盧慧,叢靜,劉曉,王秀磊,唐軍,李迪強(qiáng),張于光*

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，國家林業(yè)局森林生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100091；2.中央民族大學(xué)

生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，北京100081；3.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長沙410083)

三江源區(qū)高寒草甸植物多樣性的海拔分布格局

盧慧1,2,叢靜1,3,劉曉1,王秀磊1,唐軍1,李迪強(qiáng)1,張于光1*

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，國家林業(yè)局森林生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100091；2.中央民族大學(xué)

生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，北京100081；3.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長沙410083)

摘要：三江源地區(qū)是我國受氣候變化影響最大且最敏感的區(qū)域之一。研究高寒草甸植物多樣性海拔分布格局及其與環(huán)境的關(guān)系，能為預(yù)測氣候變化對植物多樣性的影響和響應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。本研究以青海三江源地區(qū)的6個樣地/海拔梯度共78個樣方的高寒草甸樣地為研究對象，了解高寒草甸植物多樣性和群落結(jié)構(gòu)，分析海拔分布格局及其與環(huán)境的關(guān)系，旨在以空間替代時間的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來揭示植物對氣候變化的響應(yīng)。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，6個高寒草甸樣地共有植物21科、51屬、74種，且在中海拔和高海拔地區(qū)，高寒草甸以藏嵩草、高山嵩草、矮嵩草等莎草科植物占優(yōu)勢，低海拔地區(qū)高寒草甸則以針茅、早熟禾、垂穗披堿草等禾本科植物為優(yōu)勢種群。方差分析表明，隨著海拔的降低，高寒草甸群落的物種多樣性和物種豐富度均呈“單峰”分布格局，而均勻度指數(shù)逐漸升高。DCA分析發(fā)現(xiàn)，高寒草甸植物群落沿著海拔梯度呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，具有從高寒草甸向高寒草原化草甸的逐漸過渡的特征，海拔梯度明顯的影響了植物群落結(jié)構(gòu)和多樣性。此外，CCA結(jié)果表明，土壤pH值是影響高寒草甸植物群落分布格局的主要因素，土壤含水量、土壤溫度、土壤有機(jī)碳、堿解氮含量與全鉀含量是影響植物群落分布格局的關(guān)鍵因子。綜上所述，我們推測氣候變化極有可能影響三江源地區(qū)高寒草甸植物群落結(jié)構(gòu)與分布格局。

關(guān)鍵詞：三江源區(qū)；高寒草甸；植物多樣性；海拔梯度；氣候變化

DOI：10.11686/cyxb2014347

Lu H, Cong J, Liu X, Wang X L, Tang J, Li D Q, Zhang Y G. Plant diversity patterns along altitudinal gradients in alpine meadows in the Three River Headwater Region, China. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(7): 197-204.

盧慧,叢靜,劉曉,王秀磊,唐軍,李迪強(qiáng),張于光. 三江源區(qū)高寒草甸植物多樣性的海拔分布格局. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 24(7): 197-204.

http://cyxb.lzu.edu.cn

收稿日期：2014-08-21；改回日期：2014-12-10

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.31370145)和中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(CAFRIFEEP201410)資助。

作者簡介：盧慧(1985-)，女，壯族，湖南長沙人，在讀博士。E-mail: susanluhui@163.com

通訊作者*Corresponding author. E-mail: yugzhang@sina.com.cn

Abstract:The Three River Headwater region of Qinghai province, also known as the Qinghai-Tibetan Plateau is one of the regions in China likely to be most significantly affected by climate change. Hence, understanding the relationship between plant community distribution patterns and environment factors could afford scientific evidence for predicting the effect of climate change on plant diversity. In this research, six sites at a range of elevations and including 78 alpine meadow plots in the Three River Headwater region were surveyed to study the relationship between plant community structure and the environment. We aimed to explore the potential plant responses to climate change using a strategy of space-for-time substitution. At the six sites a total of 74 plant species belonging to 21 families and 51 genera were identified. Cyperaceous plants such as Kobresia schoenoides, Kobresia pygmaea and Kobresia humilis were the dominant species in the middle-high-elevation area, while plants of the Poaceae such as Stipa capillata, Poa annua and Elymus nutans covered the most of low elevation area. Species diversity index and richness index of the alpine meadow sites showed a unimodal pattern, and species evenness showed no significant differences along with the altitudinal gradient across the six sites. Detrended correspondence analysis indicated that species composition and diversity of plant communities changed continuously with decreasing elevation from alpine meadow to alpine steppe meadow. In addition, canonical correspondence analysis showed that soil pH was the main factor affect species diversity patterns in alpine meadow. Meanwhile, soil moisture, temperature, organic carbon content, available nitrogen content and total potassium content were key factors affect the distribution patterns of plant communities. On the basis of these observations, we predict that climate change is very likely to change plant community structure in the Three River Headwater Region.

