放牧驱动的喀斯特灌草丛植被退化过程与机理：从功能性状到生态系统功能

Understanding the relationships between biodiversity and ecosystem functioning remains an important issue in ecology. Currently research on biodiversity and ecosystem functioning is shifting from focusing on species diversity to focus on functional diversity. From this point of views species traits play a central role, because it is the traits that determine how a species reacts to environmental change, and how this reaction influences ecosystem functions. Vegetation degradation and ecological restoration has been the great concern of the ecological problems in Karst mountain in southwest China. The long-term unreasonable grazing is one of the important reason results in vegetation degradation and restored slowly (remains in the shrub stage long term). However, the study on the effects of grazing on species diversity and degradation of plant communities in Karst has not been taken until. In this project, take Karst shrub-grassland vegetation with different degradation stages as object, through analyzing the change rule of plant functional traits, functional diversity and ecosystem functioning with increase of grazing intensity, to further reveal the relationship between plant function traits of Karst shrub-grassland vegetation and the ecosystem function. This project systematically discusses the process and mechanism of vegetation degradation caused by grazing from the perspective of of functional traits, functional diversity, species diversity and ecosystem function in Karst area, and this can provide scientific basis for vegetation restoration and reconstruction of Karst ecosystem.

理解生物多样性和生态系统功能之间的关系是生态学研究的核心问题。植物功能性状不仅响应环境的变化而且影响生态系统功能，目前对生物多样性和生态系统功能的研究正从注重物种多样性转向注重功能多样性。西南喀斯特山地植被退化与生态恢复一直是备受关注的生态问题，长期不合理放牧是导致植被退化和恢复迟缓（长期处于恢复早期的灌丛阶段）的重要原因之一。然而，放牧对喀斯特植被物种多样性与退化影响的研究却一直未得到重视。本研究以不同退化阶段的喀斯特山地灌草丛植被为研究对象，通过分析与生态系统功能相关的植物功能性状、功能多样性及生态系统功能随放牧强度的变化规律，深入揭示喀斯特灌草丛植被的功能性状与生态系统功能的关系。本项目从功能性状、功能多样性、物种多样性及其与生态系统功能视角系统地探讨放牧导致的喀斯特灌草丛植被退化过程和机理，以期为喀斯特生态系统的植被恢复与重建提供科学依据。

西南喀斯特山地植被退化与生态恢复一直是备受关注的生态问题，长期不合理放牧是导致植被退化和恢复迟缓（长期处于恢复早期的灌丛阶段）的重要原因之一。然而，放牧对喀斯特植被物种多样性与退化影响的研究却一直未得到重视。处于恢复早期的喀斯特灌草丛植被对放牧干扰的响应过程及其机制仍知之甚少。本项目以广西马山县的喀斯特山地灌草丛为对象，选取重牧、中牧、轻牧和无牧4个放牧强度梯度群落设置样方并进行调查，从而分析亚热带喀斯特山地灌草丛的物种组成、群落结构和物种多样性对放牧强度的响应。结果表明：（1）随着放牧强度的增加，灌木层的科、属、种数量呈单调递减，草本层呈单峰变化，峰值出现于轻牧区。放牧强度增加并未使群落优势种发生剧烈更迭，黄荆(Vitex negundo)和菊科植物的重要值会随放牧强度增加而增加，因而可将其作为放牧干扰强弱的指示种。（2）非度量多维尺度排序分析表明，多数样地间的物种组成趋于相似，但同一放牧梯度中的物种组成也存在较大差异；放牧使灌木层植被趋于同质化，但也增加了整体上的植被异质性。（3）群落高度、灌木层盖度和地上生物量随放牧强度的增加而显著减小，草本层和整体的群落盖度在放牧影响下呈单峰变化，峰值在轻牧区；灌木层在群落结构方面的响应较草本层明显，这可能与山羊喜食灌木层植物有关。（4）随着放牧强度增加，物种alpha多样性显著减小，以灌木层最为明显，草本层则不显著；物种均匀度虽也随牧压增大表现出减小趋势；beta多样性分析表明，物种组成相似性随着放牧强度的增强而增大，相邻放牧梯度间的群落物种组成更相似。总的来看，放牧干扰强度的增加会使灌草丛趋向物种简单化、结构稀疏化和矮小化，从而显著降低地上生物量并增加喀斯特山地植被退化的风险。本项目探讨了放牧导致的喀斯特灌草丛植被退化过程和机理，可为喀斯特生态系统的植被恢复与重建提供科学依据。