【摘 要】
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群落物种共存机制一直是生态学研究的核心问题之一,通过对群落谱系结构和功能性状的研究,可以量化确定性过程（环境过滤、竞争排斥和限制相似性）以及随机过程在物种共存过程中的相对作用,准确评估决定物种共存的关键生态过程。高寒草甸植物群落在维持高海拔地区的生物多样性与生态平衡方面发挥着不可替代的作用,为给该区域物种共存机制提供基础的科学资料,本研究在青藏高原高寒草甸区5个不同海拔梯度（3000 m、3250
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群落物种共存机制一直是生态学研究的核心问题之一,通过对群落谱系结构和功能性状的研究,可以量化确定性过程（环境过滤、竞争排斥和限制相似性）以及随机过程在物种共存过程中的相对作用,准确评估决定物种共存的关键生态过程。高寒草甸植物群落在维持高海拔地区的生物多样性与生态平衡方面发挥着不可替代的作用,为给该区域物种共存机制提供基础的科学资料,本研究在青藏高原高寒草甸区5个不同海拔梯度（3000 m、3250 m、3500 m、3750 m、4000 m）建立研究样地,通过开展野外群落学调查研究,对沿海拔梯度分布的土壤环境因子（土壤含水率SWC、土壤温度ST、土壤p H、土壤有机碳SOC、土壤全氮STN、土壤全磷STP）以及植物功能性状（植株高度PH、比叶面积SLA、叶干物质含量LDNC、叶片有机碳含量LCC、叶片全氮含量LNC、叶片全磷含量LPC和相对叶绿素含量SPAD）等进行测量记录。通过DNA条形码数据,建立了高支持率和高解析度的高寒草甸植物群落系统发育树,对各海拔群落物种组成特征、功能性状结构、谱系结构特征进行研究,结合不同海拔环境因子之间的差异性和变化规律,阐述了植物群落物种共存机制。本文试图运用物种、群落谱系结构结合功能性状的方法,探讨各个海拔梯度植物物种共存的主要驱动力,结果如下:（1）随海拔升高,土壤温度、含水量、土壤全氮及有机碳均呈现降低趋势。研究区共记录到草本植物75种,隶属26科54属。优势科是菊科（Compositae,11种）、禾本科（Gramineae,8种）、莎草科（Cyperaceae,3种）。植物在不同海拔分布各不相同,其中逆境耐受性较强的禾本科、莎草科植物在海拔3000-4000 m处均有分布。植物的科、属的数量均呈现单调下降趋势,而群落的稀有种数随之单调增加。（2）随海拔升高,群落物种丰富度及谱系α多样性PD均呈现单峰格局,即在海拔3500 m处植物群落物种及谱系α多样性达到最大;SES·PD值与物种丰富度无明显的相关性,在中海拔梯度,SES·PD值较高且为正值,在海拔4000 m处的SES·PD值最小且为负值。谱系β多样性指数随海拔升高呈现出逐渐增大的变化趋势,这在一定程度上反映出物种共存受到生境过滤的显著影响。在低海拔（3000 m）和中低海拔（3250 m）区域植物群落表现为谱系发散结构（SES·MPD＞0,SES·MNTD＞0）,这说明竞争排斥是驱动物种共存的主要驱动力;中海拔（3500 m,3750 m）处同时存在聚集和发散两种谱系结构,生境过滤和竞争排斥共同维持群落物种多样性;高海拔（4000 m）群落谱系结构聚集（SES·MPD＜0,SES·MNTD＜0）,其驱动因素与物种趋同进化和生境过滤有关。不同海拔上的土温、含水量、p H及土壤养分等均对植物群落谱系结构有不同程度的影响,其中土壤温度与含水量的影响极为显著。（3）基于功能性状的分析结果表明,植物比叶面积、叶片有机碳、全磷表现出微弱的系统发育信号（K＜1,P＜0.05）,受一定程度的系统发育历史的影响,植株高度、相对叶绿素、全氮和有机质含量等功能性状均未表现出系统发育信号,表明植物功能性状受物种进化的影响不大;随海拔升高,植物性状的功能结构由过度分散（NFI＜0）向聚集（NFI＞0）转变。共存物种所具有的功能性状表现出的一定程度的相关性,体现了物种受到相似环境影响而表现出趋同进化的趋势。而7个性状的种内变异表示性状的表现与环境筛选过程有关,性状相似的物种聚集在一起后,个体为了减少类似于邻体相互作用等生物竞争作用的强度,个体功能性状会趋异变化。综上所述,研究得出青藏高原高寒草甸群落植物所处的土壤环境因子、植物的功能性状及系统发育结构均随海拔升高呈现出不同程度的变化,而且土温和土壤含水量是影响高寒草甸物种共存的主要环境因素。种间竞争和生境过滤虽然是物种共存的主要驱动力之一,但仍存在中性过程和相似性限制的影响,同时也可以看出确定性过程和非确定性过程在不同海拔下起不同程度的作用,以及确定性过程在整个沿海拔梯度高寒草甸研究区植物群落物种共存机制过程中起到非常关键的作用。
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