摘要:為應對氣候變化和人類活動加劇對新疆阿勒泰地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)結構功能的影響,促進該區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。本研究基于2022年61個樣點共183個野外1 m×1 m樣方調查,結合氣候與環(huán)境因子數(shù)據(jù),探究了阿勒泰地區(qū)草地物種豐富度(Species richness,SR)和地上生物量(Aboveground biomass,AGB)分布特征及其影響因素。結果表明:本次調查共記錄植物183種,分屬35 科121 屬,禾本科、菊科、薔薇科為阿勒泰地區(qū)草地優(yōu)勢科。SR和AGB隨著緯度或海拔的升高顯著增加,北部山區(qū)SR高于南部荒漠區(qū),且二者與年均降水量、年均溫度顯著相關。SR與土壤C/N、C/P顯著正相關,AGB與土壤化學計量比無顯著相關關系。RDA分析結果表明緯度對阿勒泰地區(qū)草地SR和AGB的解釋率最大,為24.1%,其次為氣溫年較差、年均溫度、年均降水量和經(jīng)度,解釋率分別為8.7%,6.1%,5.4%和4.2%。綜上,新疆阿勒泰地區(qū)草地植物群落物種資源較豐富,SR和AGB分布主要受經(jīng)緯度、氣溫年較差、年均溫度、年均降水量的影響,未來還需進一步量化放牧強度的影響。
關鍵詞:物種豐富度;地上生產(chǎn)力;地形因子;水熱因子;土壤化學計量比
中圖分類號:S812""""""" 文獻標識碼:A""""""" 文章編號:1007-0435(2025)02-0586-10
Changes of Species Richness and Productivity of Grasslands and its Influence Factors in Altay Region of Xinjiang, China
HUI Ting-ting1,3,4, ZHENG Hong-yu2, FAN Lian-lian1,3, MAO Jie-fei1,3,4,
MA Xue-xi1,3, LI Yao-ming1,3,4*
(1.Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi," Xinjiang 830011, China; 2.Barkol Forestry and Steppe Workstation, Barkol, Xinjiang 839200, China; 3.Research Center for Ecology and Environment of Central Asia, Chinese Academy of Sciences, Urumqi, Xinjiang 830011, China; 4.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract:Based on field investigation conducted in 2022, this study combined climate and environmental data to explore the distribution characteristics of grassland species richness (SR) and above-ground biomass (AGB) in the Altay region of Xinjiang. SR and AGB were measured in the total of 183 1 m×1 m quadrats at 61 field sites among different grassland types. The results exhibited that the total of 183 plant species, belonging to 35 families and 121 genera, were recorded, indicating a relative richness of plant species composition. Gramineae, Asteraceae, and Rosaceae were identified as the dominant families in the Altay region of Xinjiang. SR was higher in the north part of the mountainous areas compared to the south part of deserts. SR and AGB of grassland plants had a significant increase with increasing latitude or elevation which caused the heterogeneity of hydrothermal factors, and this further exhibited the correlation between SR, AGB and mean annual precipitation, mean annual temperature. In addition, SR showed a significant positive correlation with soil stoichiometric ratios (C/N,C/P), while AGB had no significant correlation with any of the soil stoichiometric ratios. Redundancy analysis (RDA) revealed that latitude had the highest explanation of 24.1% for the SR and AGB changes among grasslands in the Altay region of Xinjiang, following by annual range of temperature, mean annual temperature, mean annual precipitation and longitude with explanation rates of 8.7%, 6.1%, 5.4% and 4.2%, respectively. In conclusion, grassland plant communities in the Altay region of Xinjiang exhibited rich species resources, and the distribution pattern of SR and AGB was mainly influenced by latitude, longitude, annual range of temperature, mean annual temperature and mean annual precipitation. However, the impact of grazing intensity required further quantification in future studies.
