鄱阳湖水文情势对湿地植被的级联影响：从植物性状到生态系统功能

Hydrological regimes are the major factors driving the changes in plant diversity, community succession, the structure and function of wetland ecosystem of Poyang Lake. The mechanism underlying the responses of wetland plant community and ecosystem function to hydrological regimes is the key issue for ecological researches in Poyang Lake. Based on the theory of plant community ecology and functional ecology, a fundamental framework of functional traits response-effects will be built. Employing in situ field survey on wetland plant plot and nested sampling approaches, we will examine the parameters of individual, population, community and ecosystem properties, plant communities to hydrological regimes through a trait-based approach. This study will determine the functional traits distribution in response to hydrological regimes, and then scale from the trait response up to the trait effects of functional diversity on ecosystem function, which will help us disentangling the coupling mechanisms among different ecosystem functions. According to the structural equation models, this study will analyze the casual relationships among hydrological factors, functional diversity and ecosystem functions, clarify the cascading effects of hydrological regimes on wetland plant, and reveal the critical ecological processes of wetland ecosystem functions in response to hydrological regimes.

水文情势是影响鄱阳湖湿地植被群落多样性、群落演替、生态系统结构与功能的关键驱动因子，而鄱阳湖湿地植被与生态系统功能对水文情势的响应机制是研究当前鄱阳湖生态问题的关键。本研究拟应用植物群落生态学与功能生态学前沿理论，以功能性状（对环境因子）的响应-效应（对生态系统功能）为基本框架，结合湿地固定样地群落定位观测方法及嵌入式采样方案，获取自下而上依次为个体、种群、群落及生态系统各尺度的生态参数，采用基于功能性状的分析方法，研究湿地植被群落功能结构和功能多样性对水文情势的响应规律；将群落内功能性状的分布对水文情势的响应，经尺度上推分析功能多样性对生态系统功能的效应机制以及不同生态系统功能之间的偶联过程；结合结构方程模型，分析水文因子-功能多样性-生态系统功能三者之间的因果联系，阐明水文情势对湿地植被的级联影响，揭示水文情势影响湿地生态系统功能的关键生态过程。

在江西鄱阳湖吴城湿地和南矶湿地自然保护区按分层嵌套抽样调查采样方案选择典型草洲，然后在每个草洲根据自然拓扑学地势梯度从湖岸高地至湖心低地随机设置129个10m×10m植物样地。本研究进行7次野外调查，共调查2000余个1m×1m湿地植被样方，现场获取植被群落样方参数和土壤物理参数，采集植物和土壤样品，测定植物功能性状, 完成鄱阳湖常见湿地植物枯落物原位分解实验。研究了鄱阳湖湿地植被物种多样性格局，进行基于功能性状的湿地植物功能策略谱分析，探讨湿地植被群落结构和功能多样性对水文情势（水文高程和土壤水分）的响应规律，阐明水文情势对湿地植被的级联影响，揭示水文情势影响湿地生态系统功能的关键生态过程。.结果表明：1）鄱阳湖湿地植被群落沿水位梯度呈明显的条带状分布，并存在典型的垂直分层式群落结构；湿地植物功能策略类型可分为4种；2）土壤水分和水位梯度对物种均匀度和功能均匀度均无显著性影响，Shannon多样性和Simpson多样性均随土壤水分梯度呈显著单峰模式分布，水文因子对植被群落多样性的影响因多样性测度的不同而不同，并且同一多样性测度对不同环境梯度的响应模式也不尽相同；湿地植被功能丰富度沿土壤水分梯度呈显著的单峰模型分布；随水位增加，物种丰富度不变而功能丰富度显著下降，“中度干扰假说”预测的模式并不是一般性法则；功能离散度随土壤水分和水位增加而显著减小；3）湿地植被群落生产力随植被功能丰富度、功能离散度和FDQ呈递减趋势；土壤水分和水位高程越高，群落生产力就越高; 基于株高的群落权重均值对植被群落生产力有显著性影响，且植被群落生产力随群落权重均值呈递增趋势；4）湿地植物分类多样性对群落生产力的贡献远低于功能多样性；与分类多样性相比，功能多样性在解释群落生产力变异时更具优势；群落中的功能组分和功能多样性能显著促进回归模型对群落生产力变异的解释度，说明质量比假说和生态位补偿假说这两种生态机制在解释群落生产力变异时并非对立的，而是互补的。