增温、施氮对青藏高原高寒草甸植物群落物种周转的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

作为生态学研究的重要内容，植物群落物种组成变化，特别是在时空尺度上的变化即物种周转的研究备受关注。由于不同环境因子之间的复杂关系及其与植物群落间的耦合作用，环境因子的改变会引起物种多样性和群落物种组成的变化，从而影响生态系统的功能^[1]。受人类活动影响的全球变化对自然生态系统过程和功能造成严重威胁^[2,3],而全球变化是如何影响植物群落物种组成的变化过程从而对生态系统功能产生影响，仍待生态学学者进行进一步探究。

本实验的研究对象为青藏高原高寒草甸植物群落。青藏高原地区由于地形、气候、水热条件等多种因素影响，具有极高物种多样性，其主要植被类型为草地生态系统，其中高寒草甸生态系统十分脆弱，对环境变化感知灵敏，并对这些变化的响应具有超前性, 所以该地区是全球变化的敏感区域和生物多样性的重点保护区。在全球变化背景下研究植物群落物种周转在时空尺度上的响应，将有助于了解自然生态系统全球气候变化的响应规律, 有利于更加深入地理解群落的构建机制并制定更加完善的生物多样性保护策略。

物种周转分为时间尺度和空间尺度上的周转。物种组成在空间尺度上的变化主要由两种生态过程决定：物种替换和物种丧失或增加^[4]。物种替换表示不同群落间的物种替换,在空间和环境梯度下，环境过滤、竞争和地理隔离等机制会对物种周转过程产生影响，使得不同物种在其适宜地区出现^[5,6,7]；而物种的丧失或增加则可能受生态位的多样性以及导致嵌套格局的生态过程等机制导致^[7]，其中嵌套格局则表现为一个群落是另一个高丰富度群落非随机物种丢失的结果^[8],可以解释为选择性迁入、选择性灭绝和生境嵌套等^[9]。相较于空间维度的研究，物种周转在时间尺度的研究进展缓慢。

2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标

1)了解氮添加、增温对青藏高原高寒草甸植物群落物种多样性的影响

2) 探究氮添加、增温对植物群落物种组成的时间周转过程的影响

3. 研究的方法与方案

1、研究方法

1)随机区组设计

通过完全随机区组实验设计，模拟增温和氮添加及其交互，测量随机区组实验样地在不同年际间和不同样地间的物种周转率，并观测其变化趋势。测量的指标为样地中每个物种的盖度、平均株高和多度。

4. 研究创新点

本实验以青藏高原高寒草甸群落为对象，对于在全球变化的背景下，认识青藏高原高寒草甸植物群落物种周转过程和物种组成变化趋势具有重要的生态学意义。

试验从时间和空间两个尺度分别探讨了全球变化对植物群落周转过程的影响，通过模拟全球变化因子，观测这些环境变化对植物群落物种周转过程的影响，包括物种替换、物种迁入和迁出以及群落演替等过程，并分析导致物种周转过程变化的原因。

这将有利于了解在全球变化的情况下，未来青藏高原植物群落结构组成动态变化和物种多样性的变化趋势。

5. 研究计划与进展

2015.04-2015.05 设置实验，初次调查植物群落结构

2019.08 调查处理5年后的植物群落结构

2019.12-2020.01 整理相关数据，查阅相关文献，确立课题