毛乌素沙地南缘柠条固沙林演替过程中林下草本植物多样性与群落稳定性动态变化及其驱动因素

　　 摘要:

植物多样性对维持生态系统功能稳定性具有重要生态意义，特别是在脆弱生态系统中。了解植被演替过程中林下草本植物多样性与稳定性之间的动态关系及其环境驱动因素对于有效的生态系统管理至关重要。以毛乌素沙地南缘不同演替阶段的柠条（Caragana korshinskii）固沙林为研究对象，通过采用野外调查和室内分析相结合的方法，系统探讨柠条林演替过程中林下草本群落多样性与稳定性的动态关系及其环境调控机制。研究结果表明：随着演替的进行（4a—44a），（1）草本群落盖度和株高显著增加（P<0.05），物种丰富度提升至1.57倍，地上、地下生物量分别达到演替初期阶段的3.45和2.70倍；（2）Margalef丰富度指数呈现单峰变化趋势，于28a演替阶段达到峰值（0.41），Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数整体呈现出增加的趋势；（3）群落稳定性与Pielou均匀度指数变化趋势相似，均呈现先增加而后趋于平稳的特征；（4）回归分析表明群落稳定性与Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数均呈极显著正相关关系（P<0.001）；（5）Mantel test分析显示pH、全氮（TN）等理化性质，C/P化学计量比是驱动群落多样性-稳定性关系的环境因素（P<0.05）；（6）RDA分析发现土壤含水率（SWC）和pH对林下草本群落多样性和稳定性有显著贡献，贡献率分别为34.0% （P<0.01）和27.2% （P<0.05）。本研究验证了干旱区生态系统恢复过程中“时间-多样性”的正反馈机制，为“生物多样性增强生态系统稳定性”的理论提供了实证支持，同时阐明pH和水分协同调控是林下草本植物多样性和群落稳定性的核心机制。研究结果为沙漠生态系统植被恢复与可持续管理提供了重要的科学依据。