灌丛植被斑块格局的地面/土壤动物多样性维持与变异机制

植被斑块状分布格局是干旱区最显著的生态特征之一。系统解析植被斑块分布格局对地面/土壤动物多样性形成、维持和变异的影响，是准确认识植被斑块生态系统的生物多样性保育功能及其形成机理面临的核心问题。本项目以广泛分布在干旱区几种典型的天然单种灌木和多种灌木混生灌丛植被斑块群落为研究对象，采用野外调查、定位观测、控制试验和理论分析等方法，重点研究天然灌丛植被斑块生态系统的灌木多样性、灌木种特性、食物资源（凋落物和叶片）数量和质量及生境异质性等生物和非生物因子对地面/土壤动物群落分布及多样性形成和维持的耦合影响与调控机制，揭示地面/土壤动物不同营养功能群及主要分类群和优势种对关键影响因子变化的响应机理，阐明地面/土壤动物多样性与灌木多样性、凋落物和叶片品质特性和环境异质性的内在关系。研究成果将为干旱区地面/土壤动物多样性的保育管理提供新的思路，并促进植被斑块生态系统生物多样性保育理论及研究方法的发展。

以旱生和超旱生灌木和半灌木植物为群落优势生活型的灌丛植被是西北内陆干旱区荒漠生态系统的主要植被类型。这些稀疏的荒漠灌丛植被呈现斑块状分布格局。研究已经表明，荒漠灌丛植被斑块状分布格局对局域养分和水分资源再分配及土壤种子库的扩散等关键生态过程具有重要影响，但目前并不清楚是否灌丛植被斑块状分布格局会影响地面/土壤节肢动物多样性的分布格局及其形成和维持过程。围绕“荒漠灌丛植被斑块分布格局对节肢动物多样性分布、形成和维持过程的影响”这一关键科学问题，本项目以戈壁荒漠广泛分布的泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa）和红砂（Reaumuria soongorica）等天然灌丛植物群落及荒漠绿洲过渡带广泛分布的人工梭梭（Haloxylon ammodendron）灌木林、人工多枝柽柳（Tamarix ramosissima）灌木林和人工梭梭+多枝柽柳混播灌木林等几种人工灌丛植物群落为研究对象，主要开展了以下研究工作: ⑴天然灌丛植被斑块类型及其生境特质（草本植物生物量和多样性、微气候条件及土壤pH、质地和盐分含量）对节肢动物群落分布及多样性形成和维持的影响；⑵天然灌丛植被斑块生境丧失导致地面节肢动物群落组成变化及物种多样性损失的机制。项目取得以下原创性成果：⑴建立了内陆干旱区典型荒漠生态系统主要天然和人工灌丛植物群落的环境特征及地面/土壤节肢动物多样性季节变化特征数据库，为进一步开展荒漠灌丛植被斑块的节肢动物多样性生态保育功能及其机理研究提供了第一手基础资料。⑵揭示了天然灌丛植被斑块生境及其多样性对维持荒漠生态系统节肢动物多样性的重要作用,并解析了灌丛植被斑块的生态保育功能形成，主要归因于灌丛对微生境的塑造作用（如遮蔽夏季强烈的太阳辐射和降低地表温度）及灌木植物为节肢动物提供了食物资源及生态庇护、产卵和繁殖场所。⑶评价了天然灌丛植被斑块生境丧失对甲虫物种多样性和功能多样性的负面影响及其生态后果。⑷揭示了8个优势甲虫种对天然灌丛植被斑块生境丧失的响应模式及生态适应性差异。.上述研究成果对深入认识荒漠灌丛植物群落的生物多样性保育功能具有重要的意义，同时为科学预测由于灌丛植被退化和植物多样性下降对节肢动物多样性的影响提供了理论依据。