高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种多样性与土壤生态化学计量比间关系的影响

doi:10.11686/cyxb2022271

摘要/Abstract

摘要：

植物物种多样性和土壤生态化学计量比间的关系，是草地植物群落结构维持的关键。高原鼠兔干扰虽被证实能够影响植物物种多样性、土壤有机碳、全氮和全磷的含量，但是否影响高寒草甸植物物种多样性和土壤生态化学计量比间的关系，尚不清楚。本研究以甘南和青海湖流域为对象，采用配对设置样地的方法，分析了高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种多样性和土壤生态化学计量比间关系的影响。结果表明：高原鼠兔干扰显著增加了物种丰富度指数、土壤有机碳、全氮和全磷含量，以及土壤C∶N和C∶P（P<0.05），但没有显著影响物种多样性指数、物种均匀度指数和土壤N∶P。高原鼠兔干扰增加了物种丰富度指数和物种多样性指数与土壤C∶N间的正相关性（P<0.05），减弱了物种丰富度指数与土壤C∶P间的正相关性（P<0.01）；物种多样性指数与土壤C∶P间的关系从高原鼠兔未干扰生境的对数关系转变为干扰生境的二次函数关系（P<0.05），而物种丰富度指数与土壤N∶P间的关系从高原鼠兔未干扰生境的不显著相关，改变为干扰生境的显著负相关二次函数（P<0.01）；物种多样性指数与土壤N∶P间的关系从未干扰生境的显著正相关二次函数（P<0.05），变为干扰生境的不显著相关，这确证了高原鼠兔干扰能够改变植物物种多样性与土壤生态化学计量比间的关系，为全面解释高原鼠兔干扰下草地植物群落结构的维持提供了基础信息。

关键词: 高原鼠兔干扰, 高寒草甸, 植物物种多样性, 土壤生态化学计量比, 相关性

Abstract:

The relationship between plant species diversity and soil ecological stoichiometry is key to maintaining plant community structure in grasslands. Although plateau pika （Ochotona curzoniae） disturbance has been reported to have impacts on plant species diversity and soil C， N and P contents， whether plateau pika disturbance influences the relationship between plant species diversity and soil ecological stoichiometry in alpine meadows is not yet well documented. In this study， an experimental survey in the Gannan area of Gansu Province and the Qinghai Lake basins of Qinghai Province was conducted to investigate the effects of plateau pika disturbance on plant species diversity， soil ecological stoichiometry and their relationship in alpine meadows. In this research， paired-plots were used to collect data and soil samples. The results of this study showed that plateau pika disturbance significantly increased species richness index， soil organic carbon， total nitrogen， total phosphorus contents， soil C∶N and C∶P （P<0.05）， but had no significant effect on species diversity index， species evenness index and soil N∶P. In addition， plateau pika disturbance increased the positive correlation of species richness index and species diversity index with soil C∶N （P<0.05） and weakened the positive correlation between species richness index and soil C∶P （P<0.05）. The relationship between species diversity index and soil C∶P changed from a logarithmic relationship in the absence of plateau pikas to a quadratic relationship in the presence of plateau pikas （P<0.05）， and the relationship between species richness index and soil N∶P changed from an insignificant correlation in the absence of plateau pikas into a significant negative correlation with a quadratic function in the presence plateau pikas （P<0.05）. The relationship between species diversity index and soil N∶P was a significant positive correlation with a quadratic function in absence of plateau pikas， and became an insignificant correlation in the presence of plateau pikas （P<0.05）. The findings of this study verify that plateau pika disturbance has impacts on the relationship between plant species diversity and soil ecological stoichiometry. Our research provides basic information on multiple parameters， relevant to maintenance of plant community structure in alpine meadows in the presence of plateau pikas.

Key words: plateau pika disturbance, alpine meadow, plant species diversity, soil ecological stoichiometry, correlation

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图/表 4

图1 高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种多样性的影响“ns”表示无差异，“*”表示在0.05水平存在显著差异，下同。 “ns” means no difference， “*” means difference is significant at 0.05 level， the same below.

Fig.1 Effect of plateau pika disturbance on plant species diversity in alpine meadows

图2 高原鼠兔干扰对高寒草甸土壤碳氮磷含量的影响

Fig.2 Effect of plateau pika disturbance on carbon， nitrogen and phosphorus content of soil in alpine meadow

图3 高原鼠兔干扰对高寒草甸土壤生态化学计量比的影响

Fig.3 Effect of plateau pika disturbance on ecological stoichiometry characteristic of soil in alpine meadow

表1 高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种多样性与土壤生态化学计量比间关系的影响

Table 1 Effect of plateau pika disturbance on the relationship between plant species diversity and soil ecological stoichiometry in alpine meadow

项目 Item	指标 Index	未干扰 Un-disturbance			干扰 Disturbance
项目 Item	指标 Index	拟合方程 Fitting equations	R²	相关系数 Correlation coefficient	拟合方程 Fitting equations	R²	相关系数 Correlation coefficient
S	C∶N	y=0.0547x²-0.7449x+19.6670	0.482	0.685**	y=-0.0274x²+1.9452x-0.8634	0.613	0.782**
	C∶P	y=2.1837×10^-5x²+0.1229x+8.9858	0.557	0.746**	y=-0.0008x²+0.3151x-1.0087	0.345	0.570**
	N∶P	y=-0.4123x²+7.3034x-8.2235	0.130	0.336	y=0.5943x²-11.0680x+72.2034	0.255	-0.500**
H	C∶N	y=0.0016x²-0.0180x+2.6411	0.193	0.435*	y=0.0013x²-0.0250x+2.8493	0.327	0.566**
	C∶P	y=0.5741ln（x）+0.1307	0.379	0.615**	y=-2.8349×10^-5x²+0.0117x+1.8732	0.247	0.484**
	N∶P	y=-0.0323x²+0.5653x+0.4771	0.241	0.454*	y=0.0697x²-0.9999x+6.3859	0.095	-0.203

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