當(dāng)前，氣候變化正在影響著生態(tài)系統(tǒng)的多個(gè)方面。比如，氣候變暖以及降水格局的變化改變著物種的物候、多度與分布，從而影響了生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程和多樣性，并進(jìn)一步影響了生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性。然而，氣候變化改變生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的具體機(jī)制仍存在廣泛爭(zhēng)議。

近日，北京大學(xué)王志恒課題組在Science China Life Sciences發(fā)表了題為Climate change filtered out resource-acquisitive plants in a temperate grassland in Inner Mongolia, China的研究論文，評(píng)估了內(nèi)蒙古典型草原群落中植物物種多樣性和功能多樣性在過(guò)去30余年來(lái)的快速下降過(guò)程，揭示了不同資源利用策略的物種對(duì)氣候變化的差異性響應(yīng)，并分析了多樣性下降對(duì)群落生產(chǎn)力的影響，為認(rèn)識(shí)全球氣候變化對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制提供了新證據(jù)。

該研究利用1982-2017年內(nèi)蒙古溫帶草原群落的長(zhǎng)期調(diào)查數(shù)據(jù)，首先評(píng)估了群落物種多樣性和功能多樣性的變化及其與氣候變化的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，群落物種和功能多樣性均呈顯著下降趨勢(shì)，下降幅度均超40%。在研究初期，樣方（1平方米）中平均物種多樣性約為20種，而研究后期，樣方中的平均物種多樣性僅有約12種。進(jìn)一步的分析顯示，物種多樣性和功能多樣性的快速下降趨勢(shì)主要由該地區(qū)生長(zhǎng)季降水和標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)下降引起的。

圖1內(nèi)蒙古溫帶草原群落物種和功能多樣性的變化趨勢(shì)。上下兩行分別為物種多樣性和功能多樣性的變化；從左至右的4列分別反映了群落整體、資源保守型、中間型和資源獲取型物種的多樣性變化趨勢(shì)。

在此基礎(chǔ)上，研究人員利用葉碳、葉氮、葉磷、比葉面積四個(gè)葉經(jīng)濟(jì)譜指標(biāo)，將樣地中出現(xiàn)的81種植物劃分為資源保守型、中間過(guò)渡型以及資源獲取型三種不同的資源利用策略物種，并分析了不同資源利用策略物種的多樣性變化趨勢(shì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古溫帶草原群落種物種多樣性和功能多樣性下降趨勢(shì)主要是由資源獲取型和中間型物種的多樣性下降導(dǎo)致的，而資源保守型的豐富度基本沒(méi)有受到氣候變化影響。

與群落內(nèi)物種和功能多樣性的快速下降不同，群落的生產(chǎn)力在過(guò)去30余年種沒(méi)有顯著的變化趨勢(shì)，說(shuō)明該草原群落內(nèi)的植物物種和功能多樣性下降尚未對(duì)群落生產(chǎn)力產(chǎn)生顯著的影響。這可能主要是因?yàn)槿郝涞纳a(chǎn)力由資源保守型物種主導(dǎo)，而中間型和資源獲取型物種對(duì)群落生產(chǎn)力的影響較弱。

圖2內(nèi)蒙古溫帶草原群落生產(chǎn)力的變化趨勢(shì)。生產(chǎn)力以群落內(nèi)當(dāng)年的生物量估計(jì)。4個(gè)圖分別反映了群落整體、資源保守型、中間型和資源獲取型物種的生產(chǎn)力變化趨勢(shì)

該研究的結(jié)果為深入了解氣候變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響機(jī)制提供了新證據(jù)，有助于預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化情景下草地生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)。

北京大學(xué)景鶴影為該文章的第一作者，王志恒為通訊作者，北京大學(xué)的熊星爍、姜峰、濮旭才，內(nèi)蒙古大學(xué)的劉鐘齡和馬文紅，以及美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)的李代江參與了該研究。研究得到國(guó)家基金委（項(xiàng)目號(hào)32125026, 31988102）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)2022YFF0802300）和中科院先導(dǎo)計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)XDB31000000）的資助。