Key words:Species richness;Productivity;Topographic factors;Hydrothermal factors;Soil stoichiometry ratio
物種多樣性(Species diversity,SD)和地上生物量(Aboveground biomass,AGB)是草地生態(tài)系統(tǒng)功能研究中最基礎和核心的內容之一。SD不僅揭示了群落結構的復雜性,更深刻反映了群落的結構特征、組織水平、穩(wěn)定狀態(tài)及所處生境的差異性[1]。由于物種豐富度(Species richness,SR)能夠全面體現(xiàn)物種的生態(tài)適應性、傳播潛力及其進化歷程[2],大多數(shù)研究都將SR作為衡量生物多樣性的關鍵指標,并直接以SR來近似表示SD[3]。植物AGB是衡量植被在自然環(huán)境條件下生產(chǎn)能力的重要參照,其數(shù)值的高低直接反映了植被的生長和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況[4]。作為評估陸地生態(tài)系統(tǒng)功能響應氣候變化的關鍵指標之一[5],植物生產(chǎn)力水平的監(jiān)測與分析對于理解生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應機制具有重要意義。因此,有必要深入研究植物SR和生產(chǎn)力水平的分布特征及其影響因素,以便更好地認識生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。
植物SR和AGB的分布特征主要受到水熱因子的影響,水熱動態(tài)假說已被證明適用于荒漠[6]、山地等生態(tài)系統(tǒng)及某些特定的生物類群[7-8]。但以往研究發(fā)現(xiàn),不同地理區(qū)域的SD分布特征受主導氣候因素的影響程度以及假說的適用性存在顯著差異[9-10]?;诖耍F(xiàn)階段SD格局的研究重點已轉向深入探究特定區(qū)域內不同氣候因素對SD分布特征的相對貢獻[11]。除水熱因子外,土壤化學計量比也決定著草地生態(tài)系統(tǒng)中植物的營養(yǎng)水平和生長發(fā)育[12],影響著群落中個體的生長、種群的增長及物種共存等生態(tài)學過程。土壤中的養(yǎng)分有效性也影響著草地生態(tài)系統(tǒng)中SR的多少和AGB的積累。同時,土壤化學計量因子易受各種環(huán)境因素的影響[13],年降水量和年均溫度作為主導氣候因子,對土壤養(yǎng)分循環(huán)過程具有顯著影響[14],但特定生態(tài)系統(tǒng)背景下植物SR和AGB對土壤化學計量變化的響應尚不清晰[15-16]。
阿勒泰地區(qū)草地資源豐富,其生態(tài)系統(tǒng)服務功能為畜牧業(yè)發(fā)展和人類生存提供了重要保障[17]。SR和AGB是評估草地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的關鍵指標,深入探討二者分布特征及其與環(huán)境因子的關系對于理解物種分布格局和揭示其適應生長條件的機制具有重要意義[18]。目前,楊磊等[19]對阿勒泰地區(qū)不同草地類型的植被特征進行了調查和排序,郭正剛等[20]對阿勒泰地區(qū)草地生態(tài)功能區(qū)面積進行了評估,但該區(qū)草地SR和AGB的分布特征及其影響因素研究較少,其內在關系尚不明確。同時,由于溫度升高和降水模式改變,全球氣候變化已經(jīng)對草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響[21],長期的過度放牧和土地轉化等人為干擾也導致草地生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化,加劇了新疆阿勒泰地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性[22],影響著該區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。因此,明確新疆阿勒泰地區(qū)植物SR和AGB的分布特征及其影響因素十分迫切。基于以上問題,本研究對新疆阿勒泰地區(qū)183個草地樣方中的植物SR和AGB進行調查,結合氣候數(shù)據(jù)和土壤化學計量比探討水熱條件和土壤化學計量特征及其相互作用對新疆阿勒泰地區(qū)植物SR和地上生產(chǎn)力的影響及其作用過程,為維持阿勒泰地區(qū)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定、實現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
