高寒草地植物群落地上-地下净初级生产力权衡

Trade-off between aboveground and belowground net primary productivity of plant communities in alpine grassland

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摘要植物生产力分配和权衡是植物生态学研究中的热点,反映植物对环境的适应性,是了解植物响应全球气候变化的关键.青藏高原作为气候变化敏感区,研究其植物地上与地下部分权衡对了解高寒草地植被生存策略和生态系统可持续发展具有重要意义.目前,生物量分配调控机制已被广泛研究,但主要使用植物根冠比和地上-地下生物量比等方法来表征植物分配模式,缺乏考虑因植物生长周期导致的差异.使用青藏高原高寒草地103个样点的地上和地下净初级生产力数据,分析高寒草甸和高寒草原两种主要草地类型的地上-地下净初级生产力权衡关系.利用气候因素和土壤因素等相关数据,结合方差分析、相关分析、相对重要性分析和结构方程模型的方法,探究环境因素对两种草地类型地上-地下净初级生产力权衡的影响机制.研究发现:(1)高寒草甸的地上净初级生产力、地下净初级生产力和土壤养分含量显著高于高寒草原(P＜0.05);(2)高寒草地植被生产力均向地下权衡(0.0199),且高寒草原(0.0354)的权衡值高于高寒草甸(0.0173);(3)结构方程模型发现,年平均降水量、土壤容重和土壤速效氮含量是影响高寒草甸生产力权衡的主导因子,而年平均温度和年平均降水量是影响高寒草原生产力权衡的主导因子.研究表明高寒草甸的生产力权衡主要受气候和土壤因素共同影响,而高寒草原主要受气候因素调节.研究为理解植物地上-地下生物量分配调控机制提供了新的视角和方法,对系统了解高寒草地生物量分配模式和准确预测高寒草地植被动态过程具有指导意义.

作者吴江航 ^[1] 李洋 ^[2] 王迎新 ^[3] 刘向 ^[4] 孙建 ^[5] 学术成果认领

作者单位兰州大学生态学院,草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室,兰州 730000;中国科学院青藏高原研究所,青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室,北京 100101 ^[1] 中国科学院青藏高原研究所,青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室,北京 100101;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,草地资源教育部重点实验室,呼和浩特 010018 ^[2] 中国科学院青藏高原研究所,青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室,北京 100101 ^[3] 兰州大学生态学院,草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室,兰州 730000 ^[4] 中国科学院青藏高原研究所,青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室,北京 100101;中国科学院地理科学与资源研究所,生态网络观测与模拟重点实验室,北京 100101 ^[5]

关键词净初级生产力权衡气候因素土壤性质高寒草地 net primary productivity trade-off climatic factors soil properties alpine grassland

DOI 10.20103/j.stxb.202211013116

发布时间 2024-03-07

基金项目

国家自然科学基金