高山垫状植物群落形成机制与功能的研究

Cushion plant community that grows within the environment with extremely severe climate and most infertile soil, is most sensitive to the global climate change, and plays important role in sustaining species diversity, stability and function of alpine ecosystem. Therefore, there're great scientific values to explore the formation mechanisms and functions of alpine cushion plant community. Our research will study alpine cushion plant community's composition, organization, and spatial-temporal dynamics under different climatic zone, to explore its diversification pattern; Through the study on morphological structure characteristics, reproductive strategy, physiological and ecological mechanism, and molecular evolution mechanism of alpine cushion plant's adaptation to extreme environment, we will reveal the seed dispersal, colonization, growth and development patterns of cushion plant as the foundation species; Through the study on alpine cushion plant's nurse effects, we will explore the driving mechanisms of alpine cushion plant community's species diversity, stability and succession; Through the study on the interactions between alpine cushion plant community and soil, we will reveal the role and functions of cushion plant community within alpine ecosystem; Through the building of an integrated ecological model at different scales, we will predict the future variation tendency of alpine plant community's diversity and stability. The results of our research will provide theoretical supports in revealing the formation mechanisms and functions of alpine cushion plant community, and scientifically direct our endeavor on species diversity protection, ecological and environmental construction, and sustainable development of agriculture, forestry and stockbreeding.

生长在气候极端恶劣、土壤极端贫瘠环境中的垫状植物群落，对全球气候变化最为敏感，在高山生态系统物种多样性的形成、稳定性与功能的维系等方面均发挥着重要作用，因而研究高山垫状植物群落形成机制与功能有着重大的科学价值。本项目通过研究不同气候带高山垫状植物群落的物种组成、结构和时空变化动态，阐明其分异规律；通过研究高山垫状植物适应极端环境的形态结构特征、繁殖对策、生理生态机制与分子进化机制，揭示垫状植物作为建群种的种子传播、定居和生长发育规律；通过研究高山垫状植物的保育作用，阐释高山垫状植物群落物种多样性、稳定性及演替的驱动机制；通过探讨高山垫状植物群落与土壤的相互关系，揭示垫状植物群落在高山生态系统中的地位和功能；综合不同尺度构建生态模型，预测垫状植物群落多样性与稳定性的未来变化趋势。为阐明高山生态系统形成机制与功能提供理论依据，也为生物多样性保护、生态环境建设和农林牧业的可持续发展提供科学指导。

生长在气候极端恶劣、土壤极端贫瘠环境中的垫状植物群落，对全球气候变化最为敏感，在高山生态系统物种多样性的形成、稳定性与功能的维系等方面均发挥着重要作用，因而研究高山垫状植物群落形成机制与功能有着重大的科学价值。本项目研究了：1）不同气候带高山垫状植物群落的物种组成、结构和时空变化动态及其分异规律；2）高山垫状植物适应极端环境的形态结构特征、繁殖对策、生理生态机制与分子进化机制，以及垫状植物作为建群种的种子传播、定居和生长发育规律；3）高山垫状植物的保育作用，以及高山垫状植物群落物种多样性、稳定性及演替的驱动机制；4）高山垫状植物群落与土壤的相互关系，以及垫状植物群落在高山生态系统中的地位和功能；5）高山垫状植物群落多样性与稳定性的未来变化趋势。.我们的研究结果表明：1）不同的气候带对于垫状植物种类的分布有明显的影响，在小尺度上垫状植物的空间分布以随机和聚集分布为主；2）垫状植物形成了独特的适应极端环境的形态结构特征与繁殖对策，地点，海拔及物种差异对垫状植物的叶片形态结构，功能特性，繁殖分配均存在着显著的影响；3）垫状植物对其他植物具有明显的保育作用，其强度在环境越严酷的地区越明显，并依赖于环境胁迫的类型以及垫状植物的表型变异；垫状植物的保育作用促进了高山生态系统的生物多样性与生态系统功能，该影响在不同的垫状植物以及不同的表型之间存在着较大差异，并具有强烈的背景依赖性；4）垫状植物改善了土壤理化条件，促进了土壤中各种酶的活性，增加了土壤微生物群落的多样性；5）气候变化的影响会降低高山垫状植物群落多样性与稳定性。.我们的研究为阐明高山生态系统形成机制与功能提供了理论依据，也为生物多样性保护、生态环境建设和农林牧业的可持续发展提供了科学指导。本项目所支持的文章多篇已在相关SCI期刊发表，其中不乏相关领域的权威杂志，达到了甚至领先于相关领域的国际研究水平，受到了广泛的关注。