水分生境多变条件下黄河三角洲滨海湿地植物功能性状的响应与群落构建机理

Plant functional traits not only adapt to the environment but also reflect and affect the patterns and processes of plant communities and ecosystems, and therefore have become the hot spots of botanical and ecological research in recent years. In this project, we would select the coastal wetlands of the Yellow River Delta as the study area, conduct investigations in field plots under changeable moisture conditions, and investigate the plant functional traits, the patterns of community dynamics and environmental factors under the condition of manual rapid ecological water diversion, by the methods of ecological surveys, controlled experiments, data mining and simulation tools. The small-scale traits, i.e. plant functional traits, which can be measured easily, would reflect the large-scale characteristics of communities and ecosystems and their functional responses to changeable moisture conditions. The measurements of dominant plant functional traits or combinations of them would quantify relative contribution of niche and neutrality in community assembly, and reveal the response mechanisms of community dynamics patterns to environmental changes. Furthermore, we hope to provide the basis to forecast the potential vegetation responses and adaptations to environmental changes, to provide experimental support for niche theory and neutral theory in the community assembly, and therefore to provide a scientific basis for the development, improvement of ecological environments and exploitation of plant resources of the Yellow River Delta Efficient Ecological Economic Zone.

植物功能性状不仅是对环境适应的表现，同时还反映甚至影响植物群落或生态系统的格局和过程，成为近年来植物学和生态学研究的热点。本项目拟选择黄河三角洲滨海湿地作为研究区域，利用生态调查、控制实验、数据挖掘和模型模拟手段，借助已有的水分生境多变的野外样地进行固定样地调查，并设置快速生态调水人工模拟控制实验，进行植物功能性状、群落动态格局及生境因子的调查、测量与模拟。用小尺度易测性状（植物功能性状）来反演大尺度（群落和系统）的性质及其对水分生境多变条件的的功能响应，筛选能够响应生境变化的主导植物功能性状或性状组合，以植物功能性状量化生态位和中性作用在群落构建中的相对贡献，揭示群落动态格局对环境变化的响应机制，为环境变化条件下植被的可能响应及适应的预测提供依据，为群落构建的生态位理论及中性理论提供实验支持，并在此基础上为黄河三角洲高效生态经济区开发建设、生态环境改善和植物资源高效利用提供科学依据。

植物功能性状不仅是对环境适应的表现，同时还反映甚至影响植物群落或生态系统的格局和过程。本项目以黄河三角洲滨海湿地为研究区域，借助已有的野外样地进行了固定样地调查，设置人工模拟控制实验，并利用数据挖掘和模型模拟等手段，基于植物功能性状开展群落构建机制研究。. 黄河三角洲滨海湿地植物群落动态格局表明，该区域水分生境多变，经过长期筛选，形成资源投入型和扩展型两种植物类型，植物种类主要是由鸭跖草亚纲和洋二仙草分支构成。水盐条件及刈割处理对芦苇群落特征存在交互作用。受到均质性干扰时，竞争型、耐受型和杂草型的生存策略能够更好地维持群落功能。. 我们还筛选了响应水分生境多变条件的主导植物功能性状。不同水盐梯度间芦苇的可塑性指数改变较多的性状主要表现在高度、基茎粗、芦苇叶片N含量和芦苇叶片P含量等。芦苇植物功能性状与环境变量之间的RDA分析结果达极显著水平，施水频度和盐度三者的交互作用显著降低了蒸腾速率和气孔导度，并提高了水分利用效率。叶性状比茎性状能够从多层次、多角度体现芦苇对环境条件的响应。. 基于植物功能性状研究，结合邻体去除实验、谱系结构和生态位模型，发现植物群落构建机制因环境而异，植物间的正相互作用普遍存在。随着环境胁迫程度的加深，竞争作用逐渐减弱，正相互作用逐渐加强。在黄河三角洲保护区内，大部分植物群落的最近亲缘关系指数、净亲缘关系指数大于0，群落出现谱系聚集。但随着物种丰富度的增加，群落结构从聚集转向发散，群落构建的驱动力从环境过滤转向物种的极限相似性。生态位宽度及生态位重叠指数表明生态位理论在黄河三角洲植物群落构建中占主导地位。. 本项目在群落水平上的植物功能性状特征及其水分生境多变条件下的变化规律研究，对认识植物群落的构建及其对环境的适应机制具有重要意义，并可在此基础上为黄河三角洲高效生态经济区的保护和开发提供科学依据。本项目资助发表SCI论文16篇、国内核心期刊论文2篇。