沈陽(yáng)生態(tài)所從養(yǎng)分計(jì)量角度揭示干旱對(duì)植物群落的調(diào)控機(jī)制
氮和磷被認(rèn)為是影響陸地生態(tài)系統(tǒng)植物生存、生長(zhǎng)和繁殖的主要因子。在全球氣候變化背景下,內(nèi)蒙古草原干旱的強(qiáng)度和頻度呈多發(fā)趨勢(shì)。水分是該生態(tài)系統(tǒng)植物生存和繁衍的主要驅(qū)動(dòng)因子,干旱事件必將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。因此,草原植物對(duì)水分脅迫的抵御機(jī)制和機(jī)理逐漸成為研究熱點(diǎn)。
生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)組雒文濤博士等以植物群落養(yǎng)分計(jì)量為核心,基于草地樣帶調(diào)查和控制實(shí)驗(yàn)的多源數(shù)據(jù)開展定量評(píng)估,闡釋植物對(duì)長(zhǎng)期和短期水分脅迫的響應(yīng)機(jī)制。以往干旱研究主要關(guān)注生產(chǎn)力、群落結(jié)構(gòu)、碳周轉(zhuǎn)、水循環(huán)等過程,本研究以群落養(yǎng)分計(jì)量為全新理念和視角,探究水分脅迫對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能影響的內(nèi)在機(jī)制和過程,厘清種內(nèi)和種間的競(jìng)爭(zhēng)作用關(guān)系對(duì)群落結(jié)果和動(dòng)態(tài)的影響,旨在為理解草地退化機(jī)制、加快退化草地恢復(fù)提供重要參考。本研究發(fā)現(xiàn):長(zhǎng)期水分脅迫下,植物通過內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制來提高養(yǎng)分濃度,增強(qiáng)群落的抵抗能力,物種周轉(zhuǎn)是該過程的主要影響因素;然而,短期干旱條件下,群落養(yǎng)分對(duì)水分脅迫的響應(yīng)更加復(fù)雜,整體而言,群落氮濃度呈上升趨勢(shì),而磷濃度呈下降趨勢(shì),此時(shí),種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)和物種周轉(zhuǎn)共同影響該生態(tài)過程。此外,不同區(qū)域群落養(yǎng)分響應(yīng)程度具有明顯差異。極度干旱地區(qū),植物群落養(yǎng)分抵御水分脅迫的能力最強(qiáng),響應(yīng)最為遲緩。未來研究應(yīng)該建立大型聯(lián)網(wǎng)干旱實(shí)驗(yàn)平臺(tái),緊密結(jié)合控制實(shí)驗(yàn)和自然梯度實(shí)驗(yàn),提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性,為建立草地生態(tài)系統(tǒng)自然評(píng)估體系提供重要理論依據(jù)。
上述研究成果以Differential responses of canopy nutrients to experimental drought along a natural aridity gradient為題發(fā)表于美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)刊物Ecology上,雒文濤為第一作者,王正文研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助。
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