黄河源区一个流域单元内，三种草地生境中植物群落和土壤特性对地形的响应

《Grassland Science》：Response of plant communities and soil characteristics to topography in three meadow habitats in a basin unit of the Yellow River source zone

本研究分析黄河源区流域单元三个生境中植物群落与土壤特性随地形变化的关系，采用相关性分析、冗余分析及结构方程模型。结果表明：高山草甸的物种多样性及土壤水分、有机碳含量显著高于阳坡；植物地上部氢含量、地下部碳氮比及土壤氮磷比、硝态氮含量和NAG酶活性是群落特征的主要驱动因素，对多样性的贡献率达70%-91.3%。地形变化通过养分循环和 stoichiometry 调控影响生态过程。

　　

摘要

本研究旨在探讨植物群落和土壤特征在黄河源区三个生境中如何响应地形变化。基于对典型高山草甸中植物群落物种及土壤因素的实地调查数据，我们通过相关性分析、冗余分析（RDA）和结构方程模型建立了植物群落、土壤特征与典型地形生境之间的关系。研究结果表明：(1) 高山草甸植物群的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在沼泽生境中最高，分别比阳光充足的生境高出44.97%和48.34%（P < 0.05）；(2) 不同生境中的土壤含水量（SWC）和有机碳（SOC）含量在沼泽生境中也最高，分别为87.05%和155.31克/千克，显著高于阳光充足的生境（P < 0.05）；(3) 植物群落特征与其化学计量比、土壤物理化学性质以及土壤酶活性之间存在大量显著相关性（P < 0.05）。冗余分析显示，植物地上部分的氢（H）含量、植物地下部分的碳氮比（C/N）、土壤的氮磷比（N/P）、土壤中的硝酸盐氮（NH₄⁺-N）含量以及N-乙酰-葡萄糖胺酶（NAG）活性对植物群落特征的影响最大，其贡献率分别为70.0%、51.4%、79.4%、72.2%和91.3%，均达到显著水平（P < 0.05）。土壤养分通过影响地上和地下植物的养分组成及化学计量比来影响植物多样性和生产力。研究表明，地形位置的变化会导致植物群落特征及土壤物理化学性质的差异，并对细胞外酶活性和生态化学计量比的变化产生重要影响。