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沈阳生态所从养分计量角度揭示干旱对植物群落的调控机制
大  中   2018-09-06 打印本页 关闭

  氮和磷被认为是影响陆地生态系统植物生存生长和繁殖的主要因子。在全球气候变化背景下,内蒙古草原干旱的强度和频度呈多发趋势。水分是该生态系统植物生存和繁衍的主要驱动因子,干旱事件必将对生态系统结构和功能产生深远影响。因此,草原植物对水分胁迫的抵御机制和机理逐渐成为研究热点。 

  生态化学计量学组雒文涛博士等以植物群落养分计量为核心,基于草地样带调查和控制实验的多源数据开展定量评估,阐释植物对长期和短期水分胁迫的响应机制。以往干旱研究主要关注生产力、群落结构、碳周转、水循环等过程,本研究以群落养分计量为全新理念和视角,探究水分胁迫对生态系统结构和功能影响的内在机制和过程,厘清种内和种间的竞争作用关系对群落结果和动态的影响,旨在为理解草地退化机制、加快退化草地恢复提供重要参考。本研究发现:长期水分胁迫下,植物通过内稳态机制来提高养分浓度,增强群落的抵抗能力,物种周转是该过程的主要影响因素;然而,短期干旱条件下,群落养分对水分胁迫的响应更加复杂,整体而言,群落氮浓度呈上升趋势,而磷浓度呈下降趋势,此时,种内竞争和物种周转共同影响该生态过程。此外,不同区域群落养分响应程度具有明显差异。极度干旱地区,植物群落养分抵御水分胁迫的能力最强,响应最为迟缓。未来研究应该建立大型联网干旱实验平台,紧密结合控制实验和自然梯度实验,提高实验结果的准确性和有效性,为建立草地生态系统自然评估体系提供重要理论依据。 

  上述研究成果以Differential responses of canopy nutrients to experimental drought along a natural aridity gradient为题发表于美国生态学会刊物Ecology上,雒文涛为第一作者,王正文研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。 

  文章链接:1 

 

 图1. 自然干旱梯度:种内变异与物种周转在群落养分动态方面的相对作用 

 

 

    

 图2. 干旱控制实验:种内变异与物种周转在群落养分动态方面的相对作用 

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