我國北方三種類型溫帶草原植物繁殖物候對夜間增溫和改變降雨的響應.pdf

1、自工業(yè)革命以來，人類活動的不斷加劇使大氣中溫室氣體濃度急劇上升，引起全球氣候變暖，并且變暖幅度在夜間大于白天。氣候變暖伴隨著全球和區(qū)域范圍內的降雨格局變化。植物物候(包括營養(yǎng)物候和繁殖物候)作為氣候變化的指示因子之一，對氣候變化有著較為敏感的響應。以往的大多數研究表明，氣候變暖和降雨格局變化可以通過改變陸地植物的營養(yǎng)物候和繁殖物候，進而推測植物物候的改變將導致群落結構和生態(tài)系統(tǒng)功能(如，總生態(tài)系統(tǒng)初級生產力)的變化。然而關于氣候變暖和降

2、雨格局變化如何通過改變植物繁殖物候影響植物群落結構和生態(tài)系統(tǒng)功能，目前還不清楚。此外，過去關于植物物候對氣候變化的響應性研究大多集中在單一草原類型或者研究站點上，其結果在尺度上推和外延過程中遇到一定的困難和挑戰(zhàn)。因此，本文利用2013年在我國北方溫帶草原建立的大型土塊(沿自然降雨梯度上的三種類型溫帶草原：荒漠草原、典型草原和草甸草原)移植實驗平臺，探究了夜間增溫和改變降雨對三種類型溫帶草原植物繁殖物候及其與群落穩(wěn)定性之間關系的影響。

3、r>　　本研究主要內容包括：⑴荒漠草原和草甸草原植物的開花時間在夜間增溫處理下沒有發(fā)生變化，而典型草原植物的開花時間卻提前了3.7天。減雨分別推遲了荒漠草原、典型草原和草甸草原植物的開花時間4.6、3.5和2.0天；增雨對荒漠草原和典型草原植物的開花時間沒有影響，卻使草甸草原植物的開花時間提前了2.6天。⑵夜間增溫使典型草原植物的結實時間提前了3.2天，而使草甸草原植物的結實時間推遲了1.4天。減雨分別使荒漠草原和草甸草原植物結實時間推

4、遲了5.0天和2.3天，而對典型草原植物的結實時間沒有影響；增雨對荒漠草原和典型草原植物的結實時間沒有影響，然而使草甸草原植物的結實時間提前了1.9天。⑶荒漠草原植物繁殖持續(xù)期在夜間增溫處理下延長了2.5天，而典型草原和草甸草原的繁殖期在夜間增溫處理下沒有發(fā)生變化。減雨分別縮短了荒漠草原、典型草原和草甸草原植物的繁殖持續(xù)期3.9天、4.5天和2.1天。增雨對荒漠草原和典型草原植物的繁殖持續(xù)期沒有影響，而延長了草甸草原植物的繁殖持續(xù)期2.

5、7天。⑷繁殖持續(xù)期的變化引起了物種間繁殖重疊度的變化。夜間增溫增加了荒漠草原植物的種間繁殖重疊度1.8天，而對典型草原和草甸草原植物的種間繁殖重疊度沒有影響。減雨降低了草甸草原植物的種間繁殖重疊度2.1天，而對荒漠和典型草原植物的種間繁殖重疊度沒有影響；增雨分別使典型草原和草甸草原植物的種間繁殖重疊度提高了6.1天和4.0天，而對荒漠草原植物的種間繁殖重疊度沒有影響。⑸典型草原和草甸草原植物群落穩(wěn)定性與其植物種間繁殖重疊度存在正相關關系

6、。即典型草原和草甸草原群落穩(wěn)定性隨著其植物種間繁殖重疊度的加大而提高。然而，荒漠草原植物群落穩(wěn)定性與其植物種間繁殖重疊度沒有相關關系。⑹群落中植物繁殖重疊度的加大或者縮小，可能會引起植物間正相互作用的增加或者減小，從而影響物種間的共存，進而提高或者降低其群落穩(wěn)定性。減雨通過降低草甸草原的植物種間繁殖重疊度,可能減小了植物間的正相互作用，同時增加了物種間對減雨帶來的“風險”的分攤，不利于物種的共存，從而降低其群落穩(wěn)定性。通過增加典型草原和