1月29日，北京林業(yè)大學(xué)庾強(qiáng)教授聯(lián)合美國(guó)科羅拉多州立大學(xué)等3個(gè)國(guó)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(jī)制。該研究對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化背景下草原生態(tài)系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)期干旱的響應(yīng)具有重要的指示作用，為應(yīng)對(duì)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(shí)驗(yàn)站點(diǎn)分布及干旱處理示意圖
極端干旱通常會(huì)降低草原生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，進(jìn)而削弱自然對(duì)人類(lèi)的貢獻(xiàn)。然而，不同類(lèi)型的草原在經(jīng)歷多年極端干旱時(shí)，這種負(fù)面影響會(huì)有多大差異，以及這種差異隨時(shí)間如何變化尚不清楚。該研究通過(guò)極端干旱聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)（圖1）模擬了連續(xù)四年生長(zhǎng)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(gè)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(méi)有顯著增加，表現(xiàn)為適應(yīng)效應(yīng)（圖2）。干旱對(duì)物種豐富度的影響在歐亞草原從增加轉(zhuǎn)變?yōu)榻档停诒泵啦菰瓌t從降低轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾樱@些不同的變化是由非優(yōu)勢(shì)物種的變化驅(qū)動(dòng)的。物種豐富度尤其是非優(yōu)勢(shì)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(duì)極端干旱的敏感性高于北美草原，而非優(yōu)勢(shì)物種在決定極端干旱對(duì)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(duì)植物生產(chǎn)力和多樣性的影響
北京林業(yè)大學(xué)草業(yè)與草原學(xué)院庾強(qiáng)教授為論文第一作者，河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院韓興國(guó)教授和科羅拉多州立大學(xué)Melinda Smith教授為共同通訊作者，北京林業(yè)大學(xué)草業(yè)與草原學(xué)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(xué)建校70多年來(lái)首篇Nature正刊論文。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFE0128000、2022YFF1300603、2019YFE0117000）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32171592, 42130515, 31988102, 32061123005）等項(xiàng)目的資助，并且得到內(nèi)蒙古科爾沁草原國(guó)家生態(tài)系統(tǒng)定位站、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所-額爾古納森林草原過(guò)渡帶生態(tài)系統(tǒng)研究站、中國(guó)科學(xué)院植物研究所-內(nèi)蒙古錫林郭勒草原生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站、中國(guó)科學(xué)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院-內(nèi)蒙古呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站和內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)-希拉穆仁荒漠草原研究平臺(tái)的大力支持。
