高寒草甸植物优势种在群落构建中的作用:以施肥响应为例
批准号:
32101267
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张鹏飞
依托单位:
学科分类:
群落生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏飞
中文摘要
局域尺度上物种如何共存是群落生态学研究的核心论题。最新研究预测群落内处于不同地位的物种可能受不同作用的调控。但是由于量化指标的短缺等技术难题,我们依然不清楚确定性和随机作用如何交互影响群落内不同地位的物种及生物多样性的变化。基于申请者近期提出的量化物种综合竞争能力的指标—空间资源利用量(SRU),本项目拟在青藏高原高寒草甸长期施肥实验中,通过控制优势种的SRU(如对照(减少0%)、部分移除(减少50%)、全部移除(减少100%)),检验:1)施肥介导的环境筛选作用对优势种的影响是否更加明显;2)其他常见种的相对多度(适合度)是否主要取决于优势种对光和土壤营养等资源的利用;3) 稀有种的丧失是否取决于随机漂变影响而非环境筛选或种间作用。通过对上述问题的探究,本项目拟阐明确定性作用和随机性作用如何协同调控群落生物多样性的维持和变化,该研究将对高寒草甸植被恢复和可持续发展具有理论指导意义。
英文摘要
Understanding how species coexist at a local scale is the core topic in community ecology. Recent studies predict that different species in a community may be regulated by different processes. However, due to technical problems such as the lack of quantitative indicators, it is still unclear how deterministic and random effects regulate diversity dynamics in real communities. Based on the comprehensive indicator of quantifying species resource utilization ability proposed by applicant (Space Resource Utilization; SRU), we conduct an experiment to artificially control the SRU of the dominant species (e.g., control (0% reduction), partial removal (50% reduction), and total removal (100% reduction)) on the basis of a long-term fertilization experiment in Tibetan alpine meadows. We aim to test: (1) whether fertilization mediated abiotic environmental filtering has a more significant effect on dominant species; (2) whether the relative abundance (fitness) of other common species mainly depends on the utilization of light and soil nutrients by the dominant species; (3) Whether the loss of rare species is due to random drift rather than environmental filtering or interspecific interactions. Through the exploration of the above issues, this project aims to clarify how deterministic and stochastic effects co-regulate the maintenance and change of community biodiversity. This study will have theoretical guiding significance for the vegetation restoration and sustainable development of alpine meadow on the Qinghai-Tibet Plateau.
本项目聚焦高寒草甸生态系统,研究优势物种在群落构建和植物多样性动态中的核心作用。以青藏高原东部长期氮添加实验平台为依托,创新性提出“空间资源利用量(Space Resource Utilization,SRU)”这一综合指标,用于量化优势物种对资源的竞争能力和对群落生物多样性的驱动效应。本项目通过控制优势物种SRU,系统探讨了营养富集条件下优势物种对非优势物种(常见物种和稀有物种)的直接作用及间接影响,阐明了确定性作用(如环境筛选、种间竞争)与随机作用(如随机漂变、扩散限制)在群落构建中的协同机制。.研究发现:优势物种的SRU显著影响群落α多样性和功能多样性,并通过调节资源分配改变群落的种间互动模式;非优势物种在不同氮添加梯度下表现出对SRU变化的差异性响应,稀有物种对随机漂变的敏感性显著高于常见物种。此外,提出的SRU指标通过整合物种丰度和功能性状,能够显著提高植物多样性动态的预测精度。关键数据表明,当优势物种SRU减少时,群落生物多样性呈现显著提升,验证了优化资源配置对维持生态系统多样性的潜力。.本项目的成果揭示了优势物种在生态系统功能中的主导作用,深化了群落构建机制的理解,为高寒草甸生态系统的保护与可持续管理提供了科学依据。同时,相关研究成果以“Space resource utilization of dominant species integrates abundance‐ and functional‐based processes for better predictions of plant diversity dynamics”和“Unraveling fertilization effects on the dynamics of arbuscular mycorrhizal fungal community in the Qinghai-Tibet Alpine Meadow”为题,发表于国际生态学领域权威期刊,为全球草地生态学研究提供了新视角。
国内基金
海外基金