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少花蒺藜草入侵与干旱对羊草群落生产力的影响机制
植物生态学报
2024, 48 (5):
577-589.
DOI: 10.17521/cjpe.2023.0374
羊草(Leymus chinensis)草原是中国草地资源中珍贵的自然财富, 其生产力受到多种全球变化因素的制约。其中, 少花蒺藜草(Cenchrus spinifex)入侵(以下简称为“入侵”)与干旱对东北松嫩草原区羊草群落影响尤为显著, 但相关机制仍较少被关注。该研究通过微宇宙控制实验, 采用两因素完全交互设计, 探究入侵与干旱对羊草群落生产力影响的作用机制。因素一是入侵处理(入侵vs对照), 因素二为水分处理(干旱vs正常水分), 每个处理设置10次重复, 实验共计40盆。结果表明: 入侵与干旱会显著降低羊草群落与优势物种羊草的地上生物量。干旱处理下土壤有效氮含量与土壤节肢动物的丰富度显著下降, 而土壤细菌与球囊霉科(Glomeraceae)丛枝菌根真菌(AMF)丰度显著增加。入侵对土壤真菌有效物种数的影响受到干旱的调节, 表现为在正常水分条件下入侵不影响土壤真菌的有效物种数, 但在干旱条件下入侵显著增加土壤真菌的有效物种数。结构方程模型结果表明, 入侵与干旱均直接抑制羊草群落生产力。干旱通过增加土壤真菌优势菌群的丰度进而间接缓解对本地群落生产力的负面影响。此外, 两者协同作用通过增加土壤真菌群落多样性抑制群落生产力。该研究为将来更好地维护草地生产力, 保护优质牧草提供理论依据。  View image in article
图6
入侵与水分及其相互作用对细菌绝对丰度、真菌有效物种数、丛枝菌根真菌优势菌球囊霉科菌、土壤节肢动物群落丰富度、土壤有效氮含量和群落生产力影响的结构方程模型。在图中, 箭头表示路径, 在正方形(■)处连接到路径的线表示交互作用; 沿着路径的数字是标准化系数。对于模型, Satorra-Bentler校正χ² = 13.535, p = 0.561, 说明模型中不存在缺失路径。比较拟合指数(CFI)在对假设模型和独立模型比较时取得, 其值在0-1之间, 愈接近0表示拟合愈差, 愈接近1表示拟合愈好。近似误差均方根(RMSEA)是评价模型不拟合的指数, 如果接近0表示拟合良好, 相反, 离0愈远表示拟合愈差。标准化均方根残差值(SRMR), SRMR愈小, 表示模型拟合度愈高。SRMR = 0表示完美拟合, SRMR < 0.05一般为良好的拟合标准, SRMR < 0.08一般为可接受的拟合标准。
正文中引用本图/表的段落
结构方程模型很好地拟合了入侵与干旱对羊草群落生产力的影响(Satorra-Bentler校正的χ2 = 13.535, p = 0.561; 图6)。入侵对羊草群落生产力产生显著的负效应(标准路径系数为-0.472)。干旱对羊草群落生产力具有显著的负向影响(标准路径系数为-0.964)。并且, 干旱通过增加球囊霉科丛枝菌根真菌丰度对本地群落生产力产生正效应(标准路径系数为0.564 × 0.253 = 0.143)。总体上, 干旱对本地群落生产力有负向影响(标准路径系数为-0.964 + 0.143 = -0.821; 图6)。入侵对真菌有效物种数的影响受干旱的调节(入侵与干旱显著交互作用, 标准路径系数为0.798)。干旱与入侵的交互作用通过对真菌有效物种数的正面影响进而对群落生产力产生负效应(标准路径系数为0.798 × (-0.396) = -0.316)。
本文的其它图/表
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