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生物多样性与生态系统多功能性(Biodiversity and Ecosystem Multifunctionality,BEMF)之间的关系研究,是近年来生态学研究所关注的热点领域。自然生态系统中,生物多样性的时空变化是非随机分布的,生物多样性与生态系统多功能性之间的关系受生物和非生物因素的共同影响。目前,关于BEMF关系的趋势变化和相对重要性以及调控和维持机制仍存在较大争论,并且受到研究尺度、量化和衡量指标的影响表现出复杂且不确定的关系。本文以内蒙古典型湖泊岱海湖滨带湿地为研究对象,揭示湖泊萎缩过程中湖滨带湿地植被动态演替和生态系统功能变化特征与过程。基于岱海湖滨带湿地土壤环境的水盐分布特征,将研究区样地分为极高水盐(EHWS)、高水盐(HWS)、中水盐(MWS)、低水盐(LWS)四种水盐梯度,依据野外实验和室内实验以及扩增子测序所得到的气候、植物群落组成、植物功能性状、土壤环境因子以及微生物多样性数据,阐明岱海湖滨带湿地生态系统多功能性的维持机制。主要研究结果与结论如下:1.湖滨带湿地地上物种和功能多样性均表现为中水盐(MWS)>低水盐(LWS)>高水盐(HWS)>极高水盐(EHWS)。地上(物种、功能)和地下(细菌、真菌)生物多样性在不同水盐梯度表现出显著差异。地上物种和功能多样性、地上和地下生物多样性之间均呈显著正相关关系;变差分解分析结果表明,地上物种和功能多样性、地下土壤细菌多样性是由土壤物理指标和生物化学指标共同驱动的,两种指标共同解释率分别占66%、56%、68%;其中土壤物理指标对地上物种和功能多样性的影响大于生物化学指标,分别为16%>7%,17%>9%;土壤生物化学指标对细菌和真菌多样性的影响大于物理指标,分别为6%>2%,19%>12%;土壤盐度(EC)、水分(SM)、土壤酶活性(S-β-GC、S-UE、S-AKP)是影响湖滨带湿地地上和地下生物多样性的重要环境因素。2.湖滨带湿地中水盐(MWS)和低水盐(LWS)样地具有较高的微生物丰富度和多样性。中水盐(MWS)与低水盐(LWS)样地微生物群落组成相似,极高水盐(EHWS)和高水盐(HWS)样地微生物群落组成相似,彼此之间微生物群落组成差异性较大。土壤盐度(EC)、土壤含水量(SM)、地上生物量(AGB)、地下生物量(UGB)、土壤黏粒(Clay)、土壤速效钾(AK)、土壤脲酶(S-UE)是影响湖滨带湿地细菌、真菌群落门水平分布的主要土壤环境因子。湖滨带湿地细菌群落酸杆菌门(Acidobacteriota)、真菌群落子囊菌门(Ascomycota)与EMF呈显著正相关,未分类的真菌门(unclassified_k_Fungi)与EMF呈显著负相关关系,三者可以很好的解释EMF变化。优势微生物群落组成调控了EMF和C、N、P循环变化,且细菌群落比真菌群落更为敏感。3.基于两年的野外采样实验研究表明,湖滨带湿地生产力和地上生物多样性(Margalef、Shannon、Rao、FDis指数)均表现为中水盐(MWS)>低水盐(LWS)>高水盐(HWS)。生长季降水与植物生产力呈直接负效应(λ=-0.13),水盐梯度与植物生产力呈直接正效应(λ=0.22);生长季降水和水盐梯度也可以通过植物功能性状群落加权平均值(CWMPH、CWMRCC/RNC)、物种丰富度(Margalef)、功能多样性(FDis)、土壤环境因子(S-AKP、EC)间接对植物生产力产生影响。植物物种丰富度Margalef指数对湖滨带湿地生产力维持具有重要作用。湖滨带湿地生产力受选择效应和生态位互补效应的共同影响,且两者呈相反关系,选择效应(CWMPH、CWMRCC/RNC)可以更好的解释和预测湖滨带湿地生产力的变化。4.湖滨带湿地生态系统多功能性指数表现为低水盐(LWS)>中水盐(MWS)>极高水盐(EHWS)>高水盐(HWS),在低水盐(LWS)、中水盐(MWS)样地无显著差异,其余样地之间均存在显著差异。地上(物种、功能)和地下(细菌、真菌)生物多样性的共同作用大于其单一组分对生态系统多功能性的影响(R~2=80.00%)。土壤盐度(EC)与EMF呈直接负效应(λ=-0.22),土壤水分(SM)与EMF呈直接正效应(λ=0.19),EC和SM也可以通过作用于地上和地下的生物多样性而间接对EMF产生影响。5.植物物种丰富度是解释湖滨带湿地EMF及C、N、P循环功能的理想指标。功能多样性质量比假说中的选择效应(CWMLCC、CWMRV、CWMRNC)比生态位互补效应(FDis)能更好地解释EMF及C、N、P循环的变化。地下生物多样性中,EMF及C、P循环主要受细菌多样性的影响,N循环主要受真菌丰富度的影响。湖滨带湿地植物物种丰富度和砂粒含量通过多营养(功能多样性、植物功能性状群落加权平均值、细菌、真菌丰富度和多样性)的级联效应影响生态系统多功能性。综上,湖滨带湿地不同水盐梯度地上和地下生物多样性、微生物群落组成、生态系统多功能性均存在着显著差异,外界环境变化驱动植物和微生物多样性改变调控生产力和生态系统多功能性。本文为探索全球变化背景下自然湖滨带湿地生态系统多功能性维持机制的理论研究提供了参考,也为岱海生态修复的国家战略实施提供了重要的理论支撑及基础数据。