中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所沙地與退化草地修復(fù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在草學(xué)和生態(tài)學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，其關(guān)于極端干旱對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)影響機(jī)制的研究成果近日在國(guó)際權(quán)威期刊《Ecology Letters》正式發(fā)表。這項(xiàng)研究系統(tǒng)揭示了極端干旱條件下草地生產(chǎn)力穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制，為全球氣候變化背景下草地科學(xué)管理提供了重要理論支撐。
草地作為全球最重要陸地生態(tài)系統(tǒng)之一，覆蓋了約40%的陸地面積，在維持全球碳平衡、保障畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的生態(tài)功能。隨著全球氣候變化加劇，極端干旱事件發(fā)生頻率和強(qiáng)度顯著增加，對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。雖然已有研究證實(shí)干旱會(huì)導(dǎo)致草地生產(chǎn)力下降，但關(guān)于其對(duì)生產(chǎn)力時(shí)間動(dòng)態(tài)影響的內(nèi)在機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
為此，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了長(zhǎng)期干旱實(shí)驗(yàn)。通過(guò)搭建遮雨棚模擬極端干旱條件（減少66%的生長(zhǎng)季降水），并結(jié)合群落加權(quán)功能性狀、物種異步性等指標(biāo)，分析了干旱對(duì)草地生產(chǎn)力及其穩(wěn)定性的影響。研究表明，在正常條件下，優(yōu)勢(shì)草種功能性狀和種群動(dòng)態(tài)主導(dǎo)著草地生產(chǎn)力時(shí)間變異特征。然而，在長(zhǎng)期極端干旱脅迫下，優(yōu)勢(shì)草種調(diào)控作用顯著減弱，物種間異步響應(yīng)機(jī)制則成為維持系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。這一重要發(fā)現(xiàn)革新了科學(xué)界對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持機(jī)制的傳統(tǒng)認(rèn)知。該研究還首次證實(shí)，具有高比葉面積和致密組織結(jié)構(gòu)的功能性狀組合能顯著提升植物群落抗旱穩(wěn)定性。這一發(fā)現(xiàn)為抗旱草種篩選和退化草地恢復(fù)提供了重要理論依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)。
該研究由雒文濤研究員擔(dān)任第一作者和通訊作者，獲得國(guó)家優(yōu)青項(xiàng)目支持。研究團(tuán)隊(duì)表示，未來(lái)將把這一創(chuàng)新性研究結(jié)果拓展至全球草地類(lèi)型，以建立更完善的草地生態(tài)系統(tǒng)干旱響應(yīng)理論體系。
原文信息
標(biāo)題：Extreme drought increases the temporal variability of grassland productivity by suppressing dominant grasses
作者：Wentao Luo, Naohiro I. Ishii, Taofeek O. Muraina, Lin Song, Niwu Te, Robert J. Griffin-Nolan, Ingrid J. Slette, Samuel R. P. J. Ross, Takehiro Sasaki, Jennifer A. Rudgers, Melinda D. Smith, Alan K. Knapp, Scott L. Collins
期刊：Ecology Letters
鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ele.70127
圖1 草地極端干旱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
圖2?草地生產(chǎn)力時(shí)間變異性驅(qū)動(dòng)機(jī)制的結(jié)構(gòu)方程模型分析
