横断山区高山垫状植物与其它植物双向协作共存机制及其对高山生态系统功能及意义研究

The alpine cushions' adaptive strategies, facilitative effects on other plant species and their ecosystem functions have been widely studied. However, few studies revealed the reverse effects and mechanisms of other plants on cushion species. Due to its unique climate and topography patterns, the alpine zone of Hengduan Mountain areas, ES China has the most abundant species belonging to the highly specialized life form of cushion plant. Unfortunately, studies on the interactions between cushions and other plant species and the underling mechanisms are very rare. It is desiderated to do researches on such topic to find out the bidirectional interactions between cushions and other plant species, further to understand the contributions by cushions to the alpine ecosystem. Based on our previous studies, in this program, we aim to do researches as following: (1) the bidirectional interactions between cushions and other plant species; (2) the effects of phenotypic and physiological traits of cushions on their facilitative effects; (3) how will the interactions between cushions and other plant species change under the global change. We proposed to reveal the deep mechanisms of the bidirectional facilitative effects of cushions and other plant species, and their contributions to the composition and diversity of the alpine ecosystem, and further to discuss their responses to the global change.

高山垫状植物对极端环境的适应策略、对其它物种的护理作用及其生态系统功能已被广泛研究。但是，少有研究揭示其它物种对垫状植物的反向作用形式及其机制。我国青藏高原及其东南部横断山区拥有丰富的垫状植物代表类群，而关于该区域垫状植物与其它物种间关系及其机制的研究极为匮乏，对该区域垫状植物的生态系统功能知之甚少，亟待开展高山垫状植物适应机制及其对高山生态系统功能的贡献的研究。本项目在前期研究基础上，拟重点开展如下工作：（1）高山垫状植物与其它植物种类双向协作共存机制；（2）高山垫状植物自身表型及生理特性对其护理效应的机理解释；（3）全球变化背景下垫状植物与其它植物互作关系研究。通过本项目研究，从不同角度和更深层面探讨以高山垫状植物为代表的横断山区高山植物种类在面临生物与非生物选择压力时的协作共存机制，以及这种协作共存机制对于极端高海拔生态系统内物种构成和多样性特征的影响，并探讨其对全球变化的响应机制。

目前，关于高山垫状植物种间协作共存关系，大部分研究仅从垫状植物对其它非垫状植物护理作用的角度开展，而其它植物对垫状植物的反向作用，少有报道。垫状植物护理作用形式、强度对环境梯度变化的响应等问题，也尚未形成统一认识。此外，护理植物自身表型及生理差异性对其护理作用的影响如何？具有不同生活型植物的护理作用差异性如何？垫状植物自身种群更新及维持机制如何？诸如此类问题，尚需深入研究方能揭示。. 本项目重点开展了高山垫状植物与其它物种双向协作作用研究及其与环境梯度变化之间的关系、高山垫状植物自身生理特征及表型性状特征对其它物种的作用特性及机制研究。并比较了垫状植物与灌丛植物这两种典型护理植物护理作用的差异性及其对生态系统功能的贡献差异性。. （1）垫状植物护理作用随着环境胁迫程度的增加而加强。（2）受益植物叶片的遮挡作用会对垫状植物的果实及种子产出产生一定的影响。但总体来看，这种影响对垫状植物的生存和种群维持不产生影响。（3）与植株较小及冠层较疏松的个体相比，植株较大、冠层较致密的个体具有更强的环境适应性和土壤营养改造能力，能更好地提升土壤营养条件。从而使得大个体垫状植物具有更强的护理作用。（4）垫状植物自身种群更新及扩张受到竞争关系的强烈限制。（5）垫状植物的存在，显著增加当地生态系统中植物与节肢动物物种多样性及丰富度；并且在不同环境胁迫条件下的表现具有一定差异性。（6）垫状植物和灌丛植物均具有微生境改良作用，并由此显著提高群落整体的物种多样性和丰富度。. 通过本项目的开展，从更深层次、更全方位地深入揭示了以垫状植物为代表的护理植物在横断山高山生态系统中所起到的关键作用。垫状植物和灌丛植物共同对青藏高原及横断山地区物种多样性以及生态系统功能维持起着重要作用。本项目为认识横断山高山植物多样性形成机制、高山生态系统稳定性维持机制等提供了重要的理论和实践认知。基于研究结果，垫状植物种群保护应引起政府及科学工作者的重视。