Plant diversity patterns along altitudinal gradients in alpine meadows in the Three River Headwater Region, China

LU Hui1,2, CONG Jing1,3, LIU Xiao1, WANG Xiu-Lei1, TANG Jun1, LI Di-Qiang1, ZHANG Yu-Guang1*

1.InstituteofForestEcology,EnvironmentandProtection,ChineseAcademyofForestry,KeyLaboratoryofForestEcologyandEnvironmentStateForestryAdministration,Beijing100091,China; 2.CollegeofLifeandEnvironmentSciences,MinzuUniversityofChina,Beijing100081,China; 3.SchoolofMineralProcessingandBioengineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China

Key words: the Three River Headwater Region; alpine meadow; plant diversity; elevation gradient; climate change

生物多樣性沿環(huán)境梯度的變化格局一直是生物多樣性研究的一個重要議題，海拔梯度的變化綜合了溫度、濕度和光照等多種環(huán)境因子，因此，在一定程度上能夠顯著地影響植物種群的空間分布格局[1]。大量研究表明，植物多樣性隨著海拔梯度的變化常呈現(xiàn)出以下幾種分布規(guī)律[2-7]：隨海拔梯度先升高后降低(單峰分布格局)、先降低后升高、隨海拔升高而降低、隨海拔升高而遞增和無規(guī)律性。近年來，許多學(xué)者對森林、草原、濕地環(huán)境下的植物群落進(jìn)行了分布格局與環(huán)境解釋的研究[8-11]，對于高寒草甸的研究多集中于基本結(jié)構(gòu)、外貌特征、生產(chǎn)力以及物質(zhì)循環(huán)、能量流動等方面[12-15]，而對高寒草甸群落分布格局的影響因子的研究報(bào)道相對較少。

研究物種多樣性隨海拔梯度的變化在一定程度上可以用于探討物種多樣性對氣候變化的響應(yīng)與適應(yīng)[16]。以往的研究多集中在控制實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行且周期較短的野外觀測研究，而沿著環(huán)境梯度樣帶和野外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究比較缺乏。由海拔變化引起的自然溫度梯度作為氣候變化的替代實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括了溫度、濕度和光照等多種環(huán)境因子的梯度效應(yīng)，以空間代替時間，是評價氣候變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)可能影響的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法，近年來被廣泛應(yīng)用，并取得了頗有說服力的結(jié)果[17]。

三江源地區(qū)是黃河、長江和瀾滄江等的發(fā)源地，是生物多樣性資源寶庫，對我國江河中下游地區(qū)以及東南亞國家的生存與發(fā)展起著重要的生態(tài)安全保障作用[18]。高寒草甸是三江源最主要的植被類型，在各植被類型中分布面積最大，為171662 km2[19]。在全球氣候變化背景下，尤其是在一些人為干擾因素的影響下，高寒草甸已呈現(xiàn)明顯的退化態(tài)勢。本研究以高寒草甸植被為研究對象，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析樣地調(diào)查得到的物種數(shù)量、蓋度、物種高度和環(huán)境因子數(shù)據(jù)，并用除趨勢對應(yīng)分析(detrended correspondence analysis，DCA)和典范對應(yīng)分析(canonical correspondence analysis，CCA)兩種排序方法分析了高寒草甸群落物種多樣性的海拔分布格局及其影響因子，試圖為預(yù)測氣候變化對植物多樣性影響和響應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1　研究區(qū)概況

