藏东南高原湿地类型多样,是相同海拔区域物种多样性最高的生境类型,但有关高原湿地植物群落类型、结构和物种多样性的研究目前还存在很多空白。放牧和全球变暖是高原湿地最严重的威胁因素,湿地面积逐渐萎缩,如何降低湿地植物面临的各种威胁是需要迫切解决的科学问题。本项目以藏东南高原湿地为研究对象,通过样地和线路调查,查清藏东南分布的高原湿地植物群落类型、结构和植物区系组成。根据湿地植物Alpha和Beta多样性空间分布格局,对该区域植物区系地理进行定量划分,确定植物多样性保护的关键区域。分析植物多样性与气候环境因子之间的关系,并结合湿地植物群落种-面积关系,预测全球变暖和青藏高原的干旱化对湿地植物多样性的影响。在退化草地设置对照样地,与湿地植物群落比较植物繁殖对策和形态结构的差异,分析湿地植物种子雨在退化草地植物种群更新和植物多样性维持中的作用。发表论文3-5篇,并出版高原湿地植物生态地理分布专著。
Alpine meadow;Species diversity;Floristic division;Degeneration of habitat;Soil seed bank and seed rain
青藏高原高寒草甸是典型湿地,为湿生生境,受放牧和生境干旱化的影响,大部分高寒草甸退化形成高山草原,为旱生生境。本项目主要研究物种多样性及空间分布格局,植物区系地理划分,植物对生境变化的响应,土壤种子库和群落种子雨。共选择14个样地,设置112个样方,分湿生和旱生两种类生境类型。(1)α多样性与纬度梯度之间的关系不显著,而且湿生和旱生生境中α多样性沿纬度梯度的变化趋势不同。多尺度测度的β多样性均随纬度增加而增加,但与纬度梯度的相关性不同,说明粒度对β多样性的纬度梯度格局有直接影响。湿生生境有更高的α和β多样性,而且湿生与旱生生之间的物种组成差异大,因此湿地的丧失将导致很多物种的消失。(2)将青藏高原植物区系定量划分为2个植物亚区、4个地区和12个亚地区,并确定3个物种特有性中心。属级数据在植物区系高级单元的划分中起到最好的作用,特有种在低级单元的划分中起到最好的作用,高山物种是山区植物区系地理单元划分的重要类群。基于植物区系地理单元确定的物种特有性中心便于确定和界定,而且特有性中心的尺度与使用的类群等级密切相关。(3)高寒草甸优势种高山嵩草(Kobresia pygmaea)和矮生嵩草(K. humilis)对生境干旱化的响应不同,高山嵩草的分株数量、茎基直径、根系数量、根系长度与生境干旱化程度密切相关,而矮生嵩草分株数量和根系数量与生境干旱化程度相关不显著。矮生嵩草未能通过增加分株能力和根系数量适应干旱胁迫,其分布受到干旱的抑制,分布范围较高山嵩草窄。(4)矮生嵩草、线叶嵩草(K .capillifolia)和大花嵩草(K.macrantha)的气孔分布大多排列整齐有序,形成气孔带,且气孔只分布于远轴面。气孔密度沿海拔梯度呈单峰曲线格局,峰值出现在4400-4600 m,是嵩草海拔分布范围的中段。气孔长度在此海拔段最低,气孔宽度随海拔增加而下降,气孔长宽比值随海拔增加而增加。全球变暖将使嵩草的最适分布区沿海拔梯度上移,将减少牧草面积与产量。(5)土壤种子库种子数量和群落种子雨产量极低,而且莎草科和禾本科种子所占比例偏低,植物群落更新与恢复将受到限制。土壤下层完全没有存活的种子,种子保存周期短,群落植物种子更新的难度更大。湿生生境更有利于种子在土壤中的保存,对植物群落的更新有更大的贡献。轮牧或围栏将有利于增加群落种子的产量和土壤种子的储备,有利于群落的更新。