阿勒泰地區(qū)位于新疆北部(85°31′36″~91°04′23″ E,45°00′00″~49°10′45″ N),地處歐亞大陸腹地,北部為阿爾泰山,西南部為沙吾爾山,南部為準噶爾盆地,地勢特征表現(xiàn)為東北高西南低,地表徑流主要有額爾齊斯河、烏倫古河、吉木乃山溪三大水系。區(qū)內氣候為溫帶大陸性寒冷氣候,冬季寒冷漫長,夏季干燥炎熱,研究區(qū)年均降水量131~464.57 mm,平原地區(qū)降水量少,為100~200 mm,主要水汽來源為大西洋和北冰洋。研究區(qū)草地資源廣泛分布,草地面積98.42×105 hm2,天然放牧草地面積為72.39×105 hm2[20]。本次調查包括低平地草甸、高寒草甸、高寒草原、山地草甸、溫性草甸草原、溫性草原、溫性草原化荒漠、溫性荒漠草原等主要草地植被類型,調查了羊茅(Festuca ovina)、針茅(Stipa capillata)、白莖絹蒿(Seriphidium terrae-albae)等主要地帶性優(yōu)勢群落類型。本研究采樣區(qū)包括阿勒泰市、布爾津縣、哈巴河縣、福??h、富蘊縣、吉木乃縣和青河縣(圖1)。
1.2 植被調查與土壤化學計量測定
2022年5—8月依據(jù)新疆阿勒泰地區(qū)草地分布特點設計植被調查線路,在研究區(qū)按不同草地類型共布設61 個樣地(圖1)。每個樣地選擇植被分布比較均一的區(qū)域隨機設置3個1 m×1 m樣方共183個樣方進行調查。調查的主要指標為植物物種種類和AGB,植物物種種類采用目測法測定,記錄整個1 m×1 m樣方內出現(xiàn)的所有草本植物種類;AGB采用刈割法,用剪刀齊地刈割植物樣本后放入牛皮信封帶回實驗室,于烘箱中先以105℃殺青半小時,后于65℃烘干至恒重。植物烘干后用0.001 g電子天平稱重并記錄為AGB,單位為g·m-2。本研究依照方精云等[23]統(tǒng)一技術規(guī)范,將1 m×1 m樣方內所有的植物物種數(shù)作為群落的SR[24-25]。
植被調查結束后,在每個1 m×1 m樣方中根據(jù)對角線取樣法采集樣地表層(0~10 cm)土壤混合樣品, 每個樣地分別取3個重復土壤樣品帶回實驗室,風干后進行土壤有機碳(Soil organic carbon, SOC)、全氮(Total nitrogen, TN)、全磷(Total phosphorus, TP)的測定。SOC的測定采用重鉻酸鉀容量法,TN含量采用半微量凱氏定氮法,TP含量采用鉬銻抗比色法,測定方法參照土壤農(nóng)化分析標準[16]。
1.3 氣候數(shù)據(jù)
本研究參考前人研究,選取了主要影響植物SR和AGB的水熱因子,分別為年均降水量(Mean annual precipitation,MAP)、實際蒸散量(Annual actual evapotranspiration,AET)、濕潤指數(shù)(Moisture index,MI)、年均溫度(Mean annual temperature,MAT)、氣溫日較差(Mean diurnal range,MDR)、氣溫年較差(Temperature annual range,ART)。MI采用公式計算[25]:M=100×(P/E_0 -1)其中,M為MI,P為MAP,E0為潛在蒸散量(Potential evapotranspiration,PET)。AET和PET數(shù)據(jù)利用樣方的地理坐標信息,從國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組提供的1 km×1 km分辨率的氣候數(shù)據(jù)庫(http://www.cgiar-csi.org/)中精確提取。該數(shù)據(jù)庫中的年PET與AET數(shù)據(jù)均基于全球氣候數(shù)據(jù),并經(jīng)過專業(yè)建模技術處理得到;其他數(shù)據(jù)從全球氣候數(shù)據(jù)網(wǎng)站(http://www.worldclim.org/)獲?。? km×1 km分辨率)。
1.4 數(shù)據(jù)處理及分析
本研究使用Excel 2019對數(shù)據(jù)進行整理,Origin 2017軟件進行一元線性回歸(或多項式回歸)分析不同水熱因子與地形因子以及土壤化學計量比的相關關系,探究不同水熱因子、地形因子以及土壤化學計量比與植物SR和AGB之間的內在聯(lián)系,闡明新疆阿勒泰地區(qū)草地群落植物SR和AGB的分布特征及其影響因素。使用Canoco 5軟件進行冗余分析(Redundancy analysis, RDA),探究草地植物群落SR,AGB與水熱因子、地形因子和土壤因子之間的關聯(lián)性。