三江源地區(qū)位于青藏高原腹地，青海省的南部。該地區(qū)地形復(fù)雜，自然環(huán)境類型多樣，生物多樣性豐富。該地區(qū)屬于典型高原大陸性氣候，年均氣溫在-5.6~3.8℃之間，極端最低氣溫為-48℃，極端最高氣溫為28℃，年均降水量在 262.2~772.8 mm之間，年蒸發(fā)量在 730~1700 mm之間[19]。高寒草甸是由耐寒的多年生草本植物為主或有高寒灌叢參與形成、以矮草草群占優(yōu)勢的一種草地植被類型，是在高原亞寒帶與寒帶寒冷半干旱的氣候條件下發(fā)育形成[20]，廣泛分布于海拔3800~5200 m的山頂、灘地、山地陽坡。由于植物種類隨環(huán)境的變化而發(fā)生變化，可以將其分為高寒嵩草草甸、高寒雜類草草甸、高寒草原化草甸和沼澤化草甸[19]。

1.2　樣地選擇和取樣方法

選擇青海省三江源地區(qū)的瑪多縣、興?？h等地的典型高寒草甸植被作為研究區(qū)域(97°40′22″-100°05′27″ E，34°08′16″-35°56′06″ N，表1)，于2012年8月進(jìn)行采樣，沿海拔3220~4790 m以每相差約300 m設(shè)立一塊樣地，共設(shè)立6塊樣地。每塊樣地的坡度、坡向、人為干擾情況盡可能一致。6塊樣地沿海拔梯度分別命名為SJY-4790、SJY-4480、SJY-4140、SJY-3880、SJY-3490、SJY-3220，其中，樣地SJY-3880附近有采礦活動，受到的人為干擾相對較多，如踩踏、采藥等。樣地基本情況見表1。為了在考慮空間異質(zhì)性的同時降低實(shí)際地形的取樣難度，采樣時對巢式取樣[21]的方法進(jìn)行了簡化，進(jìn)行了“L”形取樣。即在每塊樣地設(shè)立1個200 m×200 m的網(wǎng)格，以網(wǎng)格內(nèi)任意一個角為起點(diǎn)，在水平和垂直方向上距離分別為5，10，20，50，100和200 m處設(shè)置1 m×1 m的樣方，每塊樣地內(nèi)設(shè)立13個1 m×1 m樣方，6塊樣地共78個樣方。在每個1 m×1 m的樣方內(nèi)采用對角線取樣法采集土壤樣品，取樣深度為0~10 cm，均勻混合后低溫保存帶回實(shí)驗(yàn)室用于土壤理化性質(zhì)分析。同時記錄采樣地點(diǎn)的經(jīng)緯度、地形和土壤溫度[22](10 cm深度)等。

表1　6個樣地基本情況

1.3　物種多樣性和土壤理化性質(zhì)測定

在每個樣方中，調(diào)查植物種類、多度、高度、蓋度等指標(biāo)，計(jì)算重要值。物種多樣性的測定采用物種豐富度指數(shù)(S)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)和Pielou指數(shù)(J)表征[23]。其中，H′=-∑PilnPi；J=H′/lnS。式中，Pi為i物種的相對重要值，即(相對高度+相對多度)/2，S為群落中的總物種數(shù)。

土壤有機(jī)碳(SOC)用重鉻酸鉀氧化-分光光度法測定[24]，pH值用酸度計(jì)法測定[25]，土壤含水量、全磷(TP)、全鉀(TK)、全硫(TS)采用常規(guī)方法測定[25]，堿解氮(AN)用堿解-擴(kuò)散法測定[24]，速效磷(AP)和速效鉀(AK)用鹽酸和硫酸溶液浸提，等離子發(fā)射光譜法測定[24]。

1.4　數(shù)據(jù)分析

植物群落中物種多樣性指數(shù)均采用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算；采用SPSS 18.0軟件，對植物群落各指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，比較各樣方的差異；并將物種重要值轉(zhuǎn)換成78×74矩陣，用除趨勢對應(yīng)分析(DCA)進(jìn)行排序；并將該矩陣與78×10的環(huán)境因子矩陣結(jié)合，用典范對應(yīng)分析(CCA)研究群落分布格局與環(huán)境因子的關(guān)系。DCA和CCA均使用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件R軟件中的Vegan軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用SigmaPlot 12.5軟件作圖。

