收割和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充情況下與多樣性相關(guān)的穩(wěn)定性：證據(jù)來(lái)源于7年草地實(shí)驗(yàn)

Diversity-dependentstabilityundermowingandnutrientaddition:evidencefroma7-year

grasslandexperiment

HaijunYang,LinJiang

EcologyLetters,(2012)15目錄·摘要·前言·材料、方法·結(jié)果·討論·摘要1.收割活動(dòng)能增加種群和群落穩(wěn)定性,而營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充有相反的效果。2.生態(tài)穩(wěn)定性與物種豐富度、功能群和群落表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。3.處理沒有改變多樣性-穩(wěn)定性正相關(guān)關(guān)系，這與物種豐富度對(duì)物種組成、物種異步性（speciesasynchrony）及組合效應(yīng)的穩(wěn)定作用有關(guān)。·前言理論模型表明增加多樣性可以通過組合效應(yīng)（portfolioeffect）,超產(chǎn)效應(yīng)和協(xié)方差效應(yīng)（covarianceeffect）

提高穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)研究也發(fā)現(xiàn),在某些情況下,增加物種豐富度可以使個(gè)別種群的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡,反過來(lái)又有助于增加群落水平上的穩(wěn)定性。其他研究，發(fā)現(xiàn)物種豐富度和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的負(fù)相關(guān)。前言人為干擾：全球營(yíng)養(yǎng)富集明顯改變了許多自然群落的構(gòu)成和多樣性，這可能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性的變化。

生物量收獲也常見于世界各地的自然和生態(tài)系統(tǒng)管理中。（例如,草地干草收獲）

思路

生物多樣性和生態(tài)穩(wěn)定性之間的關(guān)系是生態(tài)學(xué)中一個(gè)長(zhǎng)期存在的問題；人類活動(dòng)（營(yíng)養(yǎng)富集、收割活動(dòng)）引起的環(huán)境變化是如何影響多樣性的仍然了解甚少；闡明生物量收獲,營(yíng)養(yǎng)物富集,其可能的交互作用對(duì)多樣性,穩(wěn)定性和多樣性穩(wěn)定的作用關(guān)系將有助于保護(hù),生態(tài)系統(tǒng)在全球變化的情況下的生物多樣性、功能性和穩(wěn)定性。本研究利用植被數(shù)據(jù)研究營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充和收割對(duì)草地多樣性、穩(wěn)定性,以及它們之間關(guān)系的影響。前言研究目的：作為綜合研究項(xiàng)目的一部分(在多倫,內(nèi)蒙古,中國(guó)進(jìn)行的全球變化多因素實(shí)驗(yàn))，

中國(guó)北方溫帶7年(2005-2011)草地實(shí)驗(yàn)，利用植被數(shù)據(jù)研究營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充和收割對(duì)草地多樣性、穩(wěn)定性,以及它們之間關(guān)系的影響。前言研究所要驗(yàn)證的假設(shè)收割將增加物種豐富度，營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充將減少物種豐富度；群落穩(wěn)定性將會(huì)隨著物種豐富度的增加(減少)而增加(減少)，以此作為對(duì)收割（營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充)的響應(yīng)；群落穩(wěn)定性將會(huì)隨著物種豐富度的減少而減少，以此作為對(duì)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充的響應(yīng)；在收割和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充的情況下,群落穩(wěn)定性仍與多樣性呈正相關(guān)。

·試驗(yàn)材料與方法

·樣地與處理：8塊主要樣地，32塊次要樣地。對(duì)照、收割被隨機(jī)分配給樣地,產(chǎn)生四個(gè)對(duì)照樣地和四個(gè)收割樣地。四個(gè)次要樣地中一個(gè)樣地被隨機(jī)分配到四個(gè)營(yíng)養(yǎng)處理之一,包括對(duì)照（C）、氮添加（N）、磷增加（P）、加N和P（NP）。ＣNPＮP·植被檢測(cè)從2005年到2011年，每年在永久樣方上測(cè)量植被蓋度（coverage）估計(jì)所有網(wǎng)格中每個(gè)物種蓋度,并總結(jié)覆蓋在每個(gè)樣方上生物物種蓋度。將植物分類記錄為分為三個(gè)功能群:禾草grass(GR)、豆科牧草(LE)和非豆科牧草(NF)。

