气候变暖导致高寒草地植物-土壤微生物-土壤动物的物候不匹配

作者：海北站   更新时间：2023-04-17

  工业革命以来，人类活动引起的温室气体排放加剧已致全球平均温度显著增加。由于温度是自然界生物物候的主要决定因子，气候变暖可能会重塑生物的物候特征。大量研究表明，在气候变暖背景下，许多植物和地上动物的物候已经悄然发生了变化。高寒生态系统作为气候敏感区，对气候变暖的反应尤为强烈。然而，该区域内对环境变化高度敏感的土壤动物很少纳入到物候学研究中考虑，这将限制我们了解陆地生态系统对气候变化的响应与适应过程。

  为了解决上述问题，北京大学地下生态学研究组朱彪团队托青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站，研究了青藏高原高寒草甸生态系统的地上植物、土壤微生物和土壤动物的活性对增温的响应结果，及其物候对增温的响应，是否同步。

  研究发现，(1)增温促进了地上植物生长、土壤微生物呼吸和土壤动物取食，分别增加了8%、57%和20%。a.地上植物和土壤生物的活动呈现出较强的时间动态特征，在生长季中期达到其活动峰值;增温显著促进了生长季早期（6月和7月）的地上植物生长并持续增加了春末至秋初（6-9月）的土壤微生物呼吸。b.土壤动物取食活性对增温的响应在不同季节有所不同，仅在早春（5月）和深秋（10月）显著增加。(2)高寒生物的物候对变暖的响应是不同步的。本研究首次提供了气候变暖导致高寒草地生态系统地上（植物）—地下（土壤微生物和土壤动物）生物物候不匹配的证据。气候变暖引起的地上——地下生物物候不匹配可能对生态系统营养互作、食物网及其能量通量产生深远影响。量化这些与物候相关的影响是未来研究的一个关键挑战，这一新兴研究领域值得更多关注。

  研究成果于2023年4月发表在《Nature Communications》。

  原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-37938-3

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 气候对地上植物生长、土壤微生物呼吸和土壤动物取食活性的影响以及植物生长动态、土壤微生物呼吸动态和土壤动物取食活性动态