正常环境条件下群落或生态系统内物种冗余的程度,与异常气候条件下可能有所不同,而且还可能会随着干扰强度的增加呈现出某种规律性的变化,即物种冗余可能是个"相对的"概念。本项研究,以华南地区草本物种构建人工群落,通过对草地群落施加持续的人工干旱胁迫,研究物种冗余程度随干旱处理时间的变化。研究内容将着重于在正常水分条件和不同干旱处理时间下草地植物群落的生产力、对土壤N源的利用和保持能力与物种多样性的关系,群落生物量随干旱处理时间的延长所表现出的抵抗力差异,以及干旱处理结束后,草地群落在生产力、对土壤养分的利用和保持能力等功能指标上的恢复力与物种多样性的关系。期望通过本项研究,为全面理解物种冗余的概念、准确评价生物多样性的生态价值,提供一条新的途径和方法。
前人的工作认为,植物群落对干旱的抵抗力与物种多样性有关,但野外实验结果互相矛盾,难以统一。我们在广东黑石顶自然保护区建立了一个总面积约6000平方米的实验草地,并施加人工干旱处理,以探讨物种多样性与群落生产力、抵抗力之间的关系。研究结果表明,无论是在正常水分环境,还是在干旱处理条件下,物种多样性与群落生产力都不具相关性。物种多样性与群落对干旱的抵抗力之间既有正相关关系和负相关关系,也会表现出无相关的关系。但是,我们发现植物群落对干旱的抵抗力与地上生物量之间始终表现出显著的负相关关系,即生物量高的群落受干旱作用的影响更大。进一步的研究还表明,抵抗力是地上生物量的非线性减函数。结合Tilman等人的研究结果,我们认为,无论物种多样性与群落生产力之间表现为何种形式的关系,在干旱胁迫条件下,高生产力群落生物量下降的幅度都显著大于低生产力群落生物量下降幅度,地上生物量是影响植物群落对干旱抵抗力的主要因素。因此,我们统一了Tilman等有关物种多样性与干旱抵抗力关系上不一致的结果。