2 結果與分析
2.1 新疆阿勒泰地區(qū)草地植物群落物種分布及環(huán)境因子特征
此次植被調查中共鑒定并記錄了183種植物,隸屬于35科、121屬。其中,禾本科植物涵蓋了20屬29種,菊科包括19屬27種,莧科有11屬12種,薔薇科則包含10屬18種,豆科為9屬13種,唇形科為7屬11種(表1)。這六大科的植物在種類數(shù)量上均超過10 種,其屬的數(shù)量與物種數(shù)分別占本次調查記錄的62.81%和65.57%。總體來說,新疆阿勒泰地區(qū)植物物種資源較為豐富,禾本科、菊科、薔薇科是新疆阿勒泰地區(qū)的優(yōu)勢科,分別占調查物種總數(shù)的15.85%,14.75%,9.84%。
本次調查樣方內植物物種數(shù)分布范圍為1~22種,平均為7.97種,反映了新疆阿勒泰地區(qū)草地植物群落物種組成較為豐富的特征。一般認為水熱因子是植物多樣性格局形成的主要影響因素,而水熱因子常常與地理因子顯著相關。本研究中多數(shù)氣候因子具有明顯的空間異質性,MAP,MI,AET和MAT與經(jīng)度呈顯著的負相關關系;MDR和ART與經(jīng)度顯著正相關(Plt;0.05,表2)。水分因子如AET,MAP和MI與緯度之間表現(xiàn)出顯著的正相關關系,能量因子如MDR和ART則隨著緯度的增加而遞減(Plt;0.05,表2)。MAP和MI隨著海拔升高呈顯著的單調遞增趨勢,MAT,ART隨海拔升高呈顯著的單調遞減趨勢(Plt;0.05,表2)。土壤C/N,C/P,N/P與MAP、AET、MI顯著正相關,與MAT、MDR、ART顯著負相關(Plt;0.05,表2)。
2.2 草地植物群落物種豐富度、地上生物量與地形因子和水熱因子的關系
新疆阿勒泰地區(qū)草地植物群落AGB、SR呈現(xiàn)出顯著的空間異質分布。AGB和SR與緯度呈顯著的正相關關系(Plt;0.05,圖2b-e)。SR隨經(jīng)度增大而減少,隨海拔升高而增加(Plt;0.05,圖2a,2c)。AGB與經(jīng)度和海拔均不存在顯著相關關系(圖2d,2f)。
相關性分析結果顯示,新疆阿勒泰地區(qū)草地植物群落SR與MAP、AET和MI呈顯著的正相關關系(Plt;0.01,圖3a-c);隨著MAT的升高先增加后減少(Plt;0.05,圖3d),與MDR、ART呈顯著的負相關關系(Plt;0.01,圖3e-f)。AGB隨MAP和MAT的上升呈先增加后減少的變化趨勢(Plt;0.05,圖3g,4j),隨著MI的增加顯著上升(Plt;0.05,圖3i),隨著MDR的增加呈現(xiàn)先減少后趨于平穩(wěn)的趨勢(Plt;0.05,圖3l),其余因子間均不存在顯著的相關關系(圖3h,3k)。
2.3 草地群落物種豐富度、地上生物量與土壤化學計量比的關系
新疆阿勒泰地區(qū)草地群落SR與土壤C/N,C/P,N/P呈顯著正相關關系(Plt;0.05,圖4a-c),AGB與C/N,C/P均無顯著相關關系(Plt;0.05,圖4d-e),與土壤N/P呈顯著正相關關系(Plt;0.05,圖4f)。
2.4 不同變量與群落物種豐富度和地上生物量的關系
對所有環(huán)境因子與草地植物群落SR和AGB進行RDA分析,以探討環(huán)境因子和地形因子與新疆阿勒泰地區(qū)草地群落SR和AGB的關系。第Ⅰ軸、第Ⅱ軸的解釋率分別為56.71%和6.00%,兩者結合,前兩軸因子的總解釋率達62.71%(圖5)。其中,緯度對新疆阿勒泰地區(qū)草地群落AGB和SR的解釋率最高,為24.1%;其次為ART,解釋率為8.7%;再次為MAT,解釋率為6.1%。從新疆阿勒泰地區(qū)環(huán)境因子和地形因子對草地群落植物SR和AGB解釋率的排序表中可以看出,Lat,ART,MAT,MAP,Long的影響達到顯著水平(Plt;0.05)(表3),說明Lat,ART,MAT,MAP和Long可以較好地解釋新疆阿勒泰地區(qū)草地群落SR和AGB的差異。各因子對新疆阿勒泰地區(qū)群落AGB和SR影響的重要性從大到小依次為Lat,ART,MAT,MAP,Long,N/P,MI,Alt,TN,TP,C/P,C/N,SOC,MDR(表3)。
3 討論
3.1 新疆阿勒泰地區(qū)草地群落物種豐富度與地上生物量分布特征
