科研进展
降水限制后荒漠草原植物多样性和生产力恢复特征研究获进展
降水变化对干旱草原生态系统的结构和功能产生深远影响。特别是随着全球气候变化加剧,干旱事件发生的频率及影响强度预计显著增加,加剧了干旱草原的水分限制,进而改变物种组成,降低植物群落的多样性及生产力,损害生态系统功能;尤其是分布于中国干旱半干旱地区的荒漠草原生态系统十分脆弱,对降水变化更敏感。因此,深入研究荒漠草原植物群落结构和功能在干旱后的恢复过程,对退化草原的恢复及科学管理具有重要的指导意义。
中国科学院西北生态环境资源研究院左小安研究员团队以内蒙古乌拉特荒漠草原草本群落为研究对象,在5年(2017—2021年)干旱处理(对照,减雨20%、40%和60%)后进行2年(2022、2023 年)恢复,测定了恢复过程中的物种多样性、植物功能性状和地上净初级生产力(ANPP),研究了干旱的遗留效应及生长季降水变化对荒漠草原植物群落恢复力的影响。
结果表明,干旱解除2年后,除减雨40%处理的物种丰富度显著低于对照外,其他处理的物种丰富度以及所有处理下的密度、植物功能性状、ANPP 均与对照无显著差异,表明荒漠草原具有较强的恢复能力。在恢复期间,生长季降水对植被恢复影响显著,恢复第1年(2022年)生长季降水量较高,减雨40%处理的叶片氮含量显著高于对照,而所有处理的物种丰富度、密度、株高、比叶面积(SLA)、叶干物质含量、叶片厚度(LT)和ANPP均与对照无显著差异。恢复第2年(2023年)的生长季干旱使物种丰富度、密度、SLA、LT 和ANPP显著低于第1年,叶片碳氮含量则相反。
结构方程模型表明,在恢复过程中,生长季降水变化通过影响LT 来间接影响物种丰富度和ANPP,LT 是影响恢复过程中物种丰富度和生产力的重要因素。干旱荒漠草原在干旱解除后具有一定的恢复能力,生长季降水变化决定着干旱荒漠草原植物多样性和生产力的恢复,而叶片较厚的植物增加能促进荒漠草原干旱后的植物群落的恢复进程。该研究结果能够为退化草地修复、生态系统保护和可持续发展提供理论依据。
上述成果以《5年降水限制后荒漠草原植物多样性和生产力恢复特征》为题发表于《中国沙漠》2025年第1期。西北研究院硕士研究生郝芳唯为论文第一作者,左小安研究员为论文通讯作者。该研究获内蒙古自治区科技重大专项课题、国家自然科学基金项目、第二次青藏高原科学考察研究计划项目和中国科学院大学生创新实践训练计划项目资助。
文章链接:http://www.desert.ac.cn/CN/10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00095
退化植被恢复过程中植物功能性状的变化
生长季降水对退化植被恢复过程中植物多样性和生产力影响的结构方程模型效应值