物种多样性与生态系统功能关系的研究现状

常继方　王洪义

【摘   要】 目前，对于氮磷添加对物种多样性和生态功能关系的影响研究结果结论不一，本文通过对国内外研究氮磷添加对物种多样性和生态系统功能及其两者间关系的影响进行总结：氮磷共同作用会显著降低群落物种多样性，磷对群落物种多样性没有显著的影响;不同环境下氮磷添加对植物生产力影响不同;物种多样性与生态系统功能间关系研究结论不统一，应结合环境因子和研究尺度等多因素分析。

【關键词】 氮磷添加;草地;物种多样性;生态系统功能

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

氮沉降是当代社会的热点问题，人类活动、工业发展等加剧了氮素进入到生物圈的速度。氮沉降一方面会提高植物的光合作用，促进植物生长，另一方面则会导致土壤酸化，使植物所需营养失衡，致使一部分物种不适应生存环境而被淘汰。氮沉降引起自然界中的氮元素大量聚集，导致生态系统养分不平衡，使生态系统功能发生改变。磷作为植物所需营养元素，参与光合作用和能量传递，促进植物早熟。李比希根据他的研究指出：磷肥，对提高土壤的肥力，促进植物的生长，有着特别重要的意义[1]。

生产力是衡量草地生态系统的基础，生态系统稳定性是指群落在达到演替顶级后出现的能够进行自我更新和维持并使群落结构，功能长期处于一个较高的水平，波动较小的现象[2]。物种多样性作为探讨生态系统功能的重点，一直以来都是学者们主要的研究问题。草原是生态系统中最易操作的，但是由于氮沉降、气候变化等原因导致草地物种多样性减少，生产力逐渐下降，生态系统的稳定性性也遭到了破坏。通过对草地物种多样性与稳定性的关系分析，从而掌握了草地物种多样性与稳定性的关系，对保护物种多样性和生态系统的稳定、可持续发展有着重要的意义。

1  氮磷添加对物种多样性的影响

物种多样性的多少决定着一个生态系统的稳定性，它受到环境因素、人类活动和病虫鼠害等多因素的影响。养分的添加将直接影响植物物种多样性，它将导致群落物种多样性增加、减少、无影响。过去多数试验结果表明氮添加会降低植物物种多样性，导致物种多样性下降主要的原因为：氨毒、光竞争、土壤酸化、凋落物富集等原因。随着学者们的探究发现一些原本仅受氮素限制的植物转为受磷素或者其他元素共同作用，因此许多学者进行了氮磷共同添加对植物物种多样性和生态系统功能和结构影响的实验。李小坤等在江汉平原黑麦草实验中证明施用磷肥对黑麦草产量及经济效益均产生了积极的意义，但是磷肥效应必须在氮肥使用的基础上才能发挥出来[3]。说明磷添加后可能影响了植物对氮素的吸收。孙小妹青藏高原试验中发现在氮磷共同作用时，禾本科物种数增加，其他功能群物种多样性降低。

总结以上试验结果说明物种多样性的变化不能仅仅只研究群落水平，应与功能群水平结合说明物种多样性变化问题，同时我们应该根据不同的草原生态类型情况进行具体分析。

2  氮磷添加对生态系统功能的影响

2.1  植物生产力

人们常把生物量当作生产力的一种指标，植物吸收土壤中的氮磷含量，进行光合作用，将其转换为有机能量存于体内。养分添加对植物生产力的影响大致为两类：增加或减少。宗宁等在藏北退化高寒草甸实验中发现氮磷添加显著提高轻度退化群落地下生物量， 而对重度退化群落有降低作用[4]。说明了氮磷添加对植物生产力在不同情况下产生的影响是不同的，因此在之后的研究中我们要根据不同退化程度等原因具体分析。