【摘 要】
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我国北方草地普遍出现灌丛化现象。灌木扩张改变了草地植物群落结构、植物多样性和生产力,直接影响着草地可持续利用。本研究以黄土高原云雾山长期封育草地为研究对象,通过植物群落调查,分析比较了未灌丛化草地与灌丛化草地（禾草斑块与灌丛斑块）植物群落结构（物种组成、物种秩序）、物种多样性和地上生物量的差异,并利用群落组成与生态系统功能分析方法（CAFE方法）,分析了灌丛化草地群落组成（物种丢失、获取及共存物种
【基金项目】
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国家重点研发计划项目子课题“黄土梁状丘陵区林草植被结构优化及杏产业关键技术与示范”（编号:2016YFC0501702）； 国家重点研发计划子课题,退耕还林重大生态工程生态效应监测评估（编号:2017YFC0506503）；
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我国北方草地普遍出现灌丛化现象。灌木扩张改变了草地植物群落结构、植物多样性和生产力,直接影响着草地可持续利用。本研究以黄土高原云雾山长期封育草地为研究对象,通过植物群落调查,分析比较了未灌丛化草地与灌丛化草地（禾草斑块与灌丛斑块）植物群落结构（物种组成、物种秩序）、物种多样性和地上生物量的差异,并利用群落组成与生态系统功能分析方法（CAFE方法）,分析了灌丛化草地群落组成（物种丢失、获取及共存物种丰度）变化对地上生物量的影响。主要获得以下结论:（1）未灌丛化草地与灌丛化草地的物种数差异主要在<4 m2小尺度内。采用非度量多维尺度分析法（NMDS）研究显示,未灌丛化草地与灌丛化草地禾草斑块、灌丛斑块植物群落组成差异显著（R=0.28,P=0.009）。未灌丛化草地和灌丛化草地禾草斑块主要由多年生杂类草和多年生丛生禾草组成,优势种为长芒草（Stipa bungeana）。与未灌丛草地相比较,禾草斑块与灌丛斑块分别丢失了11种和19种植物。灌丛斑块优势种更替为矮脚锦鸡儿（Caragana brachypoda）。（2）禾草斑块和灌丛斑块的物种丰富度显著低于未灌丛化草地（P<0.01）,禾草斑块多样性指数、优势度指数和均匀度指数与未灌丛化草地无显著差异。与未灌丛化草地和禾草斑块相比较灌丛斑块优势度指数降低,Shannon-wiener多样性无显著变化。灌丛斑块地上生物量比禾草斑块与未灌丛化草地地上生物量高374.4 g·m-2和486.7g·m-2。未灌丛化草地与禾草斑块的优势功能群-多年生丛生禾草（77.5%-83.9%）,在灌丛斑块中生物量占比仅为12.5%,灌木/半灌木地上生物量占比为81.3%,表明优势功能群的更替改变了群落地上生物量。未灌丛化草地与禾草斑块的地上生物量与优势度指数呈正相关性,与多样性指数和均匀度呈负相关关系,灌丛斑块地上生物量与物种丰富度呈正相关关系,与均匀度呈负相关关系。灌丛斑块中矮脚锦鸡儿更替为群落优势种,同时群落物种排序也发生改变,表明优势种更替和物种重组影响着草地生物量维持。（3）灌丛化过程中,植物丢失种多为偶见种,对地上生物量影响小。从未灌丛化草地向禾草斑块转变的过程中,植物种丢失导致地上生物量损失了23.9 g·m-2,禾草斑块新增物种生物量仅占群落地上生物量的8.8%,共存物种的生物量提高了103.5 g·m-2,表明共存物种丰度增加提高了禾草斑块的地上生物量;未灌丛化草地向灌丛斑块转变的过程中,丢失物种导致地上生物量减少了26.4 g·m-2,新增物种矮脚锦鸡儿生物量占群落生物量的80.1%,共存物种在群落中的生物量占比减少了70.3%,表明优势种更替促进了灌丛斑块地上生物量的提高,矮脚锦鸡儿对共存种的生长有抑制作用。禾草斑块与灌丛斑块的优势种（长芒草和矮脚锦鸡儿）也是共存物种,物种丢失导致地上生物量减少28.7 g·m-2,新增物种生物量占群落生物量的33.3%,共存物种的地上生物量提高了154.4 g·m-2,地上生物量增加取决于新增物种和共有物种的变化。研究表明,灌丛化导致草地植物物种丰富度降低,但群落地上生物量增加。灌丛化过程中偶见种和光竞争力弱的物种丢失降低了草地物种丰富度,但对群落地上生物量的影响小。新增物种和优势种的更替促进了群落地上生物量的增加,而且新增灌木对共存种的生长有抑制作用。灌丛化过程中物种重组和物种更替共同影响着草地植物多样性与生物量维持。
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