沈阳生态所等揭示植物功能性状调节全球变化对草地生产力的影响

随着全球降水和氮沉降的增加，许多生态学家致力于研究生态系统功能与全球环境变化之间的关系，并取得一些重要进展。然而，对生态系统响应环境变化背后的机理仍缺乏认识，限制了预测未来全球变化情景下生态系统变化的能力。我国温带典型草原具有重要的生态和社会经济地位，但面临未来降水增加和氮沉降加剧的情景。

中国科学院沈阳应用生态研究所土壤化学组博士徐柱文等与美国佐治亚理工学院教授蒋林合作，通过长期的野外氮、水控制实验，系统研究了环境变化影响我国温带典型草原生产力的直接和间接过程。研究表明，增加氮、水既直接提高生产力，又通过增加植物功能多样性的两个组分间接驱动生产力。与许多类似研究不同，该研究中物种和系统发育多样性并不能解释生产力的变化。研究发现增加群落植物功能多样性的一个组分（community-level weighted mean of plant stature）会提高该草地生产力，而增加另一个组分（functional dispersion）则会降低生产力。该研究首次提供了上述两个功能多样性组分对草地生产力具有相反影响的实验证据，并表明群落中优势物种的性状以及物种间的性状分布在调节生态系统功能中都具有重要作用。该项研究对于理解全球环境变化驱动草地生产力的过程和机理具有重要意义。

相关研究成果以Plant functional diversity modulates global environmental change effects on grassland productivity为题，发表Journal of Ecology上，徐柱文为第一作者，研究员姜勇和教授蒋林为共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和美国国家科学基金的资助。

图1.添加氮（N）、水（W）对温带典型草地植物生产力的影响

　　图2.土壤氮、水有效性直接或通过影响植物功能多样性（CWM stature, functional dispersion）间接驱动温带典型草地植物生产力