极端降水是生态系统功能改变的主要驱动因素之一，尤其对荒漠生态系统影响显著。研究表明，中亚干旱区增温幅度远超全球平均水平，使得该地区极端降水出现的频次增加。短命植物层片作为中亚荒漠生态系统重要组分，决定着生态系统碳通量的年际变化。然而，极端降水如何影响短命植物层片结构和生产力尚不清晰。此外，沙垄作为沙漠的基本地形单元，不同沙垄部位常伴随土壤质地、地表温度和土壤养分等差异，这些差异与极端降水的协同效应如何仍不明确。对上述问题的深入研究将有助于我们理解全球气候变化对中亚荒漠生态系统的影响。
中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室张元明研究员团队，选择古尔班通古特沙漠南缘沙垄四个不同坡位（西坡底、西坡中、东坡中、东坡底），设立了极端降水控制实验，以短命植物层片为研究对象，解析了极端降水对其层片结构和生产力的影响，探讨了坡位因素的协同效应。
研究发现，短命植物层片的群体盖度、密度、高度、物种丰富度和地上生产力均在极端降水的作用下显著增加，但优势物种地上生产力占总地上生产力的比例没有改变，说明极端降水可能一定程度上增加了短命植物层片的稳定性。在极端降水事件影响下，短命植物层片密度对地上生产力增加的直接影响最大，表现出典型的“数量/人口” 机制。此外，由于沙垄东坡中部物种之间的“投资组合”效应，短命植物地上生产力对极端降水增加的敏感性在坡位间没有显著差异，有悖于“逆土壤质地”效应。
以上结果表明，极端降水主要通过增加短命植物层片的密度来克服分生组织的约束，进一步提高地上生产力，而非通过提高短命植物层片高度或物种丰富度；其次，具有生态位差异的群落可能会更好地应对或利用环境变化。本研究可为深入理解气候变化背景下荒漠生态系统的适应策略和受损系统的生态修复提供理论依据。
相关研究成果以“Extreme precipitation increases the productivity of a desert ephemeral plant community in Central Asia, but there is no slope position effect”为题发表于国际学术期刊Journal of Vegetation Science。该研究得到了国家自然科学基金联合基金等项目的资助。
附件下载：
微信公众号