牧草谱系多样性与高寒人工草地生产力稳定性的关系及其机制研究

The stability of artificial grassland communities is one of the highlights in grassland ecology. Previous studies have mainly focused on the niche differentiation of grass traits that affect artificial grassland community stability, without considering the genetic relationship between grasses. Recent studies have determined that grass phylogenetic diversity and plant community productivity are correlated. Therefore, by combining the methods used in evolutionary and ecological studies, this project will be based on a platform of a single and mixed artificial grassland experimental plot, which were established in 2007 and in which the community productivity has been continuously monitored for eight years. Firstly, we will determine the grass genetic relationships and function characters as well as community productivity; then calculate the indexes of the grass characters, function diversity, and community stability combined with the data obtained over eight years; and finally, analyze the relationship between the phylogenetic diversity and productivity stability of alpine artificial grassland along with explaining its ecological mechanism using the functional traits and functional diversity. This study will reveal the key factors that influence the stability of alpine artificial grassland and provide new ideas for grass choice in artificial grassland planting; in addition, it can expand and deepen the research knowledge related to artificial grassland stability and promote innovation in artificial grass planting methods.

人工草地群落稳定性是草地生态学的研究热点之一。以往的研究主要关注牧草品种间的生态位分化，而没有考虑牧草间遗传关系对稳定性的影响。最新研究发现植物群落谱系多样性相对于其它多样性成分而言与生产力有更紧密的相关性。因此，本项目拟基于进化和生态相结合的方法，依托已于2007年建立的不同牧草品种单、混播人工草地实验样地来开展，该样地群落生产力已连续监测了8年。首先测定牧草品种间亲缘关系、功能性状和群落生产力，然后计算牧草谱系多样性指数、功能性状和功能多样性指数，并利用已测定和新测定的共12年的群落生产力数据计算稳定性指数，最后分析谱系多样性与生产力稳定性的关系，揭示影响高寒人工草地稳定性的关键因素，并通过功能性状和功能多样性解释其生态学机制。该研究可以拓展和深化人工草地稳定性的研究内容，为高寒人工草地建植中牧草组合的选择提供新思路，促进人工草地建植方法的革新。

人工草地群落稳定性是草地生态学的研究热点之一。植物群落谱系多样性（PD）相对于其它多样性成分而言与生产力有更紧密的相关性，但以往的研究主要关注牧草品种间的生态位分化对稳定性的影响，而没有考虑牧草种间遗传关系的影响。本项目拟基于进化和生态相结合的方法，依托已建立的不同牧草品种单、混播人工草地实验样地来开展。首先测定牧草品种间亲缘关系、功能性状和群落生产力，然后计算牧草谱系多样性指数、功能性状和功能多样性指数，并利用已测定和新测定的群落生产力数据计算稳定性指数，分析谱系多样性与生产力和生产力稳定性的关系，揭示影响高寒人工草地稳定性的关键因素，并通过功能性状和功能多样性解释其生态学机制。.研究结果显示： 1）不同组合人工草地跟踪调查中发现，单播人工草地，不同品种间的稳定性有很大差异；混播人工草地，品种组合对人工草地的影响因种而异，并非牧草组合种类越多越好。2）影响人工草地生产力大小的因素较多，包括调查初始年份生产力和CWM.N/P、PD和PD稳定性，以及群落水平功能性状CWM.R/S。调查初始年份生产力和CWM.N/P对人工草地生产力有促进作用。PD是所有多样性指标中唯一可影响植物群落生产力的指标，在人工草地植物群落演替过程中，PD越大，且变化幅度越小，人工草地生产力越大。CWM.R/S对生产力有负效应。3）高寒人工草地生产力稳定性主要受物种丰富度（SR）和CWM.N/P稳定性的影响，与群落生产力大小无关。调查初始年份SR对人工草地生产力稳定性有负效应，植物群落演替中SR稳定性对人工草地生产力稳定性有正效应。高寒人工草地生产力稳定性也受CWM.N/P稳定性的影响，CWM.N/P越稳定，则生产力越稳定。PD虽然和植物生产力稳定性有显著相关性，但不直接影响植物生产力稳定性。4）11个功能和功能多样性性状中，CWM.N/P、CWM.R/S 2个性状对群落生产力和生产力稳定性影响较大，这两个性状是预测群落生产力稳定性的优良指标。.综上，我们得出PD和PD稳定性影响植物群落生产力，而调查初始年份SR和SR稳定性影响植物群落生产力，和植物群落生产力和稳定性相关的功能性状是CWM.N/P、CWM.R/S。该研究拓展和深化了人工草地稳定性的研究，在实际应用中为高寒人工草地建植中牧草组合的选择提供新思路。