亚冰雪带垫状植物生态系统工程师效应及种间促进作用机理

研究表明，垫状植物具有生境易化和种间协助的生态系统工程师作用。在青藏高原氮养分受限的亚冰雪带流石滩稀疏植被中，垫状植物是主要生活型，在种间关系中扮演的角色尚不清楚。垫状植物是否能通过改善生境条件和增加氮养分有效性，发挥生态系统工程师作用促进其它物种在垫状体定居？是否能对定居物种的功能性状和生理生态反应产生了影响？垫状植物与定居植物共存的机理是什么？这些问题在青藏高原都缺乏研究。本项目以生态系统工程师为概念框架，选择青藏高原念青唐古拉山亚冰雪带(海拔4950m至植被分布上限)海拔梯度上两种典型垫状植物：垫状点地梅和甘肃蚤缀，通过它们对群落结构的选择性塑造作用和对定居植物功能性状与生理生态反应的测定来分析垫状植物的生态系统工程师效应，采用氮稳定同位素标记实验确定垫状植物和定居植物对不同形态氮的利用偏好，阐明种间促进和物种共存的机理，为认识亚冰雪带种间相互作用提供新视角。

垫状植物广泛分布于青藏高原高山带的高寒草甸和流石滩稀疏植被，以低矮、致密簇生、座垫状生活型对环境具有易化和对植物种间关系具有重要的调节作用，即具有生态系统工程师(Ecosystem engineer)作用。本研究选择青藏高原念青唐古拉山亚冰雪带的典型垫状植物甘肃蚤缀(Arenaria kansuensis)和垫状点地梅(Androsace tapete)为对象，通过植物剔除、土壤原位氮矿化培养和短期15N 标记示踪等方法，研究了垫状植物与定居植物的相互作用关系及其沿海拔梯度的变化规律、垫状植物对土壤温度、氮养分含量和土壤净氮矿化速率的影响及垫状植物与定居植物对氮的吸收偏好及其共存机制。结果发现： . 甘肃蚤缀和垫状点地梅对生境的易化作用。可以维持垫状体适宜的土壤温度，创造适宜生存的小气候和基质条件，增加土壤有效氮含量，促进土壤氮矿化。对垫状体内定居植物的生长具有促进作用。垫状植物的种间促进作用随着海拔的升高而加强，证明了胁迫梯度假说(SGH)的普遍性。. 垫状点地梅和定居植物主要利用土壤中的无机氮，在氮养分的不同化学形态上存在生态位的分化，而且它们的养分吸收偏好与生物量组成格局存在一定的联系，即生物量大的物种(优势种)主要利用含量丰富的氮形态。由于垫状植物的土壤中含有较多的无机氮，尤其是铵态氮的含量显著高于垫状体外面的草地植被，因此养分增加可能是共存物种出现当前养分利用格局的影响因素之一。 . 本项目揭示，垫状植物对高寒植被生境易化和物种工程创造了条件，垫状植物和垫状体定居植物在氮形态利用上存在生态位分异，这对维持高山带生物多样性维持具有重要作用。