New Phytologist | 中科院植物所白永飞团队：植物凋落物的减少加剧干旱对草原的影响

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干旱对生态系统造成巨大而持久的负面影响，预计未来将变得更加频繁和严重。以往的研究表明，植物凋落物可以调节土壤温度、水分和养分保持，并有助于调节草地群落结构和动态。这表明人为干扰和气候变化，如火灾、放牧和干旱，可以大幅减少植物凋落物产量，从而加剧干旱的负面影响。然而，植物凋落物减少对生态系统功能的影响往往与这些干扰的许多其他影响相混淆。因此，了解植物凋落物损失如何影响草原对干旱的响应能力至关重要。

中国科学院植物所白永飞研究员团队（Science 重磅综述 | 草地土壤碳固存：当前认知、挑战及解决方案（全文翻译）；PNAS | 中科院“碳专项”重要成果：植物多样性增加了生产力和土壤碳储量）通过在内蒙古半干旱草原进行的7年凋落物移除实验，研究了凋落物移除与2年干旱的相互作用对土壤环境、植物群落组成和生态系统功能的影响。研究发现：凋落物减少加剧了干旱对草原的负面影响。凋落物清除增加了土壤温度，但降低了土壤水分和氮矿化，这大大增加了干旱对初级生产力和多年生根茎禾本科植物丰度的负面影响。此外，完全清除凋落物使植物群落组成由草为主转变为草为主，物种和功能群减少，导致生态系统时间稳定性降低。虽然群落生产力可以从连续干旱中恢复，但干旱前的群落组成可能不一定会恢复，这是由于物种对植物凋落物清除的特定反应，特别是在全部凋落物清除之后。本研究结果表明，导致凋落物减少的生态过程，如燃烧、放牧和干草，可能会使生态系统更加脆弱，并削弱草原抵御干旱事件的能力。这些发现强调了植物凋落物通过缓冲环境变化的负面影响和维持半干旱草原及其他地区的生态系统稳定，在稳定生态系统功能和服务方面发挥着不可或缺的作用。