微气候和土壤营养共同驱动新疆伊犁河谷山地草本植物物种多样性的海拔格局

山地是多种生物生存、繁衍和保存的种质库,物种多样性沿海拔梯度的分布格局及其驱动机制历来是生态学家和生物地理学家讨论的热点话题.然而,关于微气候和土壤营养是如何驱动林下草本植物物种多样性的海拔格局仍然缺乏研究.通过在新疆伊犁河谷中部和南部的山地沿海拔梯度分别建立11个和13个样地,探讨草本植物物种多样性沿海拔梯度的分布格局及其驱动因子,以期为牧草的利用与保护策略提供理论支持.结果显示:(1)在伊犁河谷中部的11个样地共记录到29科87属114种草本植物;在伊犁河谷南部的13个样地共记录到38科100属133种草本植物.(2)在伊犁河谷中部山地,物种丰富度、Shannon-Wiener多样性、Simpson多样性和Pielou均匀度沿海拔梯度均没有明显的变化趋势;在南部山地,物种丰富度随海拔的升高而极显著降低(R^(2)=0.549,P<0.01),Shannon-Wiener多样性、Simpson多样性和Pielou均匀度指数均随海拔升高没有明显的变化趋势.(3)层次分割冗余分析表明,土壤有机碳含量、土壤年平均湿度和全氮含量是伊犁河谷中部山地草本植物物种多样性主要的驱动因子,分别能够解释32.3%、31.8%和22.1%的物种多样性变化;而土壤全磷含量、生长季最高温度和土壤全钾含量是伊犁河谷南部山地草本植物物种多样性主要的驱动因子,分别能够解释24.2%、16.4%和14.1%的物种多样性变化.(4)进一步模型模拟发现,在中部山地,物种丰富度与土壤有机碳含量呈现单峰的格局;而在南部山地,物种丰富度随土壤全磷含量的增加而增加,随生长季最高温度的增加而显著增加(R^(2)=0.86,P<0.05).可见,对伊犁河谷山地草本植物物种多样性影响最大的是土壤营养元素,其次是微气候(土壤年平均湿度和生长季最高温度).