冰川退缩迹地植被原生演替过程中植物功能属性及C:N:P化学计量学研究

冰川退缩形成的裸地为原生演替研究提供了理想的天然试验场。本项目拟以贡嘎山海螺沟冰川和燕子沟冰川退缩形成的植被原生演替序列为研究对象，利用生态化学计量学的方法，研究各演替阶段植物功能属性及C:N:P化学计量特征，对比分析在不同演替阶段，植物个体和群落水平的生态化学计量特征及其生活型的影响，辨识群落动态更替过程中生物驱动因素与非生物阻力之间的消长关系，进而判断土壤非生物因素和物种相互作用的生物因素对原生演替进程贡献的大小。本研究对认识生态系统如何响应未来气候变化具有重要意义，并为在极端环境下生态化学计量学的研究提供基础数据。同时为退化生态系统恢复、重建以及区域森林生态系统的管理提供理论依据和科学指导。

本项目以贡嘎山海螺沟冰川退缩形成的植被原生演替序列为研究对象，利用化学计量学的方法，对比分析不同演替阶段上植物个体、群落水平生态化学计量特征，以及生态系统不同组分之间对生态系统碳贡献速率。通过本项目的研究揭示了物种相互替代的顺序演替是可以在高海拔寒冷地区实现的；阐明了该区域植物群落主要受N限制, 但是土壤中磷含量能显著调节各阶段群落中植物的生长；明确了地上植被是落叶阔叶林生态系统的主要碳库来源。尤其是开展了同一植被类型下不同年龄序列上碳氮动态和计量关系研究，阐明了地上植被、森林地表物和矿质土壤随着演替的进行积累碳和氮；地上植被碳库对生态系统碳库的相对贡献率随着演替的进行而增加，然而矿质土壤的贡献率却逐渐降低；随着演替的进行，地上植被中的碳和氮等速比例变化，地上植被中碳：氮保持不变，矿质土壤中却降低，预示着更多的氮积累于矿质土壤中。进一步揭示了随着植被年龄的增长，增加的碳储存是伴随着氮积累的，并且地上植被是主要的生态系统碳库。当然，也需要考虑一部分碳从地下流失进入土壤。本项目的研究结果对未来气候变化下，我国山区森林生态系统的碳库估算具有重要的现实和理论意义；为西南山地退化生态系统恢复、重建以及该区域森林生态系统的管理提供理论依据和科学指导。