坝上草地空斑微生境对不同物种资源竞争能力的影响机制

草地群落受干扰后经常会形成各种不同大小植物个体稀疏或裸露的空斑，对草地物种种子更新和物种共存起着重要的作用。然而，每一物种对空斑微生境的需求不同，关于微生境是如何影响不同物种更新的资源竞争能力的动态过程尚未得到满意的答复。因此，课题拟研究坝上天然草地不同物种（常见物种和偶见物种）在建植中对不同微生境的响应，找出每一物种的适宜微生境，比较不同物种在空斑内更新资源竞争能力的差异，反证空斑微生境对物种资源竞争能力的影响机制。该研究揭示草地恢复演替过程中群落结构和动态变化的原因，丰富物种共存和物种多样性维持理论，为我国北方退化草地植被恢复、管理和物种多样性维持提供理论依据。

坝上草地恢复演替过程中会出现不同尺度的空斑，不同的物种对空斑的响应能力不同，因此对空斑微生境内物种更新动态的研究有助于揭示天然草地群落演替和物种共存机制。试验研究了自然形成的空斑、人工模拟空斑对几种常见物种和偶见物种更新的影响，群落演替过程中种子更新对空斑环境的响应和与植被种子传播方式等生物学特性的相关分析，初步解决了试验提出的两个关键科学问题：一是研究认为微生境对物种种子更新影响较大，坝上天然草地常见物种种子更新需要的微生境较偶见物种或稀有物种更新需要的微生境更容易获得。二是同一空斑微生境下物种的空斑获得能力与种子大小、种子产量、种子传播方式等生物学特性有关，小种子物种的更新都依赖于大空斑的存在，尤其是稀有物种如沙参（Adenophora stenanthina）和达乌里龙胆（Gentiana dahurica），大种子如窄叶蓝盆花（Scabiosa comosa）和华北岩黄耆（Hedysarum gmelinii）物种在空斑内定居的竞争能力强。但空斑同时增加了昆虫取食的几率，昆虫取食使龙胆、沙参、黄花葱和窄叶蓝盆花的存活率降低了50%-60%，生物量和株高等生长表现也显著降低。试验丰富了草地群落物种多样性维持的理论，也丰富了草地生态学理论，为恢复草地植被和物种多样性维持提供了理论依据和实践指导。项目实施过程中共撰写论文9篇，其中出版7篇（英文3篇，中文4篇），修改中2篇（英文），超额完成任务；培养研究生3名，1人已毕业，2人将于2014年毕业，完成任务。