实验增温下高寒草甸植物功能多样性与功能冗余对群落稳定性的影响

Response of alpine meadow in Qinghai-Tibet Plateau to climate warming is a scientific hot issue. Functional diversity and functional redundancy may well explain community change processes and mechanisms. Under the background of elimination and retention of litter in winter, we intend to study the effect of plant functional diversity and functional redundancy to community stability of alpine meadow, based on an established OTC （Open-Top Chambers）gradient warming experiment platform at the Haibei Alpine Grassland Ecosystem Research Station, Northwest Plateau Institute of Biology, CAS. Firstly, we selected the "significant" functional traits response to OTC. Then we analyzed the effects of different components of functional diversity to functional diversity and different traits functional diversity to the community stability, respectively. Finally, we analyzed the quantized relationship between the functional diversity and the functional redundancy and the community stability. This study may reveal more deeply the response and adaptation mode of community stability to climate warming, and provide a scientific basis responding to climate change for the region of alpine meadow.

高寒草甸对气候变暖的响应是目前的科学热点问题。功能多样性和功能冗余可以很好地解释植物群落变化的过程和机理。以中科院西北高原生物研究所海北高寒草地生态系统研究站为依托，基于已建立的OTC（开顶式增温小室）增温梯度实验平台，在冬季剔除枯草与保留枯草的两种背景下，进行高寒草甸植物功能多样性和功能冗余对植物群落稳定性影响的研究。首先选择测定对OTC环境响应有“意义的”功能性状，然后依次分析不同多样性组分对功能多样性的影响，不同性状功能多样性变化对群落稳定性的影响，最后解析功能多样性和功能冗余与植物群落稳定性之间的量化关系。该研究可以更深入的揭示高寒草甸植物群落稳定性对气候变暖的响应规律和适应模式，为高寒草甸地区应对气候变暖提供科学依据。

1项目背景、科学意义和主要研究内容.生物多样性既是人类生存发展的根本和基础，又反映了许多作用于不同时空尺度上的生态的、进化的和人类起源的过程。生态系统功能是联系生物及人类社会的重要桥梁，其发生、发展与生物多样性密切相关。青藏高原的脆弱生态系统在气候变化和人为活动下已经发生了肉眼可见的明显变化，厘清发生这些变化的原因及途径能够助力青藏高原资源的高效利用以及社会的可持续发展，同时是生态学亟待解决的问题和生态工作者的责任。本研究以青藏高原东缘中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站为平台，通过开顶式增温室(Open Top Chamber, OTC)设置梯度增温与模拟放牧的交互实验，探索在异质性环境下的高寒草甸群落功能多样性、功能冗余及生态系统功能的特征，以及功能多样性、功能冗余与生态系统功能关系的变化。为气候变化和人为干扰下的高寒草甸的适应性管理提供理论基础。.2 项目的重要结果和关键数据.项目获得的主要结果有：1）说明了高寒草地土壤受气候变暖和人为干扰的影响过程；2）揭示了高寒草地植物群落结构在梯度增温和人为干扰下的变化过程；3）明晰了气候变化对植物群落功能多样性的影响；4）明确了功能多样性与群落稳定性和生物量的关系；5）回答了全球变化背景下功能多样性影响群落稳定性和生产力的过程；6）明确了增温和刈割下AM真菌群落的变化和影响因素。.项目获得的关键科学数据：进行了代表种的物候和植物功能属性观测，植物群落调查，采集了土壤样品，测定了土壤全氮、全磷及有机碳含量。获取植物功能属性、物候等数据4000个，土壤特征数据2000个。.截止2020年12月31日，共发表科技论文16篇（其中SCI论文8篇），培养硕士5名，博士1名，出站博士后1名。完成了迄今为止2017-2020年度研究任务，达到了预期目标。