青藏高原多年冻土区植物化学计量学特征对非生物环境因子的响应

当前气候变化尤其是气候变暖导致了青藏高原多年冻土区冻土水热过程和植被发生了显著变化，致使高寒生态系统出现严重恶化。植物个体作为响应外界环境变化最基本的组成单元，其元素组成特征对气候环境变化具有指示作用，因此成为研究高寒植被与冻土环境因素关系新的生长点和有效途径。本项目以青藏公路沿线的多年冻土区高寒草地为主要研究对象，基于定位环境因子的监测和植物叶片元素含量(C、N、P)的测定，根据化学计量学原理，确定多年冻土区不同植被生境土壤养分分异与植物生长的限制元素，探讨植物化学元素动态(C:N:P)对非生物环境因子变化的响应，构建多年冻土区不同生态层次自身属性的化学计量学基础，为冻土-植被-非生物环境因子关系提供一定的理论依据和科学指导作用。

本项目以青藏高原高寒草地为研究对象，通过控制性增温实验和野外生态调查实验，基于生态化学计量学原理，探讨了植物群落组成、结构和功能对非生物环境因子的响应机理。研究所得主要结论有如下几点：（1）增温加速了高寒草地植物群落物种周转速率和土壤养分循环过程，并且引起植物生产力不同程度的增加，其中以禾本科和菊科功能群的增加为代表；（2）环境因子之间的相关性与植物群落结构特征的关系具体反映在不同生境中物种对环境的筛选和资源的获取差异上，从而致使土壤和地形因子单独或共同影响植物群落结构特征；（3）青藏高原多年冻土区高寒草地主要受氮磷元素共同限制，且不同植被类型和局域生境异质性决定了植物叶片元素特征的分布差异；（4）影响高寒草甸植物叶片元素特征的因子相对比较单一，而影响高寒草原植物叶片元素特征的因子比较复杂，从而表明青藏高原多年冻土区草地植被退化过程中，植物群落结构和功能受多重因素的影响，且各环境因子间的相关性将会导致高寒生态系统的不稳定性加剧；（5）冻土活动层深度的变化将会直接引起不同高寒草地土壤养分和含水量的变化，继而间接引起植物群落结构特征的变化，这一变化具体体现在植物化学计量特征对土壤、气候和冻土环境的响应。