則顯著低于AS中 ,總氮和有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(表1)。結(jié)果表明,從高寒草甸到高寒草原的退化演替過(guò)程中,氣候趨向于暖干化,并伴隨著土壤養(yǎng)分的流失。

        表1高寒草甸與高寒草原的生境因子變化Table1 Changes in habitat factors of AMand AS
        注:MAP為年平均降水;MAT為年平均溫度;Grazing為放牧;Altitude為海拔;TN為土壤全氮;OM為土壤有機(jī)質(zhì).AM為高寒草甸; AS為高寒草原。表中同行不同字母表示變量在各草地類型間差異顯著, 下同 Note:MAPrepresentsanaualprecipitatio;MATepresentsmeanaualtmperature;Grain;Altide;epresntstotalirgen; OMrepresentsornicmaterAMepresetslpie mead;ASrepresentsalpinestepe.Diferentetersintheowinthtabledicate that the variables differ significantly among grassland types, . The same as below

        2.2生物量和植被物種多樣性

        對(duì)高寒草甸到高寒草原的地上生物量和植被物種多樣性進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,從AM到AS,地上生物量和物種豐富度顯著降低(圖2a和2b; P lt; 0.05),均勻度顯著降低(圖 ,香農(nóng)指數(shù)極顯著降低(圖2d; 。這些結(jié)果表明,從高寒草甸到高寒草原的退化演替,植被物種多樣性減少,生產(chǎn)力下降。

        2.3植被群落差異

        通過(guò)主坐標(biāo)分析(PCoA)和非度量多維尺度(NMDS)分析方法,基于Bray-Curtis距離對(duì)高寒草甸與高寒草原植被群落的差異進(jìn)行了分析,同時(shí),利用基于Bray-Curtis距離的置換多元方差分析法(PERMANOVA)檢驗(yàn)了群落間的顯著性差異。結(jié)果顯示,盡管AM和AS的植被群落部分重疊,但兩者間的群落差異顯著(圖 ,表明退化演替顯著影響了植被群落的結(jié)構(gòu)。此外,NMDS分析同樣證實(shí)了AM與AS植被群落間存在顯著差異(圖3b; 。這些結(jié)果表明,高寒草甸的退化顯著促進(jìn)了植被群落的分化,并增加了群落間的差異性。

        2.4植被物種多樣性的驅(qū)動(dòng)因子

        對(duì)植被 α 多樣性與氣候、放牧和土壤等因子的Manteltest分析結(jié)果表明,植被 α 多樣性與空間因子(MEM3)、放牧和年平均降水顯著相關(guān)(圖 4 ; P lt; 0.05),說(shuō)明植被物種多樣性受到地理空間結(jié)構(gòu)、放牧和降水影響較大。

        在高寒草甸向高寒草原的退化演替過(guò)程中,為了明確哪些因素驅(qū)動(dòng)植被 α 多樣性的變化以及這些因素具體的影響程度,本研究采用全子集回歸方法,并通過(guò)判斷AICc值來(lái)選擇最優(yōu)模型。通過(guò)對(duì)模型的調(diào)整 進(jìn)行層次分割,我們?cè)敿?xì)解析了空間、氣候、放牧和土壤因素的具體影響。結(jié)果顯示,生境因素對(duì)植被 α 多樣性變化的解釋率達(dá)到 59 . 7 % (圖5; ,其中氣候因子解釋了 3 5 . 1 5 % ,地理因子解釋了 1 8 . 0 1 % ,放牧因子解釋了 34 . 0 9 % ,土壤因子解釋了 12 . 7 5 % 。在這些因子中,年平均降水對(duì) α 多樣性有顯著的正向影響 ,而放牧則對(duì) α 多樣性產(chǎn)生了顯著的負(fù)向影響 。

        2.5植被群落的驅(qū)動(dòng)因子

        在高寒草甸向高寒草原的退化演替過(guò)程中,為了明確驅(qū)動(dòng)植被群落的變化的因子及具體影響程度,本研究,先采用冗余(RDA)分析明確了生境因子與群落的關(guān)系(圖6a),然后采用多元回歸方法,通過(guò)對(duì)模型的調(diào)整 進(jìn)行層次分割,我們?cè)敿?xì)解析了空間、氣候、放牧和土壤因素的具體影響,同時(shí)也明確了關(guān)鍵因子的具體貢獻(xiàn)(圖6b)。結(jié)果顯示,生境因素與植被群落顯著相關(guān)(圖6a; P lt; 0.001),進(jìn)一步多元回歸表明,生境解釋了植被群落變化的 64 % (圖 ,其中氣候因子解釋了 2 6 . 8 6 % ,地理因子解釋了2 5 . 2 5 % ,放牧因子解釋了 2 2 % ,土壤因子解釋了2 5 . 8 5 % 。其中,放牧顯著解釋 $2 2 \% ( P { lt; } 0 . 0 1 )$ ,海

