整合生态位与中性理论基础上的植物群落物种多样性形成机制研究

本项目以青藏高原高寒草甸为研究对象，在α多样性和β多样性两个水平上，探讨植物群落物种多样性形成即群落构建的机制。针对生态位理论和中性理论对群落构建机制的不同阐释，在局域群落中，辨析确认是群落组分种随机的生灭、迁移过程，还是由竞争捕食等种间关系制约的生态位分化在群落物种多样性形成中起主导作用。其研究途径主要是：进行去除、添加试验，N、P施肥试验,放牧、刈割试验及空间斑块植被动态的定点观测，将群落组分种的生态位差异、竞争等种间相互作用与种群数量随机波动相结合，解释群落α多样性形成机制。在集合群落水平上，分析判定群落组分种由其基础生态位决定的对生境异质性在生理生态和种群水平上的响应和扩散限制各自对β多样性的贡献。通过研究，以期在整合生态位和中性理论的基础上建立统一的群落构建理论框架，在国际生态学界关于群落构建机制的论争中提出自己的见解，并为退化植被恢复和生物多样性保护的生态工程提供理论依据。

针对关于群落构建机制的生态位过程和中性过程的论争，以青藏高原高寒草甸为对象，应用野外实验和建模模拟相结合的方法，在α多样性和β多样性两个水平上，探讨了植物群落物种多样性形成与维持的机理。研究所得主要结论有如下几点：1）资源添加试验的结果修正了“限制性资源数决定共存物种数”的观点，并表明群落组分种并不是生态上等价的,由此否证了中性理论的基本假定。 2）阳坡-阴坡生境梯度上群落组成变化及其驱动因子的分析结果显示，生境筛和物种的扩散限制共同决定了群落的α多样性和β多样性。3）叠加于撂荒演替系列之上的鼢鼠土丘植被,其演替过程渐进趋同的结果表明，在局域群落和扰动斑块的两个尺度上，是种间竞争、生境筛等确定性的因子决定了植被演替过程的终局。4）以基于个体的空间显式模型分析扩散迁移过程和物种生态位与群落重复性之间关系而得的结果证明了群落构建过程的二重性（生态位与中性过程）。总之,本项目的研究结果从一个新的视角阐释了植物群落的构建机理,即由基础生态位决定的生境筛、竞争等种间相互作用及随机的出生死亡和扩散迁移过程共同决定了群落物种多样性的形成与维持。