全球极端气候事件愈演愈烈,对生态系统系统的结构和功能都产生了重大影响。以往关于极端气候下生态系统稳定性的研究大多数聚焦于生态系统功能抵抗力和恢复力,较少关注其结构稳定性。氮添加和刈割是当前温带草原面临的主要的环境变化和人类干扰,但我们对这些变化和干扰如何影响草原生态系统对极端气候的反应却知之甚少。
内蒙古大学徐柱文教授团队联合中科院沈阳应用生态研究所、佐治亚理工学院等单位的学者,依托在内蒙古温带草原开展的一项野外控制实验,从结构稳定性和功能稳定性两个方面揭示了氮添加和刈割对温带草原干旱抵抗力和恢复力的影响及相关生态学机理。
该研究研究首次发现氮素添加增加了温带草原在干旱之后的生物量恢复力但会降低其结构恢复力,而刈割增加了草原的生物量恢复力和结构恢复力,但会降低其在面对干旱时的结构抵抗力。氮添加及刈割对草原结构和功能抵抗力及恢复力的影响主要通过调节优势物种的稳定性以及物种的异步性来实现。此外,禾草的稳定性也对群落生物量抵抗力及恢复力有重要影响。该研究表明,氮添加及刈割都会对温带草原结构和功能两方面的稳定性产生重要影响;在未来环境变化的大背景下,需要对生态系统不同层次的变化开展研究,以全面地理解生态系统对扰动的响应。本研究加深了我们对温带草原响应气候变化及人类活动干扰的机理的理解。
图1. 氮添加和刈割对温带草原植物群落干旱抵抗力和恢复力的影响
图2. 氮添加和刈割对羊草、禾草、杂类草、优势物种的干旱抵抗力和恢复力的影响。
图3. 氮添加和刈割影响温带草原结构及生物量抵抗力(A)和恢复力(B)的结构方程模型。
研究结果以“Nitrogen addition and mowing alter drought resistance and recovery of grassland communities”为题于3月20日在线发表在Science China Life Sciences杂志,内蒙古大学生态与环境学院徐柱文教授为该文章的第一作者和通讯作者,姜勇教授和蒋林教授为共同通讯作者。
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https://link.springer.com/article/10.1007/s11427-022-2217-9