漓江流域岩溶石漠化地区檵木群落不同恢复阶段植物功能性状、功能群和功能多样性格局及驱动机制

Rocky desertification is one of the most eco-environmental problems in karst area of Lijiang river watershed. The primary tasks on curbing of the rocky desertification and remediation of the ecosystem services are ecological restoration. The strong emphasis of the biodiversity-ecosystem functioning (BEF) approach on functional traits may also be the beginning of a paradigm shift in restoration ecology. Functional traits can reflect survival strategies which formed by the plants adapting to the changed environment. How to select the species with key functional traits, functional groups configuration, stable community building and regulating are the crucial problems. In the project, Loropetalum chinense communities with different natural successional stages distributed as the typical community types in the karst area of Lijiang river watershed will be selected, we will measure major functional traits of each individual trees and environmental factors in the plots. On this basis, variation, correlation and trade-off of functional traits will be analyzed across different organizational levels ( e.g. intraspecies, interspecies and community-wide). Reveal the performance of convergence and divergence and the strategies of environmental resources utilization mechanism of plants in different successional stages, and to innovate the way of identification of plant functional groups based on the interrelation and coordination among the different functional traits assemblies. Uncover the driving mechanisms of the key functional traits and environmental factors on species coexistence, functional groups formation and replacement across the natural succession. Our study will contribute to more theoretical synthesis in trait-based community succession and will provide scientific bases for accelerating remediation of the ecosystem services in the karst rocky desertification area of Lijiang river watershed.

石漠化成为漓江流域岩溶区最主要的生态环境问题之一。遏制石漠化蔓延和修复生态系统服务功能的首要任务就是生态恢复。以功能性状为基础的生物多样性-生态系统功能途径发展成为恢复生态学范式转换的开端。功能性状能反映植物适应环境变化所形成的生存对策。如何选择具有关键功能性状的物种,功能群配置，稳定群落的构建和调控成为首要解决的关键问题。本项目以该地区典型的群落类型—檵木群落自然恢复过程中不同恢复阶段为对象，基于个体水平的植物功能性状和环境因子的测定，研究功能性状的变异、关联和权衡；揭示植物功能性状的趋同和趋异现象，植物适应不同恢复阶段的环境资源利用策略；基于功能性状组合间相互联系及协同变化创新功能群划分方法；揭示不同恢复阶段物种共存，功能群的形成和替代的关键功能性状及环境驱动机制。为拓展基于功能性状的群落演替理论做出贡献，也为岩溶石漠化地区加快修复生态系统服务功能提供科学依据。

石漠化为漓江流域最主要的生态问题之一。遏制石漠化和修复生态系统功能的首要任务就是生态恢复。基于功能性状的生物多样性-生态系统功能途径发展成为恢复生态学范式转换的开端。以檵木群落不同恢复阶段为对象，研究功能性状的变异、关联和权衡，揭示植物的环境资源利用策略，揭示不同阶段物种共存，功能群的形成和替代的关键功能性状及环境驱动机制。.（1）檵木群落植物叶干重（DW）、叶面积（LA）、比叶面积（SLA）和叶单位质量氮含量（Nmass）均随恢复的进行呈增大的趋势，叶厚度（LT）、组织密度（LD）、干物质含量（LDMC）、单位面积碳含量（Carea）、单位面积氮含量（Narea）、单位面积磷含量（Parea）、单位面积钾含量（Karea）、单位面积钙含量（Caarea）和碳氮比（C/N）则相反。单位质量磷含量（Pmass）随着恢复的进行先增大后减小，单位质量碳含量（Cmass）、单位质量钾含量（Kmass）、单位质量钙含量（Camass）、碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）则相反。（2）研究发现檵木群落常绿植物LDMC, LT, LD, Cmass, Carea, 叶片单位面积建成成本（CCarea）, Karea和木材密度（WD）在灌木阶段、乔灌阶段、小乔林阶段和老龄林阶段均分别大于相应阶段的落叶植物，而SLA、叶宽和叶最大持水率则相反。（3）主成分分析表明，SLA, LDMC, LA, LD, LT为表征檵木群落植物适应生境的叶结构性状指标，CCmass, Cmass, Nmass, AFCV可表征植物的叶片建成成本，叶片大小和形状可表征叶片持水能力，Chl(a+b)和Chla/b可表征植物的光合能力，Carea, Nmass, Parea, C/N, N/P可表征植物对养分获取和维持的叶性状指标。基于主成分分析和聚类分析，得到不同视角表征植物叶片结构性状、建成成本、持水能力、光合能力、养分获取和维持能力的植物功能群。（4）随着演替的进行，植物采取由快速获取型策略逐渐转向缓慢保守型策略。功能群多样性分析表明，当群落恢复到老龄林阶段时，群落内种间功能性状分异程度较高，种间竞争低，植物对空间资源的利用策略方式将增多，有利于减小资源空间生态位重叠。