額爾古納站極端干旱平臺:《Nature》正刊論文! 研究中美草原生態(tài)系統(tǒng)的干旱敏感性
2025年1月29日,額爾古納站研究人員庾強教授(北京林業(yè)大學)聯(lián)合美國科羅拉多州立大學等3個國家19家單位的科研人員在《Nature》發(fā)表了最新科研成果,發(fā)現(xiàn)了中美草原生態(tài)系統(tǒng)截然不同的干旱敏感性,并揭示了響應(yīng)機制。該研究對預(yù)測未來氣候變化背景下草原生態(tài)系統(tǒng)對長期干旱的響應(yīng)具有重要的指示作用,為應(yīng)對氣候變化和草原生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性管理提供了理論支撐。


圖1:極端干旱聯(lián)網(wǎng)實驗站點分布及干旱處理示意圖
極端干旱通常會降低草原生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,進而削弱自然對人類的貢獻。然而,不同類型的草原在經(jīng)歷多年極端干旱時,這種負面影響會有多大差異,以及這種差異隨時間如何變化尚不清楚。該研究通過極端干旱聯(lián)網(wǎng)實驗(圖1)模擬了連續(xù)四年生長季干旱(降雨量減少約 66%),比較了歐亞草原和北美草原各六個具有代表性的草原生態(tài)系統(tǒng)的干旱敏感性。發(fā)現(xiàn)在歐亞草原中,干旱導(dǎo)致植物地上生產(chǎn)力大幅下降,下降的程度隨著干旱的年限而增加,表現(xiàn)為累積效應(yīng);而北美草原中,植物地上生產(chǎn)力的下降幅度較小,下降的程度隨著干旱的年限沒有顯著增加,表現(xiàn)為適應(yīng)效應(yīng)(圖2)。干旱對物種豐富度的影響在歐亞草原從增加轉(zhuǎn)變?yōu)榻档?,但在北美草原則從降低轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾?,這些不同的變化是由非優(yōu)勢物種的變化驅(qū)動的。物種豐富度尤其是非優(yōu)勢物種的豐富度相反的變化,導(dǎo)致歐亞和北美草原具有截然不同的干旱敏感性。該研究結(jié)果表明,歐亞草原對極端干旱的敏感性高于北美草原,而非優(yōu)勢物種在決定極端干旱對草原生產(chǎn)力的影響方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

圖2:四年極端干旱對植物生產(chǎn)力和多樣性的影響
北京林業(yè)大學草業(yè)與草原學院庾強教授為論文第一作者,河北大學生命科學學院韓興國教授和科羅拉多州立大學Melinda Smith教授為共同通訊作者,北京林業(yè)大學草業(yè)與草原學院董世魁教授、顧倩博士為共同作者。據(jù)悉,這是北京林業(yè)大學建校70周年來首篇Nature正刊論文。該研究得到國家重點研發(fā)計劃(2022YFE0128000、2022YFF1300603、2019YFE0117000)、國家自然科學基金(32171592, 42130515, 31988102, 32061123005)等項目的資助,并且得到內(nèi)蒙古科爾沁草原國家生態(tài)系統(tǒng)定位站、中國科學院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所-額爾古納森林草原過渡帶生態(tài)系統(tǒng)研究站、中國科學院植物研究所-內(nèi)蒙古錫林郭勒草原生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站、中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院-烏拉特荒漠草原研究站、中國農(nóng)業(yè)科學院-內(nèi)蒙古呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站和內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學-希拉穆仁荒漠草原研究平臺的大力支持。
文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-024-08478-7
(本文轉(zhuǎn)自http://cxy.bjfu.edu.cn/xydt/96cf683e838440358012b107d7a7c520.html?_refluxos=a10)
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