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青藏高原的高寒草甸(alpine meadow)生态系统是全球变化的敏感区,放牧和施肥又是高寒草甸最常见的两种人类干扰方式,因此生物多样性和生态系统功能对放牧扰动和土壤资源变化做出何种反馈响应是关系到人类生产生活的重大问题。随着功能生态学的发展,人们对多样性与生态系统功能关系的研究不再局限于物种多样性(species diversity, SD),而是将重点转移到对功能多样性(functional diversity, FD)与生态系统功能关系的研究。研究群落地上净初级生产力(aboveground net primary productivity, ANPP, g·m-2·a-1)对多样性的响应对衡量生态系统功能具有重要意义,为此我们对高寒矮嵩草草甸(Kobresia humilis meadow)进行了连续7年(2007--2013)的刈割(3水平:不刈割、留茬3 cm的中度刈割和留茬1 cm的重度刈割,分别以C0、C1和C3表示)和施肥(2水平:施用12.75 g.m-2.a-1尿素+磷酸二胺3.06 g.m-2.a-1、不施肥,分别以F和NF表示)控制实验,虽然不同处理组合群落已在物种组成、SD和ANPP等方面发生分异,但其SD—ANPP和FD—ANPP之问的关系是否随之发生变化仍不明确。本文选取了与ANPP相关的5个性状(生活周期、生长型、经济类群、子叶类型、株高)来计测FD,通过单变量方差分析和重复测量方差分析研究了刈割、施肥、年份及其交互作用对/NPP、SD和FD的影响,并通过回归分析和协方差分析研究了刈割、施肥对SD—ANPP和FD—ANPP之间的关系及其关系模式的影响。研究结果表明:(1)增加刈割强度和土壤养分均显著提高了ANPP(p<0.01),不同年份施肥对ANPP的影响程度不同,而不同年份刈割对ANPP的影响却是不同向的。(2)不同处理组合下矮嵩草草甸群落均具有较高的SD。刈割梯度下物种在发生一种替代性的周转,因而SD并未表现出显著的变化(p>0.05),但刈割在后两年(2012-2013)显著提高了SD(p<0.05),主要因为刈割释放了大量空间,增加了空间异质性,一方面使得物种从光竞争转化为对地下资源的竞争,另一方面又为新物种的迁入提供了适宜条件。施肥及其与年份交互作用并未对SD产生显著影响p>0.05),可能与施肥量较低相关。(3)由于刈割后种间性状差异减小被物种均匀度增加完全抵消了,因而刈割强度处理间FD无显著差异(p>0.05)。施肥可以显著增加FD(p<0.05),这与强烈的种间竞争和共存物种间的生态位分化引起的性状趋异有关,一方面因为不施肥和施肥群落共有物种比例极高,施肥并未显著影响SD,因此尚不足以使FD性降低:另一方面因为施肥增加了种间光竞争的优势-压迫现象,促使施肥群落FD较高。(4)ANPP和SD随着时间下降,而FD则随时间增加。长期刈割扰动导致植物低矮,从而使得ANPP在年度间呈波动下降趋势,而且年度降水量、平均气温和干燥度都与ANPP波动无关。SD随时间逐渐下降主要是不刈割群落SD下降造成的,封育之前群落长期处于中度放牧干扰中,SD水平较高,竞争格局不稳定,在群落逐渐恢复稳定过程中SD水平也逐渐降低直至达到平衡状态。而人为扰动形成的群落空间异质性导致FD却随年度增大,这一结果能准确反映群落总体在种间性状差异和均匀度等方面发生分异的时间过程。(5)在6种刈割和施肥处理组合下,SD—ANPP以及FD—ANPP的关系随时间的变化主要受刈割扰动影响呈现出正线性相关和无相关两种模式。无论施肥与否,不刈割(C0)群落中SD—ANPP之间呈正相关关系(n=90,p<0.05),而FD—ANPP之间为无相关(n=90,p>0.05);而刈割群落中恰好相反,即SD—ANPP之间为无相关(n=90,p>0.05),但FD—ANPP之间为正相关(n=90,p<0.05)。由于刈割同时提高了FD和ANPP,促使二者在刈割群落中呈现出正线性相关。由此说明,刈割对SD-ANPP以及FD—ANPP的关系模式起主导作用。(6)尽管施肥不影响SD—ANPP以及FD—ANPP的关系形式,但与刈割共同作用,影响关系的截距或斜率。不刈割(C0)群落中,施肥对SD—ANPP的线性关系方程的斜率无显著影响(p>0.05),但显著增加了其截距p<0.05)。在施肥(F)和不施肥(NF)群落中,刈割均显著增加了FD—ANPP线性关系方程的斜率(p<0.05);在中度刈割(C1)和重度刈割(C3)群落中,施肥均显著对其斜率无影响(p>0.05),但显著增加了其截距p<0.05)。由此说明,刈割和施肥都对SD—ANPP以及FD—ANPP的关系模式有重要影响。综述所述,刈割扰动和土壤资源状况并不总是一致性地影响SD、FD、ANPP以及SD—ANPP和FD—ANPP的关系,其响应效应随时间不同而不同。本研究中刈割可以决定SD—ANPP和FD—ANPP的关系性质,并且随着刈割强度增加,FD对ANPP的作用也越强。同时,施肥可以提高不刈割群落中相同物种多样性水平以及刈割群落中相同功能多样性水平下的ANPP。因此,在研究多样性与生态系统功能关系时,不仅要同时考虑SD和FD,还应考虑时间尺度和非生物因素(扰动、土壤资源状况等)的影响。