        圖2生物量和植被物種多樣性

        Fig.2Biomass and vegetation species diversity 注:(a)生物量;(b)豐富度;(c)均勻度;(d)香農(nóng)指數(shù);AM為高寒草 甸;AS為高寒草原; . ? ? 0 . 0 0 1 lt; P lt; 0 . 0 1 . 0.001 Note:(a)Biomass;(b)Patrick index;(c)Piclou index;(d)Shannon index;AM represents alpine meadow;AS represents alpine steppe; . ? ? 0 . 0 0 1 lt; P lt; 0 . 0 1 : (2

        拔顯著解釋 1 9 . 7 5 % 的變異( ,年平均降水顯著解釋 1 7 . 1 6 % 的變異( ,土壤有機(jī)質(zhì)顯著解釋 1 6 . 5 9 % 的變異( ,年平均溫度解釋了 9 . 7 0 % 的變異 ,土壤 值解釋了9 . 2 8 % 的變異 ,空間因子解釋了 5 . 5 0 % 的變異(

        圖3植被群落差異Fig.3Differences in vegetation communities

        注:(a)基于主坐標(biāo)分析;(b)基于非度量多維尺度分析;AM表示高寒草甸;AS表示高寒草原; Note:(a)Basedonpricipalcoordinatesanalysis(PCoA);(b)Basedonnon-metricmultidimensionalsaling(NMS);AMrepresentsalpinemeadow;AS represents alpine steppe;

        圖4植被多樣性與生境因子的相關(guān)性

        3討論

        在青藏高原,高寒草甸退化的后期階段,植被的建群種開始由草甸物種和草原物種組成的混合群落,逐漸演替為以草原物種為主導(dǎo)的群落[19]。本研究中,從高寒草甸(AM)退化到高寒草原(AS),氣候暖干化,土壤養(yǎng)分流失。這說(shuō)明從AM到AS的退化演替,其環(huán)境向著一個(gè)更加干燥、溫度升高、土壤養(yǎng)分貧瘠的趨勢(shì)發(fā)展。這與高寒區(qū)植物群落傾向于退化為更干燥的生態(tài)系統(tǒng),即從高山沼澤草甸到草甸、草原,沙漠的觀點(diǎn)一致[35-36]。降水變化是草地生產(chǎn)力的一個(gè)關(guān)鍵決定因素,并直接加劇草地退化[37-38]。本研究發(fā)現(xiàn),從AM到AS的退化演替中,植被生產(chǎn)力顯著降低 ,這說(shuō)明,降雨量的減少、氣溫升高、土壤養(yǎng)分流失、環(huán)境壓力的增加直接影響了植物的生長(zhǎng),限制了生態(tài)系統(tǒng)的生物量積累和能量流動(dòng),從而降低了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。

        圖5從AM到AS退化中生境因子對(duì)植物多樣性變化的相對(duì)貢獻(xiàn)

        草地退化是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)過(guò)程,其顯著特征之一是物種多樣性的喪失,這不僅減少了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物種數(shù)量,還破壞了生物群落的結(jié)構(gòu)和功能[39]。當(dāng)草地退化時(shí),原本豐富多樣的植物群落通常被少數(shù)耐旱和耐貧瘠的物種所替代,削弱了其對(duì)環(huán)境變化的抵抗力和適應(yīng)能力,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)原力和穩(wěn)定性下降[40]。因此,退化草地中的物種多樣性一直是研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。本研究針對(duì)從高寒草甸(AM)到高寒草原(AS)的退化演替過(guò)程,發(fā)現(xiàn)Patrick指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou指數(shù)均顯著下降,表明植被物種多樣性和均勻度明顯降低。這一結(jié)果與本研究中AM到AS環(huán)境中降雨量的減少、溫度的升高、土壤養(yǎng)分的流失以及環(huán)境壓力的增加,直接影響群落生產(chǎn)力降低的觀察結(jié)果相對(duì)應(yīng)。這與Bai等在內(nèi)蒙古對(duì)不同退化程度的溫帶草原植被進(jìn)行的研究相符,他們發(fā)現(xiàn)植被物種多樣性與退化梯度(退化加?。┏守?fù)相關(guān)[40]。同樣,Wang等[41]也觀察到從AM到AS的植被物種多樣性和均勻度呈遞減趨勢(shì)。此外,本研究發(fā)現(xiàn),在AM到AS的退化演替過(guò)程中,物種多樣性的變化受到生境因子(氣候、地理、放牧、土壤)的顯著影響 。其中,年平均降水對(duì) α 多樣性具有顯著的正向作用 ,而放牧則對(duì) α 多樣性產(chǎn)生了顯著的負(fù)向影響 。這一發(fā)現(xiàn)與全球多地區(qū)的研究結(jié)果一致,即水分供給增加通常會(huì)增加植物可用資源,從而促進(jìn)更多種類的植物生存并增加生物多樣性[42]。與此相對(duì)應(yīng),放牧通過(guò)植被的移除、土壤壓實(shí)和可能引入的入侵種等機(jī)制,直接破壞了生態(tài)系統(tǒng)的自然狀態(tài),減少了物種的多樣性[43]。本研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在管理退化草地時(shí),應(yīng)該關(guān)注調(diào)整放牧強(qiáng)度和改善水資源管理,以保護(hù)和恢復(fù)草地植被物種多樣性。

