内蒙古草原功能多样性与生态系统多功能性关系研究

The relationship between functional diversity and ecosystem function has been one of the important research problems in ecology. This study was carried out in the Inner Mongolia temperate grassland. Combined with vegetation survey, laboratory experiment and spatial modeling of climatic factors, plant functional traits, several ecosystem functions and climatic factors were acquired. This study could clarify the relationship between different plant functional traits, and the response of plant functional traits to climatic factors. It was also helpful to reveal the relationships and maintain mechanism between species diversity, functional diversity and single ecosystem function. Furthermore, based on the understanding of trade-off and synergy relationship between different ecosystem functions, it could explore the relationships and maintain mechanism between functional diversity and ecosystem multifunctionality. The study is expected to enrich the theory study of biodiversity – ecosystem function relationship. It also provided scientific support for guidance of degraded grassland restoration and biodiversity conservation.

功能多样性与生态系统功能关系的研究是近年来生态学研究的热点问题之一。本研究以内蒙古中温性草原为研究对象，结合区域植被调查、室内实验与气候因子空间模拟获得各样地植物功能性状、多个生态系统功能与气候因子指标，从而阐明植物功能性状间相互关系以及不同植物功能性状对气候因子响应；揭示物种多样性、功能多样性与单一生态系统功能关系及维持机制；并进一步在明确生态系统各功能间权衡与协同关系的基础上，探究功能多样性与生态系统多功能性间关系及维持机制。在丰富多样性与生态系统功能关系理论研究的同时，为指导我国退化草地恢复和生物多样性保育提供科学依据。

生物多样性与生态系统功能关系是生态学研究的热点问题之一。本研究以内蒙古草原为例，研究了植物功能性状间的关系、植物功能性状对气候的适应、多样性与生态系统单一功能及多功能的相互关系及维持机制。主要研究结论如下：. （1）内蒙古草原植物功能性状间关系主要分为权衡和协同，其中权衡为主，且群落尺度功能性状的权衡关系强于物种尺度。. （2）植物功能性状的变异受到系统发育和气候因素的共同影响，其中比叶面积、叶片碳氮比、叶片氮含量显著受到干燥度的影响。. （3）植物4种叶片调整途径来适应干旱：调整叶片碳氮比、调整叶片比叶面积、调整叶片氮含量、同时调整叶片比叶面积和氮含量；随着干旱程度的增加，植物通过增加水分利用效率，降低氮素利用效率的权衡策略来适应干旱。. （4）内蒙古草原的群落生产力与物种多样性、功能多样性和功能优势度均呈现显著正相关；相较于气候和土壤因素，多样性对生产力的解释率最高；且功能优势度与生产力的关系最为密切，支持选择效应。. （5）α和β尺度上，物种多样性、功能多样性、系统发育多样性与生态系统多功能性均呈现显著正相关。生态系统多功能性主要受到α和β尺度多样性共同作用的影响；相比物种和系统发育多样性，功能多样性对于生态系统的多功能性更为重要。. （6）物种多样性对于生态系统多功能性没有直接影响，其主要是通过影响功能多样性进而对生态系统多功能性产生间接的影响；气候-多样性-生态系统多功能性之间存在着显著的串联作用。