新疆阿勒泰地區(qū)草地群落SR和AGB的分布呈現(xiàn)出顯著的空間異質性。草地群落AGB最大值為395.67 g·m-2,采樣點位于布爾津縣北部山區(qū);草地群落AGB最小值9.05 g·m-2,位于福海縣南部地區(qū)。SR最大值為22 species·m-2,位于新疆阿勒泰地區(qū)北部山區(qū)吉木乃縣;最小值為1 species·m-2,采樣點位于南部丘陵區(qū)福??h,對應的物種為沙漠絹蒿。這可能是因為隨著海拔的增加,能量因子ART和MAT降低,水分因子MAP和MI增加,干旱半干旱區(qū)的水分限制得到緩解,SR和AGB增加[25]。同時,采樣期間(5-8月)大多數(shù)短命植物已完成其生活史階段,而沙漠絹蒿為超旱生半灌木,其生長周期和適應性與其他物種存在顯著差異,這可能導致SR在特定區(qū)域出現(xiàn)季節(jié)性的波動。阿勒泰地區(qū)草地群落AGB和SR與緯度顯著相關, RDA分析結果也表明緯度因子對新疆阿勒泰地區(qū)SR和AGB的解釋率最高,說明新疆阿勒泰地區(qū)草地AGB的主要制約因子是緯度,具有水平地帶性分布規(guī)律。SD隨緯度增加而減少的現(xiàn)象被視為顯著的多樣性格局之一[6],然而這一規(guī)律在不同地域和尺度上存在較大的異質性。本研究結果表明,SR與緯度呈顯著的正相關關系,與劉慶福等[10]在內蒙古草原的研究結果一致。這可能是因為阿勒泰地區(qū)位于亞歐大陸腹地,區(qū)內地形條件復雜,氣候變異性較強。阿爾泰山脈中段橫跨該區(qū),熱帶洋面的水汽遇阿爾泰山被迫抬高形成降水,對高緯度地區(qū)植物物種的適應性和生存能力產(chǎn)生了積極影響,使得研究區(qū)呈現(xiàn)出低緯度地區(qū)物種豐度和AGB較少,至高緯度地區(qū)SR和AGB增多的分布格局。
3.2 不同變量與植物物種豐富度和地上生物量的關系
在大尺度范圍內,水熱條件常常被視為地帶性植被與植物多樣性地理格局的主導因子[25]。本研究中SR隨著MAP、AET和MI的增加顯著增加,隨著MAT,MDR,ART的增加顯著下降。新疆阿勒泰地區(qū)屬于干旱半干旱地區(qū),降水量相對較少[26-27],干旱半干旱地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展對水的依賴程度較高。人們?yōu)闈M足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求,改變了水資源的時空分布狀況,使得眾多河流末段的湖泊受到強烈影響[28-29], 這種現(xiàn)象可能引發(fā)阿勒泰地區(qū)的水分虧缺問題。MAT,MDR等能量因子的增加進一步加劇了水分的不足,導致SD的降低,SR與能量之間呈現(xiàn)出不相關或負相關關系[10]。本研究結果表明,新疆阿勒泰地區(qū)植物AGB隨著MI的增加顯著上升,隨著MAP和MAT的增加呈先上升后下降趨勢,隨著MDR的上升顯著下降,與王曉悅等[30]的研究一致。這可能是因為在干旱半干旱地區(qū),降水量的改變可以影響植物的生長狀況。MI和MAP的增加可以減緩土壤的水分限制,促進了植物的生長,植物AGB的積累增加[31]。同時,在植物的生理活動中,液態(tài)水至關重要,不僅是生物化學過程的關鍵溶劑,更是光合作用不可或缺的反應物。水分的充足與否直接關系到植物光合作用的強弱,進而影響植物生物量的積累[10]。另有研究表明,大量降水對沙質土壤具有顯著的淋溶效應,加劇了土壤養(yǎng)分的淋溶損失[32],從而對植物生物量的積累造成不利影響。
3.3 植物物種豐富度、地上生物量與土壤化學計量比的關系
SR的影響機制極為復雜多樣,目前關于土壤養(yǎng)分與草地植物群落SR之間關系的研究尚未達成一致結論。在不同的地理區(qū)域和研究尺度下,土壤化學計量對植物群落的影響呈現(xiàn)顯著差異。部分研究認為,在土壤養(yǎng)分的適中區(qū)域,群落SD往往達到高峰[33-34]。然而,也有研究結果表明植被特征與土壤因子之間并未表現(xiàn)出明顯的相關性[35]。本研究結果表明,阿勒泰地區(qū)草地群落的植物SR與C/N,C/P,N/P之間呈現(xiàn)出顯著的正相關關系,AGB僅與N/P顯著正相關,說明土壤中C/N,C/P,N/P是草地植物群落SR變化的重要驅動因子。新疆阿勒泰地區(qū)C/N,C/P的平均值分別為8.31和39.10,均低于全國平均水平(C/N比值為10~12,C/P比值為61),表明新疆阿勒泰地區(qū)土壤中氮磷的有效性較高,植被生長主要受碳限制[36]。阿勒泰地區(qū)是重要的牧區(qū),放牧家畜通過排泄、踐踏和啃食減少植物AGB等方式影響了土壤的化學計量特征,糞便中的養(yǎng)分經(jīng)過礦質淋溶和有機質分解后能夠釋放到土壤中[37-38],提升土壤中的有效氮含量[39]。然而,這一過程同時也伴隨著各種活性酶的輸入以及微生物活性的增強,短期內將加速土壤碳的分解過程,最終可能導致土壤碳的損失[40]。