北京大学王志恒课题组：草原生态系统不同资源利用策略物种对气候变化的差异性响应及其对生产力的影响

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科研进展

当前，气候变化正在影响着生态系统的多个方面。比如，气候变暖以及降水格局的变化改变着物种的物候、多度与分布，从而影响了生态系统的过程和多样性，并进一步影响了生态系统的生产力和稳定性。然而，气候变化改变生态系统结构与功能的具体机制仍存在广泛争议。

近日，北京大学王志恒课题组在Science China Life Sciences发表了题为Climate change filtered out resource-acquisitive plants in a temperate grassland in Inner Mongolia, China的研究论文，评估了内蒙古典型草原群落中植物物种多样性和功能多样性在过去30余年来的快速下降过程，揭示了不同资源利用策略的物种对气候变化的差异性响应，并分析了多样性下降对群落生产力的影响，为认识全球气候变化对草地生态系统的影响机制提供了新证据。

该研究利用1982-2017年内蒙古温带草原群落的长期调查数据，首先评估了群落物种多样性和功能多样性的变化及其与气候变化的关系。结果发现，群落物种和功能多样性均呈显著下降趋势，下降幅度均超40%。在研究初期，样方（1平方米）中平均物种多样性约为20种，而研究后期，样方中的平均物种多样性仅有约12种。进一步的分析显示，物种多样性和功能多样性的快速下降趋势主要由该地区生长季降水和标准化降水蒸散指数下降引起的。

图1 内蒙古温带草原群落物种和功能多样性的变化趋势。上下两行分别为物种多样性和功能多样性的变化；从左至右的4列分别反映了群落整体、资源保守型、中间型和资源获取型物种的多样性变化趋势。

在此基础上，研究人员利用叶碳、叶氮、叶磷、比叶面积四个叶经济谱指标，将样地中出现的81种植物划分为资源保守型、中间过渡型以及资源获取型三种不同的资源利用策略物种，并分析了不同资源利用策略物种的多样性变化趋势。结果发现，内蒙古温带草原群落种物种多样性和功能多样性下降趋势主要是由资源获取型和中间型物种的多样性下降导致的，而资源保守型的丰富度基本没有受到气候变化影响。

与群落内物种和功能多样性的快速下降不同，群落的生产力在过去30余年种没有显著的变化趋势，说明该草原群落内的植物物种和功能多样性下降尚未对群落生产力产生显著的影响。这可能主要是因为群落的生产力由资源保守型物种主导，而中间型和资源获取型物种对群落生产力的影响较弱。

图2 内蒙古温带草原群落生产力的变化趋势。生产力以群落内当年的生物量估计。4个图分别反映了群落整体、资源保守型、中间型和资源获取型物种的生产力变化趋势

该研究的结果为深入了解气候变化对陆地生态系统结构与功能的影响机制提供了新证据，有助于预测未来气候变化情景下草地生态系统的响应。北京大学景鹤影为该文章的第一作者，王志恒为通讯作者，北京大学的熊星烁、姜峰、濮旭才，内蒙古大学的刘钟龄和马文红，以及美国路易斯安那州立大学的李代江参与了该研究。研究得到国家基金委（项目号32125026, 31988102）、国家重点研发计划项目（项目号2022YFF0802300）和中科院先导计划项目（项目号XDB31000000）的资助。

原文链接 ↓

https://doi.org/10.1007/s11427-022-2338-1

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