气候变化与放牧干扰背景下藏北高寒草地功能性状对生产力的调节作用

Community-aggregated plant functional traits (CPFTs) can effectively reveal the variations of community species assembly and ecosystem functions along climatic and/or disturbance gradients. To better understand the auto-regulation effects of plant functional trait mean and its components within- and between- community diversity indices on the aboveground net primary production process, we will measure species richness, species relative abundance, community-aggregated plant functional traits and its diversity components, such as specific leaf area, leaf nitrogen concentration, foliar delta 13C and 15N, current aboveground biomass at 18 pairs of the grazed and grazing-excluded matched sites in the zonal alpine meadows, steppes, and deserts along the Changtang Alpine Grassland Transect on the Northern Tibetan Plateau. We aim at (1) to untangle relative contributions of climate change and grazing disturbance on variations in community species assembly, functional traits and diversity as well as aboveground biomass,(2) to elucidate the regulations of the changes in community functional traits induced by grazing disturbance on biomass production processes in alpine grasslands, and (3) to clarify the convergence and divergence of different alpine grassland types responses to grazing disturbance in the context of climatic and edaphic gradients, and finally to provide some reasonable suggestions on the sustainable utilization of alpine grassland resources and the optimizations on the current grazing management on the Northern Tibetan Plateau.

植物功能性状及其多样性为理解沿气候变化或干扰梯度植物群落物种组合与生态系统功能之间的关系提供了有效途径。为深入了解植物功能性状及其多样性对生产功能的自我调节机制，本研究依托藏北高寒草地样带，以高寒草甸、草原、荒漠3地带性高寒生态系统为研究对象，沿着现实的气候、土壤和放牧梯度，采取围封样地内外平行监测的方法，评估气候变化和放牧干扰对物种丰富度、物种相对丰度、群落植物功能性状及其多样性变化的相对影响，辨识气候变化和放牧活动对高寒草地生产功能影响所占份额，阐明气候变化与放牧干扰背景下藏北高寒草地功能性状对生产力的调节作用，揭示不同草地类型在响应放牧干扰过程的一致性和差异性，为高寒草地资源的可持续利用和放牧管理优化提供理论依据。

植物功能性状及其多样性为理解沿气候变化或干扰梯度植物群落物种组合与生态系统功能之间的关系提供了有效途径。本研究依托藏北高寒草地样带，以高寒草甸、草原、荒漠3地带性高寒生态系统为研究对象，沿着现实的气候、土壤和放牧梯度，采取围封样地内外平行监测的方法，评估气候变化和放牧干扰对物种丰富度、物种相对丰度、群落植物功能性状及其多样性变化的相对影响，辨识气候变化和放牧活动对高寒草地生产功能影响所占份额，阐明气候变化与放牧干扰背景下藏北高寒草地功能性状对生产力的调节作用，揭示不同草地类型在响应放牧干扰过程的一致性和差异性，为高寒草地资源的可持续利用和放牧管理优化提供理论依据。研究发现：（1）在样带尺度上，高寒草地降水利用效率受气候和群落功能性状的双重调控；降水利用效率随积温增加而降低，随生境湿润度指数增加而提高；群落水平的物种丰富度、香侬指数、功能群多样性指数以及叶面积指数与降水利用效率成正相关关系；降水利用效率随群落水平C13比值而降低，且植物功能性状C13组成对降水利用效率的解释度最优。（2）降水利用效率和地上部分净初级生产力随气候梯度在藏北高原呈现非线性增高趋势；基于植物功能性状的功能多样性指数（群落加权均值与性状离散度）与传统的基于物种的多样性指数在解释生产力和降水利用效率的空间异质性方面具有基本相当的解释力度；但基于生态系统网络模型的结构方程模型更好地解释了高寒草地群落结构与生态系统功能之间的直接或间接的因果关系。（3）在气候变化和生态政策双重影响下，辨识人类活动和气候变化对高寒草地生态系统功能的相对贡献及其作用机理，未来的研究应重视研究短期围栏封育对高寒草地生态过程影响机制，且重视草地群落内部调控（响应）过程的非线性特征辨识、评估自然和人文因素及其交互作用对高寒草地生态过程的相对影响，应走出“相关”或“线性”的模式，理应从“因果”和“复杂”模型的角度进行深度剖析。