同時,牲畜的啃食也可能會導致草地植物群落AGB與土壤化學計量不呈現(xiàn)顯著的相關關系。本研究結果表明,該區(qū)植被生長主要受碳限制也可能與氣候因子有關,降水量的增多使得干旱半干旱地區(qū)土壤養(yǎng)分的有效性增加,生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力隨之增加。生產(chǎn)力的變化影響著土壤中植物殘體和根系等有機物質的輸入、積累和分解過程[41],進而影響土壤中的C,N元素含量[42];氣溫的升高會加劇土壤養(yǎng)分有效性的降低,導致水分更加不足,減少草地群落AGB的積累,使得干旱半干旱地區(qū)植物源碳輸入減少,對草原生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能產(chǎn)生不利影響。
4 結論
新疆阿勒泰地區(qū)草地植物物種組成較為豐富,禾本科、菊科、薔薇科為該區(qū)草地植物群落優(yōu)勢科。草地群落植物物種豐富度的分布格局受到水分因子和養(yǎng)分有效性的影響,表現(xiàn)出明顯的空間異質性,北部山區(qū)物種豐富度相對較高,而南部地區(qū)如溫性荒漠和溫性荒漠草原等區(qū)域則物種豐富度較低。緯度梯度變化對新疆阿勒泰地區(qū)年均降水量和氣溫日較差等水熱因子具有顯著影響,進而影響了該區(qū)域物種的地理分布模式,對草地植物物種豐富度和地上生物量有最大解釋率。此外,氣溫年較差、年平均溫度、年均降水量和經(jīng)度也對物種豐富度和地上生物量有不同程度的影響。新疆阿勒泰地區(qū)草地植物物種豐富度不受土壤養(yǎng)分單因子的影響,表明該地區(qū)物種豐富度可能更易受到多種養(yǎng)分因子協(xié)同作用的影響。本研究揭示了緯度和水熱因子對新疆阿勒泰地區(qū)草地物種豐富度及地上生物量的影響,未來的研究應進一步探討放牧強度對該地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的長期影響,以期為該地區(qū)草地的可持續(xù)發(fā)展制定更有效的保護和管理策略。
參考文獻
[1]"""""" 李祿軍,曾德慧. 物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的關系研究進展[J]. 生態(tài)學雜志,2008(11):2010-2017
[2]"""""" 董蘇君,馬松梅,張丹,等. 新疆豬毛菜屬植物多樣性地理分布格局及其環(huán)境解釋[J]. 生態(tài)學報,2023,43(19):8025-8034
[3]"""""" 周哲,郭垚鑫,易俊杰,等. 太白山攀援植物物種豐富度及其沿海拔梯度的分布格局[J]. 西北林學院學報, 2020,35(6):60-65,81
[4]"""""" SALUNKHE O,KHARE P K,KUMARI R,et al. A systematic review on the aboveground biomass and carbon stocks of Indian forest ecosystems[J]. Ecological Processes,2018,7(17):1-12
[5]"""""" 孫慶齡,李寶林,李飛,等. 三江源植被凈初級生產(chǎn)力估算研究進展[J]. 地理學報,2016,71(9):1596-1612
[6]"""""" LI L,WANG Z,ZERBE S,et al. Species richness patterns and water-energy dynamics in the drylands of northwest China[J]. Plos One,2013,8(6):e66450
[7]"""""" CHEN S B,JIANG G M,OUYANG Z Y,et al. Relative importance of water,energy,and heterogeneity in determining regional pteridophyte and seed plant richness in China[J]. Journal of Systematics and Evolution,2011,49(2):95-107
[8]"""""" LIANG J,DING Z,LIE G,et al. Species richness patterns of vascular plants and their drivers along an elevational gradient in the central Himalayas[J]. Global Ecology and Conservation,2020(24): e01279