2結(jié)果與分析

2.1　植物群落分布特征

在6個樣地中共有植物21科、51屬、74種(表2)，其中，以樣地SJY-4140的物種數(shù)最多，有14科30屬37 種；樣地SJY-3880物種數(shù)最少，有8科16屬20種。樣地SJY-4790海拔最高，為4790 m，位于巴顏喀拉山山頂，為藏嵩草草甸，主要優(yōu)勢種有藏嵩草、高山嵩草，植物共有12科31屬30種，其中莎草科與禾本科植物重要值分別為54.3和24.2。樣地SJY-4480也位于巴顏喀拉山，海拔為4480 m，是以藏嵩草為建群種的高寒草甸，該樣地共有植物11科27屬36種，該樣地莎草科植物重要值為43.2，禾本科植物重要值為17.8。樣地SJY-4140為高山嵩草草甸，海拔4140 m，主要優(yōu)勢種是高山嵩草和矮嵩草，植物共有14科30屬37種，其中莎草科植物重要值為31.1，禾本科植物重要值為18.1。樣地SJY-3880海拔為3880 m，為高山嵩草草甸，主要優(yōu)勢種為高山嵩草和針茅，該樣地植物共有8科16屬20種，其中莎草科植物重要值為41.1，禾本科植物重要值為26.7。樣地SJY-3490海拔為3490 m，為早熟禾-針茅草原化草甸，優(yōu)勢種為早熟禾、針茅等禾本科植物，該樣地植物共有10科20屬25種，其中莎草科植物重要值為17，禾本科植物重要值為31.1。樣地SJY-3220海拔為3220 m，為垂穗披堿草草甸，其優(yōu)勢種為垂穗披堿草和針茅，該樣地植物共有12科21屬23種，其中莎草科植物重要值為5.1，禾本科植物重要值為45.8。

表2　植物群落調(diào)查情況

2.2　植物群落物種多樣性

根據(jù)樣方調(diào)查得到的植物種類、株數(shù)、高度等數(shù)據(jù)，計(jì)算Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和物種豐富度指數(shù)，從表3可以看出，6個樣地植物群落多樣性差異明顯。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)從大到小依次為SJY-4480>SJY-4140>SJY-3490>SJY-3220>SJY-4790>SJY-3880，物種豐富度從大到小依次為SJY-4480>SJY-4140>SJY-4790>SJY-3490>SJY-3220>SJY-3880，二者均在群落SJY-3880出現(xiàn)最低值，這可能與該樣地較多的人為干擾有關(guān)(踩踏、采藥等)。隨著海拔的降低，除SJY-3880以外的5個樣地的Shannon-Wiener指數(shù)與物種豐富度指數(shù)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，中海拔的多樣性和豐富度相對較高；Pielou指數(shù)在樣地SJY-3880明顯低于其他5個樣地，而其他5個樣地則沿海拔降低而逐漸升高。

表3　6個樣地植物群落多樣性

注：數(shù)字為均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同列中的不同字母表示在P<0.05水平上差異顯著。

Note: Values are mean±SE. Different letters in the same column denoted significant differences atP<0.05.2.3DCA分析

通過對高寒草甸樣地78個樣方進(jìn)行除趨勢對應(yīng)分析(DCA)得到二維排序圖(圖1)。從圖中可以看出，DCA第1軸解釋了植物群落13.6%的變異，第2軸解釋了植物群落6.6%的變異。在排序圖中，各群落類型都有著自己的分布區(qū)域，雖然各自分成小團(tuán)塊分布，但相鄰樣地的群落在圖中的位置仍有少量的交錯。從群落類型來看，SJY-4790與SJY-4480海拔較高，濕度相對較高，而土壤溫度較低，二者均以藏嵩草為建群種，群落種類組成相似，二者在排序圖上所處位置相近，均處于排序圖的左邊；SJY-4140與SJY-3880處于中間海拔，均為高山嵩草草甸，群落組成差異相對較小，二者在排序圖上處于中間偏下的位置；SJY-3490與SJY-3220處于相對較低海拔梯度， 土壤溫度較高， 含水量較低，禾本科植物種類增多，而莎草科植物種類減少，群落組成處于草甸群落向草原群落過渡地帶，在排序圖上處于右邊位置。從群落SJY-4790、SJY-4480、SJY-4140、SJY-3880、SJY-3490、SJY-3220過渡的連續(xù)性來看，它們之間的相互關(guān)系是較為緊密的，隨著海拔的逐漸降低，呈現(xiàn)出從高寒草甸向高寒草原化草甸的過渡，樣方中莎草科植物種所占比重逐漸減小，禾本科植物與雜類草所占比重逐漸增加，草甸逐漸草原化。以上結(jié)果表明，各不同群落類型在排序圖上的位置基本反映出群落過渡的連續(xù)性，表明植物多樣性沿著海拔梯度進(jìn)行更替，海拔梯度明顯地影響了植物群落結(jié)構(gòu)和多樣性。