數(shù)據(jù)分析通過計(jì)算每個(gè)樣方中群落變化的情況（物種損失率Lp,獲得率Gp和周轉(zhuǎn)率Tp）和群落物種豐富度的時(shí)間穩(wěn)定性，評(píng)估群落的成分穩(wěn)定性。物種豐富度的標(biāo)準(zhǔn)偏差/植被蓋度平均值（變異系數(shù)CV)

—衡量群落時(shí)間穩(wěn)定性。裂區(qū)方差分析（Asplit-plotrepeatedmeasuresANOVA）被用來(lái)檢測(cè)處理對(duì)物種豐富度的影響。組建一系列回歸模型，研究多樣性、穩(wěn)定性關(guān)系的潛在機(jī)制?！そY(jié)果·群落和功能群的物種豐富度

收割活動(dòng)，增加了群落物種豐富度。Ｎ，P補(bǔ)充降低了物種豐富度?！の锓N豐富度和處理對(duì)群落組分和功能穩(wěn)定性的影響

收割不影響群落物種豐富度的CV。收割降低了群落變化率,但營(yíng)養(yǎng)添加有相反的效果。磷添加增加了LE蓋度的CV?！と郝浞€(wěn)定性關(guān)系和可能的機(jī)制

植被CVs與群落或功能組各自的物種豐富度都呈負(fù)相關(guān)。P補(bǔ)充和物種豐富度對(duì)物種周轉(zhuǎn)率和種群CV覆蓋率有顯著交互影響。時(shí)間變異性與它的群落覆蓋率z=1.73表明統(tǒng)計(jì)均值支持的高多樣性的群落擁有較高穩(wěn)定性?！と郝浞€(wěn)定性關(guān)系和可能的機(jī)制

·討論

·處理對(duì)物種豐富度的影響收割處理傾向于增加群落的物種豐富度營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充減少物種豐富度與最近的一項(xiàng)研究的綜合分析相似：食草(本研究：收割)會(huì)增加物種豐富度，而施肥傾向于減少陸地生態(tài)系統(tǒng)豐富度。處理對(duì)組分和功能團(tuán)穩(wěn)定的影響收割處理（增加豐富度）增強(qiáng)組分穩(wěn)定性養(yǎng)分添加（降低豐富度）降低組分穩(wěn)定性和植被覆蓋穩(wěn)定性。物種豐富度和群落物種豐富度的變異系數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

與群落成分穩(wěn)定性變化一致,實(shí)驗(yàn)處理也顯著改變了群落植被覆蓋率的功能穩(wěn)定性。

營(yíng)養(yǎng)富集導(dǎo)致植被覆蓋穩(wěn)定性下降,符合營(yíng)養(yǎng)富集的對(duì)種群和群落動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。群落穩(wěn)定性關(guān)系以及潛在機(jī)制種群穩(wěn)定和物種豐富度之間存在正相關(guān)關(guān)系。多樣性不一定是自然群落保持穩(wěn)定性的主要因素,兩者之間的正相關(guān)關(guān)系可能出現(xiàn)在對(duì)其他環(huán)境變量的變化有相似的響應(yīng)的情況下。收割和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充,在很大程度上,并沒有改變多樣性與穩(wěn)定性的正相關(guān)關(guān)系。

·三種穩(wěn)定機(jī)制

組合效應(yīng)：組合效應(yīng)可能在多樣性群落導(dǎo)致了更大的穩(wěn)定性中有一定