[9]"""""" 王志恒,唐志堯,方精云. 物種多樣性地理格局的能量假說[J]. 生物多樣性,2009,17(6):613-624
[10]"""" 劉慶福,劉洋,孫小麗,等. 氣候假說對內蒙古草原群落物種多樣性格局的解釋[J]. 生物多樣性,2015,23(4):463-470
[11]"""" WANG Z,F(xiàn)ANG J,TANG Z,et al. Relative role of contemporary environment versus history in shaping diversity patterns of China's woody plants[J]. Ecography,2012,35(12):1124-1133
[12]"""" ELSER J J,STERNER R W,GOROKHOVA E,et al. Biological stoichiometry from genes to ecosystems[J]. Ecology Letters,2000,3(6):540-550
[13]"""" LI L,LIU B,GAO X,et al. Nitrogen and phosphorus addition differentially affect plant ecological stoichiometry in desert grassland[J]. Scientific Reports,2019,9:18673
[14]"""" 曾冬萍,蔣利玲,曾從盛,等. 生態(tài)化學計量學特征及其應用研究進展[J]. 生態(tài)學報,2013,33(18):5484-5492
[15]"""" 海旭瑩,董凌勃,汪曉珍,等. 黃土高原退耕還草地C、N、P生態(tài)化學計量特征對植物多樣性的影響[J]. 生態(tài)學報,2020,40(23):8570-8581
[16]"""" 王天樂,衛(wèi)智軍,劉文亭,等. 不同放牧強度下荒漠草原土壤養(yǎng)分和植被特征變化研究[J]. 草地學報,2017,25(4):711-716
[17]"""" 熊宇斐. 阿勒泰地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估初探[J]. 科技創(chuàng)新與應用,2018(33):58-61,64
[18]"""" ZOU J,LUO C,XU X,et al. Relationship of plant diversity with litter and soil available nitrogen in an alpine meadow under a 9-year grazing exclusion[J]. Ecological Research,2016,31(6):841-851
[19]"""" 楊磊,熊黑剛. 阿勒泰地區(qū)不同草地類型植被特征[J]. 水土保持研究,2018,25(6):152-159
[20]"""" 郭正剛,梁天剛,劉興元,等. 新疆阿勒泰地區(qū)草地類型及植物多樣性的研究[J]. 西北植物學報,2003(10): 1719-1724
[21]"""" RAVI S,BRESHEARS D D,HUXMAN T E,et al. Land degradation in drylands: Interactions among hydrologic-aeolian erosion and vegetation dynamics[J]. Geomorphology,2010,116(3-4):236-245
[22]"""" WANG T,ZHU Z. Study on sandy desertification in China[J]. Journal of Desert Research,2003,23(3):209-214
[23]"""" 方精云,王襄平,沈澤昊,等. 植物群落清查的主要內容、方法和技術規(guī)范[J]. 生物多樣性,2009,17(6):533-548
[24]"""" 代爽,王襄平,劉超,等. 內蒙古灌木群落物種豐富度與氣候的關系[J]. 北京大學學報(自然科學版),2013, 49(4):689-698
[25]"""" 王健銘,王文娟,李景文,等. 中國西北荒漠區(qū)植物物種豐富度分布格局及其環(huán)境解釋[J]. 生物多樣性,2017, 25(11):1192-1201
[26]"""" 梁犁麗,王芳,汪黨獻,等. 烏倫古湖最低生態(tài)水位及生態(tài)缺水量[J]. 水科學進展,2011,22(4):470-478
