种间作用对物种多样性—生产力关系的影响

针对物种多样性-生产力关系不一致的研究现状，我们认为，如果多样性对生产力有促进作用，那一定是通过种间作用实现的。由于植物群落往往存在明显的优势种，导致种间作用不充分，多样性效应表现得非常有限，因此无法阐明多样性-生产力之间是否具有因果关系。本研究拟以草地植物群落为研究对象，以种间作用为核心，探讨下列问题：①在同一多样性水平上，保持群落组成完全一致，通过变化群落格局以增加种间作用时，生产力是否也随之显著提高？②在多样性梯度上，种间作用增加时，多样性-生产力关系是否向正相关方向转化，或原有的正相关关系是否能被进一步加强？③分别从统计学模型和土壤养分利用率角度，研究种间作用的作用机制。如果本研究能取得预期结果，将会对物种多样性-生产力之间的因果关系给予严格论证；否则，我们就有理由怀疑甚至否定物种多样性对群落生产力的促进作用。

针对物种多样性-生产力关系不一致的研究现状，本研究以人工草地植物群落为研究对象，在黑石顶自然保护区附近采集27个草本植物的种子，开展了下列工作。建立了324个1m×1m人工草地群落，在物种组成完全一致情况下，改变群落格局（即8个物种的单种群落，8个物种的聚集分布群落，8个物种的混合分布群落）和个体密度（64个体/m2，144个体/m2，256个体/m2）以增加种间作用，结果表明群落生产力随着种间作用的加强而显著增加（P < 0.01）。在此基础上，建立了5个区组共160个1m×1m人工草地群落，在低密度下（64个体/m2）开展聚集、混合两种格局的物种多样性梯度试验，同一多样性水平上，群落两种格局的物种组成保持一致，我们发现聚集分布时多样性-生产力关系呈显著的正相关，混合分布时多样性-生产力线性关系的斜率显著增加（P < 0.05），证明种间作用加强了物种多样性-生产力之间的正相关关系。另外，建立了216个1m×1m人工草地群落开展多样性梯度试验，分别施加3种处理，即对照（不除草）、每隔4周除一次杂草、每隔2周除一次杂草，连续观察两年，研究人工去除杂草对多样性-生产力关系的影响，结果表明人工除草能显著提高多样性-生产力关系的正相关性。