圖1　6個樣地植物群落DCA二維排序圖Fig.1　DCA biplot of plant communities in 6 sample sites

2.4　植物群落與環(huán)境因子的相關(guān)性分析

CCA分析能在一定程度上解釋植物群落的分布格局與環(huán)境因子的關(guān)系。本研究選取10個與植物群落結(jié)構(gòu)顯著相關(guān)的環(huán)境因子，構(gòu)成以78×10的環(huán)境因子矩陣，與78×74的樣地物種矩陣進(jìn)行CCA排序分析，得到圖2。圖2是樣方的二維排序圖，圖中箭頭表示環(huán)境因子，箭頭長短表示植物群落的分布與環(huán)境因子的相關(guān)性。CCA雙序圖中，箭頭所處象限表示環(huán)境因子與排序軸之間相關(guān)性的正負(fù)。第1排序軸解釋了樣本中39.7%的變異，第2排序軸解釋了16.3%的變異。第1軸和第2軸與環(huán)境因子顯著相關(guān)，其特征值分別為0.616和0.253。

從圖2可以看出，與第1排序軸相關(guān)性最高的是土壤pH值，呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.957(P<0.01)，其次為土壤溫度，相關(guān)系數(shù)為0.676(P<0.01)；與第1排序軸負(fù)相關(guān)最高的是土壤含水量，相關(guān)系數(shù)為0.927(P<0.01)，其次為土壤有機(jī)碳和堿解氮，相關(guān)系數(shù)為0.872和0.871(P<0.01)，說明第1排序軸主要反映了植物群落分布格局在土壤pH值與土壤含水量梯度上的變化；與第2排序軸相關(guān)性最高的為土壤溫度，其相關(guān)系數(shù)為0.675(P<0.01)，說明第2排序軸主要反映了植物群落分布格局在土壤溫度梯度上的變化。而從箭頭長短來看，箭頭較長的是pH值，說明pH值可能是影響植物群落分布最重要的因素，同時，土壤溫度、土壤含水量、土壤有機(jī)碳、堿解氮和全鉀也具有較長的箭頭，說明這些因素對高寒草甸群落結(jié)構(gòu)分布格局也具有重要影響。而土壤全磷、全硫、速效磷和速效鉀的箭頭長度較短，與CCA兩排序軸的相關(guān)性相對較小，說明其與群落分布的關(guān)系也較小。

圖2　植物群落與環(huán)境因子典范對應(yīng)分析Fig.2　Canonical correspondence analysis between plant community and environmental factors　　　pH：土壤pH值 Soil pH；Temp：土壤溫度 Soil temperature； Moisture：土壤水分 Soil moisture； SOC：土壤有機(jī)碳Soil organic carbon；TP：全磷 Total phosphorus；TK：全鉀 Total potassium；TS：全硫 Total sulfur；AN：堿解氮 Available nitrogen；AP：速效磷 Rapid available phosphorus；AK：速效鉀 Rapid available potassium.

3討論

近年來，由于受到全球氣候變暖，尤其是超載過牧等因素的影響，三江源地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)惡化，退化草場面積達(dá)到可利用草場面積的26%~46%[26]，水土流失嚴(yán)重，土壤碳大量損失，已有研究表明，青藏高原因草地退化而每年損失的土壤碳儲量約為全國的土壤碳儲量的6.5%[27]。高寒草甸是該地區(qū)最主要的植被類型，因此，研究高寒草甸植物群落特征與多樣性分布格局及其與環(huán)境的關(guān)系，對理解高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的變化過程和機(jī)理以及保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本研究通過對6個海拔梯度共78個樣方的高寒草甸植物群落進(jìn)行調(diào)查，在較大尺度上對植物物種多樣性的海拔分布格局及其影響因子進(jìn)行了研究，6塊樣地取樣數(shù)目一致且同一樣地樣品數(shù)量較多，極大地減少了空間異質(zhì)性造成的誤差，得到的研究結(jié)果更具可靠性和代表性。