[27]"""" 黃豪奔,徐海量,林濤,等. 2001—2020年新疆阿勒泰地區(qū)歸一化植被指數(shù)時空變化特征及其對氣候變化的響應[J]. 生態(tài)學報,2022,42(7):2798-2809
[28]"""" 李宇安,譚蕪,姜逢清,等. 20世紀下半葉開都河與博斯騰湖的水文特征[J]. 冰川凍土,2003(2):215-218
[29]"""" 劉波,馬柱國,馮錦明. 1960—2004年新疆地區(qū)地表水熱過程的數(shù)值模擬研究Ⅰ.以觀測資料為基礎的陸面過程模型大氣驅動場的發(fā)展[J]. 中國沙漠,2012,32(2):491-502
[30]"""" 王曉悅,許藝馨,李春環(huán),等. 長期降水量變化下荒漠草原植物生物量、多樣性的變化及其影響因素[J]. 植物生態(tài)學報,2023,47(4):479-490
[31]"""" 邢彬彬,安慧,劉姝萱,等. 降水變化對荒漠草原植物群落生物量及其權衡關系的影響[J]. 草地學報,2023,31(10): 3103-3113
[32]"""" 王霖嬌,汪攀,盛茂銀. 西南喀斯特典型石漠化生態(tài)系統(tǒng)土壤養(yǎng)分生態(tài)化學計量特征及其影響因素[J]. 生態(tài)學報,2018,38(18):6580-6593
[33]"""" 寧志英,李玉霖,楊紅玲,等. 沙化草地土壤碳氮磷化學計量特征及其對植被生產(chǎn)力和多樣性的影響[J]. 生態(tài)學報,2019,39(10):3537-3546
[34]"""" 張建貴,王理德,姚拓,等. 東祁連山不同退化草地植物群落特征與土壤養(yǎng)分特性[J]. 水土保持學報,2019, 33(1):227-233
[35]"""" 劉忠寬,汪詩平,陳佐忠,等. 不同放牧強度草原休牧后土壤養(yǎng)分和植物群落變化特征[J]. 生態(tài)學報,2006 (6):2048-2056
[36]"""" 王紹強,于貴瑞. 生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷元素的生態(tài)化學計量學特征[J]. 生態(tài)學報,2008(8):3937-3947
[37]"""" AARONS S R,O'CONNOR C R,HOSSEINI H M,et al. Dung pads increase pasture production,soil nutrients and microbial biomass carbon in grazed dairy systems[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems,2009,84(1):81-92
[38]"""" WACHENDORF C,LAMPE C,TAUBE F,et al. Nitrous oxide emissions and dynamics of soil nitrogen under 15N-labeled cow urine and dung patches on a sandy grassland soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Soil Science,2008,171(2):171-180
[39]"""" 杜子銀,蔡延江,王小丹,等. 放牧牲畜糞便降解及其對草地土壤養(yǎng)分動態(tài)的影響研究進展[J]. 生態(tài)學報, 2019,39(13):4627-4637
[40]"""" MA X,AMBUS P,WANG S,et al. Priming of soil carbon decomposition in two Inner Mongolia grassland soils following sheep dung addition:a study using 13C natural abundance approach[J]. Plos One,2013,8(11):e78578
[41]"""" YANG Z,COLLINS S L,BIXBY R J,et al. A meta-analysis of primary productivity and rain use efficiency in terrestrial grassland ecosystems[J]. Land Degradation amp; Development,2021,32(2):842-850
[42]"""" 楊永,衛(wèi)偉,王琳,等. 中國旱區(qū)樣帶尺度植物多樣性和生產(chǎn)力與環(huán)境因子的關系[J]. 生態(tài)學報,2023,43(4):1563-1571
(責任編輯" 付宸)