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降水梯度下沙冬青群落物种多样性和功能多样性分异的生态适应机制

Differentiation of species diversity and functional diversity in Ammopiptanthus mongolicus community under precipitation gradients and its ecological adaptation mechanism

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摘要沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)作为西北荒漠区唯一常绿阔叶灌木和第三纪孑遗珍稀植物,其群落通过功能性状的可塑性调节,形成了适应不同降水梯度的资源权衡策略.在极端干旱区,沙冬青群落采取叶片小型化、增厚化及低生长速率的"保守资源利用"策略,通过增强抗逆性维持生存;在典型荒漠区,群落平衡生长与防御机制,以应对逐渐加剧的种内与种间竞争;而在降水较丰富的荒漠草原区,群落转向叶片扩张、薄型化与高生长速率的"快速资源获取"策略,以提升资源吸收能力.这一策略分异显著驱动了群落物种多样性与功能多样性的梯度响应,随着降水增加,群落物种多样性(Gleason指数、Margalef指数)与功能多样性(Rao二次熵指数、功能丰富度指数FRic)均呈现显著上升趋势,而功能离散度指数FDiv则逐渐降低.其中,草本层对降水变化的敏感性高于灌木层,其多样性响应更为显著.植物通过稳定的功能性状(叶片C含量和N:P)增强了群落的整体抗逆性.极端干旱区的群落构建主要受环境过滤作用主导,FDiv在低降水区最大,说明物种需极端性状才能存活,中高降水的典型荒漠区和荒漠草原区则因种间竞争增强,功能互补性(RaoQ呈增大趋势但增幅逐渐减小)成为群落稳定的关键.沙冬青群落通过叶片性状(叶面积、叶厚度、比叶面积、叶片相对含水量和叶氮磷含量)调控与垂直结构分层(灌木层高盖度与草本层低覆盖的对比),实现了有限资源的优化配置,揭示了荒漠植物适应降水变化的生态策略.该研究为干旱区植被恢复与生物多样性保护提供了重要的理论依据.

作者董雪 ^[1] 王英姿 ^[2] 韩春霞 ^[2] 刘雅婧 ^[2] 黄雅茹 ^[2] 李新乐 ^[2] 张景波 ^[2] 卢琦 ^[1] 学术成果认领

作者单位中国林业科学研究院沙漠林业实验中心,三北工程研究院内蒙古磴口荒漠生态系统定位观测研究站,磴口 015200;中国林业科学研究院生态保护与修复研究所,北京 100091 ^[1] 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心,三北工程研究院内蒙古磴口荒漠生态系统定位观测研究站,磴口 015200 ^[2]

关键词自然降水梯度功能性状物种多样性功能多样性权衡策略 natural precipitation gradient functional traits species diversity functional diversity trade-off strategy

栏目名称

研究论文

DOI 10.20103/j.stxb.202502150313

发布时间 2025-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

基金项目

中央引导地方科技发展资金项目（2024ZY0014）；内蒙古自然科学基金项目（2025MS03127）；国家自然科学基金（32101595）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（CAFYBB2021MA006）