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物种多样性改变了土壤氮空间异质性-群落地上生物量关系

时间:2017-12-15  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:席念勋     打印  字体: 关闭

  已有的研究表明营养异质性可以改变生物多样性对群落生产力的影响。然而,植物群落属性怎样改变营养异质性-群落生产力的关系尚不明确。在本研究中,我们特别关注了两个群落属性,即物种丰富度(Species richness)和个体密度(Plant density)。要解决的问题为:物种丰富度和个体密度怎样改变了土壤营养异质性对草本植物群落生物量的影响?我们在Web of science Google scholar检索了已发表的文献,并从中筛选出了同时设置了营养异质性和均一性(Nutrient homogeneity)的研究。针对设置了多个异质性处理的文献,我们将每个异质性处理作为一个观测。总计,我们选取了16篇文献213个观测值。效应值(Effect size)用Response ratio衡量。由于可能存在的观测不独立,我们采用多水平的混合模型(将文献本身作为一个随机变量)分析解释变量对效应值的影响。 

  结果表明土壤营养异质性显著提升了植物群落的生物量(效应值显著大于0)。对地上生物量而言,土壤营养异质性的影响随着物种丰富度升高而降低,反映了高的物种多样性有效缓解了环境变化对群落的影响从而提升了群落的稳定性。可能的原因包括:1)物种对营养异质性响应的异步性(Asynchrony)可能降低了互补效应(Complementarity effect);(2)多样性高时互补效应趋于稳定而选择效应(Selection effect)增加;(3)随着多样性增加生态位分化的维度增加(比如氮形态或者光利用的生态位分化),从而使营养异质性的相对重要性降低。物种丰富度没有改变营养异质性对地下生物量的影响。对地上和地下生物量而言,个体密度均没有改变营养异质性的影响,意味着个体密度和营养异质性之间没有交互效应。这可能是由于营养异质性改变了群落内物种的竞争能力强弱或者是改变了种内和种间竞争的相对重要性。我们的研究强调了物种多样性对维持系统稳定性的重要作用。此外,地上和地下对生物多样性和营养异质性响应的不一致性可能对植物-植物关系和植物-土壤反馈具有重要的意义。 

        该研究由群落生态与保护研究组的席念勋博士与青海大学的张春辉博士和法国农业科学研究中心(INRA)的Juliette M. G. Bloor教授合作完成,以Species richness alters spatial nutrient heterogeneity effects on above-ground plant biomass为题发表在 BIOLOGY LETTERS上。该研究受到国家自然科学基金青年项目(31600342 31600335)资助。感谢版纳植物园生态学与保护生物学Meta-分析研修班(2016)的帮助。

物种丰富度和个体密度对营养异质性效应值的影响

 

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