物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系的研究現(xiàn)狀

常繼方　王洪義

【摘? ?要】 目前，對于氮磷添加對物種多樣性和生態(tài)功能關(guān)系的影響研究結(jié)果結(jié)論不一，本文通過對國內(nèi)外研究氮磷添加對物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能及其兩者間關(guān)系的影響進(jìn)行總結(jié)：氮磷共同作用會顯著降低群落物種多樣性，磷對群落物種多樣性沒有顯著的影響;不同環(huán)境下氮磷添加對植物生產(chǎn)力影響不同;物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能間關(guān)系研究結(jié)論不統(tǒng)一，應(yīng)結(jié)合環(huán)境因子和研究尺度等多因素分析。

【關(guān)鍵詞】 氮磷添加;草地;物種多樣性;生態(tài)系統(tǒng)功能

The status of the relationship between species diversity

and ecosystem function

Chang Jifang? ?Wang Hongyi

（College of Horticulture and Landscape， Heilongjiang August First Land Reclamation University? ?163319）

[Abstract] At present， the effects of nitrogen and phosphorus addition on species diversity and ecological function are different. In this paper， the effects of nitrogen and phosphorus addition on species diversity and ecosystem function and their relationship at home and abroad are summarized： the interaction of nitrogen and phosphorus can significantly reduce community species diversity， phosphorus has no significant effect on community species diversity， and nitrogen and phosphorus addition has different effects on plant productivity under different environments. The research conclusions on the relationship between species diversity and ecosystem function are not uniform， and should be analyzed in combination with environmental factors and research scales.

[Keywords] nitrogen and phosphorus addition; grassland; species diversity; ecosystem function

氮沉降是當(dāng)代社會的熱點(diǎn)問題，人類活動、工業(yè)發(fā)展等加劇了氮素進(jìn)入到生物圈的速度。氮沉降一方面會提高植物的光合作用，促進(jìn)植物生長，另一方面則會導(dǎo)致土壤酸化，使植物所需營養(yǎng)失衡，致使一部分物種不適應(yīng)生存環(huán)境而被淘汰。氮沉降引起自然界中的氮元素大量聚集，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分不平衡，使生態(tài)系統(tǒng)功能發(fā)生改變。磷作為植物所需營養(yǎng)元素，參與光合作用和能量傳遞，促進(jìn)植物早熟。李比希根據(jù)他的研究指出：磷肥，對提高土壤的肥力，促進(jìn)植物的生長，有著特別重要的意義[1]。

生產(chǎn)力是衡量草地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指群落在達(dá)到演替頂級后出現(xiàn)的能夠進(jìn)行自我更新和維持并使群落結(jié)構(gòu)，功能長期處于一個較高的水平，波動較小的現(xiàn)象[2]。物種多樣性作為探討生態(tài)系統(tǒng)功能的重點(diǎn)，一直以來都是學(xué)者們主要的研究問題。草原是生態(tài)系統(tǒng)中最易操作的，但是由于氮沉降、氣候變化等原因?qū)е虏莸匚锓N多樣性減少，生產(chǎn)力逐漸下降，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性性也遭到了破壞。通過對草地物種多樣性與穩(wěn)定性的關(guān)系分析，從而掌握了草地物種多樣性與穩(wěn)定性的關(guān)系，對保護(hù)物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

1? 氮磷添加對物種多樣性的影響

物種多樣性的多少決定著一個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，它受到環(huán)境因素、人類活動和病蟲鼠害等多因素的影響。養(yǎng)分的添加將直接影響植物物種多樣性，它將導(dǎo)致群落物種多樣性增加、減少、無影響。過去多數(shù)試驗(yàn)結(jié)果表明氮添加會降低植物物種多樣性，導(dǎo)致物種多樣性下降主要的原因?yàn)椋喊倍尽⒐飧偁帯⑼寥浪峄⒌蚵湮锔患仍颉ｋS著學(xué)者們的探究發(fā)現(xiàn)一些原本僅受氮素限制的植物轉(zhuǎn)為受磷素或者其他元素共同作用，因此許多學(xué)者進(jìn)行了氮磷共同添加對植物物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)影響的實(shí)驗(yàn)。李小坤等在江漢平原黑麥草實(shí)驗(yàn)中證明施用磷肥對黑麥草產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益均產(chǎn)生了積極的意義，但是磷肥效應(yīng)必須在氮肥使用的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮出來[3]。說明磷添加后可能影響了植物對氮素的吸收。孫小妹青藏高原試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在氮磷共同作用時，禾本科物種數(shù)增加，其他功能群物種多樣性降低。

總結(jié)以上試驗(yàn)結(jié)果說明物種多樣性的變化不能僅僅只研究群落水平，應(yīng)與功能群水平結(jié)合說明物種多樣性變化問題，同時我們應(yīng)該根據(jù)不同的草原生態(tài)類型情況進(jìn)行具體分析。

2? 氮磷添加對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響

2.1? 植物生產(chǎn)力

人們常把生物量當(dāng)作生產(chǎn)力的一種指標(biāo)，植物吸收土壤中的氮磷含量，進(jìn)行光合作用，將其轉(zhuǎn)換為有機(jī)能量存于體內(nèi)。養(yǎng)分添加對植物生產(chǎn)力的影響大致為兩類：增加或減少。宗寧等在藏北退化高寒草甸實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)氮磷添加顯著提高輕度退化群落地下生物量， 而對重度退化群落有降低作用[4]。說明了氮磷添加對植物生產(chǎn)力在不同情況下產(chǎn)生的影響是不同的，因此在之后的研究中我們要根據(jù)不同退化程度等原因具體分析。