增温显著改变了高寒草甸植物群落的组成

作者：海北站  更新时间：2022-10-19

  工业革命以来，人类活动引起的温室气体排放加剧已经导致全球平均温度增加了1.1 ℃，到本世纪末将持续增加1.5–4.5 ℃。已有研究表明，气候变暖的加剧可能会引起植物群落多样性、组成、生物量与生产力的变化，但由于生态系统类型的差异，导致研究结果有所差异。

  为了探明高寒草甸生态系统对气候变暖的响应过程。北京大学朱彪研究团队依托青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站，建立全剖面增温控制试验平台，研究了3.5年的全剖面土壤增温试验对植物群落的多样性、组成、生物量与生产力的影响。全剖面土壤增温实验平台于2017年建立，2018年正式开始运行，共设置对照(环境温度)和增温(+4 ℃)两个处理，每个处理4个重复。增温样方为直径350 cm的圆形，使用20根加热棒垂直打入地下100 cm对全剖面土壤进行均匀增温，同时在地表以下5 cm埋入两圈直径为100 cm 和200 cm的加热电缆以弥补土表热量损失。对照样方设计相同，但不通电增温。

  研究发现：（1）3.5年的增温未显著影响植物群落的多样性；（2）植物群落组成随增温年限的延长而逐渐发生变化，且这一变化由禾本科与杂类草两个功能群的变化主导；（3）全剖面土壤增温未显著影响植物群落的总地上生物量与地上净初级生产力；（4）全剖面土壤增温显著导致了豆科植物地上生物量的减少与杂类草地上生物量的增加。因此，3.5年(2018-2021)的全剖面土壤增温3–4 ℃并未影响高寒草甸植物群落的多样性、生物量与生产力，但显著改变了其组成，并导致了豆科植物地上生物量的减少与杂类草地上生物量的增加。

  研究成果于2022年10月正式发表在《Fundamental research》。

  原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325822003910

图1 青海海北高寒草甸生态系统全剖面土壤增温实验平台

图2 高寒草甸植物群落对全剖面土壤增温的响应及其可能机制