        圖6從AM到AS退化中生境因子對(duì)植物群落變化的相對(duì)貢獻(xiàn)Fig.6Relative contribution of habitat factors to the changes of plantcommunities in AMtoAS degradation注:(b)中的柱形圖上的百分?jǐn)?shù)表示具體貢獻(xiàn),*表示顯著性水平 Note:Percentagesonthebarsin(b)indicate specificcontributions,and indicateslevelof significance( , )

        植被群落是物種多樣性的綜合表現(xiàn),通過(guò)物種之間相互作用和對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng),共同構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性框架[44]。本研究中,主坐標(biāo)分析(PcoA)和非度量多維尺度排序分析(NMDS)結(jié)果表明,AM群落聚集緊密,而AS群落則相對(duì)分散,且AM與AS群落間差異極顯著( 。這說(shuō)明AM與AS群落間差異極顯著,但AM群落在物種組成上展現(xiàn)出較高的相似度,揭示了其群落內(nèi)部具有較強(qiáng)的一致性,這種一致性可能是相似的環(huán)境條件和生態(tài)位,使得適應(yīng)該環(huán)境的物種得以繁盛[45]。相反,AS群落一致性較差,這可能反映了更為復(fù)雜和多變的環(huán)境壓力。正如本研究中發(fā)現(xiàn)AS環(huán)境中降水量的減少和溫度升高可能直接影響植物可利用水分,加之土壤養(yǎng)分的流失,進(jìn)一步影響了植被群落。在較大的空間尺度上,植物群落的結(jié)構(gòu)主要受氣候和母質(zhì)主導(dǎo)[46]。此外,本研究發(fā)現(xiàn),在AM到AS的退化演替過(guò)程中,植被群落的變化受到生境因子的影響 。其中放牧、海拔和多年平均降水為主要的影響因子。放牧活動(dòng)顯著解釋了 2 2 % 的變化 ,放牧不僅通過(guò)直接的植被消耗改變?nèi)郝浣M成,還可能通過(guò)土壤壓實(shí)和植被覆蓋的減少間接影響生態(tài)系統(tǒng)的其他組成部分。海拔顯著解釋了 1 9 . 7 5 % 的群落變化 ? P lt; 0.01),說(shuō)明海拔梯度對(duì)植物生長(zhǎng)條件如溫度和濕度的基本限制,從而直接影響物種的生存和分布。多年平均降水則顯著解釋了 1 7 . 1 6 % 的變化 ( P lt; 0.01),降水量直接影響植物水分的可用性,進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)和物種間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。土壤有機(jī)質(zhì)顯著解釋了 1 6 . 5 9 % 的變化( ,土壤有機(jī)質(zhì)可以提高土壤肥力,支持更多物種的生長(zhǎng)。這些結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在草地管理和保護(hù)策略制定時(shí),必須考慮這些關(guān)鍵的生境因子,特別是在調(diào)整放牧管理、保護(hù)水資源和改善土壤條件方面,以維持或恢復(fù)草地生態(tài)系統(tǒng)的健康。

        4結(jié)論

        本研究專注于祁連山高寒草甸向高寒草原退化的演替過(guò)程,探討了植被的物種多樣性和群落差異及驅(qū)動(dòng)因子。結(jié)果表明,在退化過(guò)程中,氣候趨向暖干化,土壤養(yǎng)分流失,生產(chǎn)力和物種多樣性下降,群落結(jié)構(gòu)分化加??;降水促進(jìn)了植被多樣性,而放牧則產(chǎn)生了負(fù)面影響;放牧、海拔、降水和土壤有機(jī)質(zhì)是影響植被群落的主要因子。本研究指出,適當(dāng)調(diào)控放牧強(qiáng)度、有效保護(hù)水資源及提升土壤質(zhì)量是維護(hù)草地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性并防止草地退化的核心措施。

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        (責(zé)任編輯閔芝智)

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