6個樣地的高寒草甸均由耐寒的多年生草本植物為主，由于影響植物分布的因素較多，草本植物多樣性沿海拔變化的關(guān)系比較復(fù)雜。本研究結(jié)果表明，除受到人為干擾明顯的SJY-3880以外的5個樣地，沿著海拔的降低植物物種多樣性和物種豐富度呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，中海拔梯度植物多樣性較高，即呈單峰分布格局，這與王長庭等[28]在青海省果洛州瑪沁縣海拔3840~4435 m的高寒草甸群落植物多樣性的研究結(jié)果一致。王長庭等[28]認(rèn)為高寒草甸群落物種多樣性、豐富度和均勻度在中間海拔梯度最高；三者與地上生物量之間的趨勢模擬均呈負(fù)二次函數(shù)關(guān)系，說明在群落生產(chǎn)力水平與物種豐富度中等時，物種多樣性最高。段敏杰等[18]以藏北地區(qū)那曲縣日囤布山的高寒草地為試驗(yàn)樣地，對海拔4523~4673 m共4個海拔梯度的植物多樣性分布格局進(jìn)行了研究，認(rèn)為該區(qū)域植物群落物種豐富度、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均沿海拔梯度呈現(xiàn)“單峰”分布格局。而在本研究中，均勻度指數(shù)在樣地SJY-3880明顯低于其他5個樣地，而其他5個樣地均勻度指數(shù)變化趨勢沿海拔降低而逐漸升高。

土壤 pH值是土壤重要的基本性質(zhì)之一，與土壤的肥力狀況、微生物活動及作物生長有密切關(guān)系。pH可以通過影響土壤營養(yǎng)元素的有效性而影響植物生長[29]。趙振勇等[30]認(rèn)為土壤含鹽量與物種多樣性指標(biāo)無顯著關(guān)系，土壤鹽分含量變化影響著植物群落物種組成，隨土壤鹽分含量增加，群落中鹽生植物種類逐漸占據(jù)優(yōu)勢。本研究呈現(xiàn)出類似的趨勢，隨著海拔的降低，土壤pH值逐漸升高，禾本科牧草和雜類草的數(shù)量增加，這些植物比高海拔的嵩草屬牧草更加耐旱、抗鹽堿，對環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)。CCA分析結(jié)果表明，土壤pH值可能是影響高寒草甸植物群落結(jié)構(gòu)最重要的因素。

本研究區(qū)域處于海拔3220~4790 m之間，研究尺度相對較大，DCA研究結(jié)果表明海拔對植物群落分布的影響較為明顯。隨著海拔的變化，土壤溫度與土壤含水量隨之發(fā)生改變，這在一定程度上代表了氣候的變化，這種水熱條件的變化所引起的物種選擇、資源競爭、生境的變化是影響物種多樣性的重要因素[31]。徐滿厚和薛嫻[32]對青藏高原高寒草甸進(jìn)行模擬增溫實(shí)驗(yàn)得知，增溫對植被產(chǎn)生正效應(yīng)，植被高度和地上生物量隨著溫度升高有增加趨勢。張慶等[33]對內(nèi)蒙古草原短花針茅(Stipabreviflora)群落的DCCA分析結(jié)果反映出群落結(jié)構(gòu)格局主要受到熱量、水分梯度變化的影響。因此，水熱條件也是影響植物群落變化的主要因素，田海芬等[34]在研究大青山山地植物分布格局的影響因素時也得出了類似結(jié)果。此外，土壤有機(jī)碳、氮素和磷素、鉀素等是土壤主要的養(yǎng)分指標(biāo)，在本研究中，土壤含水量、土壤有機(jī)碳、堿解氮和全鉀含量對植物群落分布影響較大，是影響高寒草甸植物群落分布格局的關(guān)鍵因子，這與叢靜等[35]對神農(nóng)架保護(hù)區(qū)森林植被影響因素的研究結(jié)果基本一致。同時我們可以看出，由海拔變化引起的自然溫度梯度作為氣候變化的替代實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過海拔梯度對植物多樣性及其分布格局的影響來預(yù)測全球氣候變化對植物多樣性影響和響應(yīng)，這種方法是合理可行的。氣候變化極有可能對三江源地區(qū)高寒草甸植物群落結(jié)構(gòu)與分布格局造成影響。

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