【摘 要】
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植物凋落物降解是重要的生态系统功能,在生物地球化学循环中起着关键作用。多层次多维度生物多样性的丧失已经对凋落物降解产生重要影响,而关于生物多样性与凋落物降解关系的研究大多停留在物种多样性层次上,遗传多样性层面的凋落物降解研究较少,限制了人们对混合凋落物降解过程的理解,亟需不同层次生物多样性对植物凋落物降解的作用对比研究。湿地生态系统是重要的碳库和全球变化的敏感区域,芦苇（Phragmites au
【基金项目】
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国家自然基金面上项目,基于表观遗传变异和表型可塑性的芦苇生态分化与适应性进化机制,31770361； 国家自然基金面上项目,基于生境多样性与多维度生物多样性级联调控的黄河三角洲生态系统多功能性驱动机制,31970347；
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植物凋落物降解是重要的生态系统功能,在生物地球化学循环中起着关键作用。多层次多维度生物多样性的丧失已经对凋落物降解产生重要影响,而关于生物多样性与凋落物降解关系的研究大多停留在物种多样性层次上,遗传多样性层面的凋落物降解研究较少,限制了人们对混合凋落物降解过程的理解,亟需不同层次生物多样性对植物凋落物降解的作用对比研究。湿地生态系统是重要的碳库和全球变化的敏感区域,芦苇（Phragmites australis）是全球广布的湿地植物,是湿地生态系统的重要建群种,遗传多样性较高,也是人工湿地中被应用最广泛的植物物种。本研究以黄河三角洲的8种常见湿地植物凋落物和8种基因型的芦苇凋落物为研究材料,采取微宇宙控制实验的形式分别在物种多样性层次和遗传多样性层次上设计1、2、4、8四种丰富度水平,共计501个微宇宙体系,进行了为期8个月的控制实验以探究物种多样性及遗传多样性的变化对湿地植物凋落物降解的作用,同时利用不同的多样性维度指标来衡量多样性变化对凋落物降解的影响,并对其影响机制进行了初步研究。主要结果与结论如下:（1）不同湿地植物物种或不同基因型芦苇凋落物混合后的降解速率较凋落物单独降解时低,影响凋落物降解速率及凋落物之间相互作用的初始化学计量特征在这两个多样性层次上不完全相同。不同湿地植物物种或不同基因型芦苇凋落物混合后的实际降解速率都显著低于预期降解速率（物种混合T检验,t=2.838,P＜0.01,基因型混合T检验,t=3.491,P＜0.001）,混合凋落物之间产生了负的相互作用,即拮抗效应。在物种多样性层次上,混合凋落物的降解速率随初始磷含量升高而加快（线性回归分析,R2=0.247,P＜0.001）;在遗传多样性层次上,混合凋落物的初始化学计量特征与降解速率无显著相关关系。在物种多样性层次上,混合凋落物之间的拮抗效应随初始氮含量和磷含量的升高而增强（氮含量线性回归分析,R2=0.038,P=0.001;磷含量线性回归分析,R2=0.020,P=0.014）,随初始碳含量和木质素含量的升高而减弱（碳含量线性回归分析,R2=0.035,P=0.001;木质素含量线性回归分析,R2=0.012,P=0.057）;在遗传多样性层次上,混合凋落物之间的拮抗效应随初始木质素含量的升高而减弱（线性回归分析,R2=0.139,P=0.009）。（2）分类多样性维度指标、谱系多样性维度指标在物种多样性层次上能够衡量多样性变化对凋落物降解的影响,但是在遗传多样性层次上并不能衡量多样性变化对凋落物降解的影响。在物种多样性层次上,随着分类多样性升高,降解速率显著下降（线性回归分析,R2=0.018,P＜0.01）,而在遗传多样性层次上,分类多样性与降解速率没有显著相关关系。在物种多样性层次上,随着初始磷含量功能多样性的升高,降解速率显著上升（线性回归分析,R2=0.161,P＜0.001）,而在遗传多样性层次上,初始化学计量特征的功能多样性与降解速率没有显著相关关系。在物种多样性层次上,在丰富度为4时,随谱系多样性的升高,降解速率逐渐上升（线性回归分析,R2=0.108,P＜0.001）,通过初始磷含量的谱系保守性分析也发现,初始磷含量具有显著谱系信号（Blomberg’s K值检验,P=0.07,K=0.95）,而在遗传多样性层次上,谱系多样性与凋落物降解速率没有显著的相关关系。综上,湿地植物物种多样性及遗传多样性的升高,都对凋落物降解产生了消极影响;能够衡量多样性变化对凋落物降解影响的维度指标在物种及遗传多样性层次上不同,分类及谱系多样性维度指标能够衡量物种多样性变化对凋落物降解的影响而无法衡量遗传多样性变化带来的影响;初始化学计量特征的改变是物种多样性及遗传多样性对凋落物降解影响的潜在途径,但是在物种及遗传多样性层次上,起介导作用的初始化学计量特征不完全相同。在进行湿地生态系统管理与恢复时,可以合理调整植物物种及遗传多样性来改善湿地生态系统的碳汇功能,但同时也需要综合考虑不同层次和不同维度的生物多样性变化对生态系统功能的作用及其潜在机制。
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