草地是重要的生態(tài)系統(tǒng)類型之一,也是重要的生態(tài)屏障和畜牧業(yè)生產(chǎn)基地,在維護(hù)生態(tài)安全、糧食安全乃至全球生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用。近年來,人類活動(dòng)加劇改變了全球大氣循環(huán)格局,干旱事件發(fā)生頻率增加,致使草地生產(chǎn)力逐年降低、生物多樣性日益下降。這影響了退化草地修復(fù)進(jìn)程,制約了草原牧區(qū)可持續(xù)發(fā)展。因此,探討干旱化背景下草地生產(chǎn)力和結(jié)構(gòu)變化及其維持機(jī)制,是草地適應(yīng)性管理和可持續(xù)利用決策的關(guān)鍵和必要前提。
地下芽庫(kù)作為植物營(yíng)養(yǎng)繁殖的基礎(chǔ),在多年生草原植物維持與更新以及干擾后的恢復(fù)過程中具有重要作用。地下芽庫(kù)動(dòng)態(tài)變化反映了植物對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力,直接決定和預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。當(dāng)前,關(guān)于草原植物地下芽庫(kù)如何響應(yīng)反復(fù)發(fā)生的極端干旱事件尚不清楚。
中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所科研人員以我國(guó)北方草地為研究對(duì)象,依托草地干旱聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),探討了地上植物和地下芽庫(kù)對(duì)首次干旱和反復(fù)干旱的響應(yīng)特征。研究發(fā)現(xiàn),首次干旱和反復(fù)干旱均降低了所有草原植物群落的地下芽密度,并削弱了大部分草原植物群落的地上分株密度。極端干旱降低了兩個(gè)更為干旱草原群落的芽與分株比值,表明在干旱脅迫下這類草原可能更易受到分生組織的限制。相比單次干旱,重復(fù)干旱僅對(duì)部分草原植物群落的地上分株與地下芽庫(kù)產(chǎn)生了更強(qiáng)的負(fù)面影響。這表明,頻繁發(fā)生的極端干旱事件可能對(duì)地下芽庫(kù)組成造成更嚴(yán)重的破壞。而這種影響在不同草原中并非完全一致,或與當(dāng)?shù)貧夂驐l件等因素相關(guān)。
上述成果有助于深化科研人員對(duì)我國(guó)北方草原生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能在氣候變化下的響應(yīng)規(guī)律的認(rèn)知,并為草原的可持續(xù)利用與功能優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)研究成果以Grassland bud and shoot demographic responses to single and recurrent droughts vary across an aridity gradient為題,發(fā)表在《生態(tài)學(xué)》(Ecology)上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。
首次干旱和反復(fù)極端干旱對(duì)地下芽庫(kù)群落組成的影響
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