賀金生教授團(tuán)隊(duì)解析青藏高原植物不同功能群對(duì)季節(jié)非對(duì)稱性增溫的特異性響應(yīng)

植物葉片在衰老前進(jìn)行養(yǎng)分回收是一種重要的養(yǎng)分保存機(jī)制，該過程能夠優(yōu)化植物適合度，從而維持生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性。在全球氣候變暖背景下，冬季增溫速度顯著快于其他季節(jié)，尤其是在高緯度和高海拔地區(qū)，如青藏高原。這種“季節(jié)非對(duì)稱變暖"如何影響高寒生態(tài)系統(tǒng)植物養(yǎng)分的回收策略目前尚不清晰。

 針對(duì)上述問題，賀金生教授團(tuán)隊(duì)依托在青海海北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站（簡(jiǎn)稱“海北站"）建立的長(zhǎng)期增溫控制實(shí)驗(yàn)，利用其中的全年均勻增溫、季節(jié)非對(duì)稱增溫（冬季增溫幅度是生長(zhǎng)季增溫幅度的2倍，而保持年均溫和全年均勻增溫相同），解析了非對(duì)稱增溫增溫對(duì)青藏高原高寒草甸四個(gè)主要功能群（禾草、雜類草、豆科、莎草）植物葉片氮、磷回收效率的影響。

 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）植物功能群對(duì)兩種增溫方式響應(yīng)迥異：禾草表現(xiàn)出的穩(wěn)定性，無論哪種增溫模式，其養(yǎng)分策略均未顯著改變，這可能是其在高寒草甸占據(jù)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵；（2）豆科在全年增溫模式下具有更強(qiáng)的氮磷獲取優(yōu)勢(shì)，未來可能更具競(jìng)爭(zhēng)力；（3）雜類草在在冬季增溫模式下對(duì)磷的獲取處于劣勢(shì)。總體而言，全年增溫由于增加了豆科植物的比例，可能使生態(tài)系統(tǒng)更受磷限制，而冬季增溫由于微生物碳限制及氮淋溶則可能加劇氮限制。該研究系統(tǒng)揭示了季節(jié)不對(duì)稱增溫對(duì)不同植物功能群養(yǎng)分策略的差異化影響，為預(yù)測(cè)未來高寒生態(tài)系統(tǒng)群落組成變化提供了新視角。

 該項(xiàng)成果于8月2日在線發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Functional Ecology。蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院博士后宋歡歡為論文第一作者，賀金生教授為通訊作者。蘭州大學(xué)馮彥麗博士和中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所張振華研究員參與該項(xiàng)工作。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省重大科技等項(xiàng)目資助。

圖1 增溫-降水試驗(yàn)平臺(tái)

圖2 增溫對(duì)4個(gè)功能群成熟和衰老葉片氮濃度和氮再吸收效率的影響

圖3 增溫對(duì)4個(gè)功能群成熟和衰老葉片磷濃度和磷再吸收效率的影響

圖4 全年增溫和冬季增溫對(duì)不同功能群葉片氮磷比和氮磷重吸收比的影響

華益瑞有幸于2018年為海北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站（簡(jiǎn)稱“海北站"）的科研團(tuán)隊(duì)提供了增溫改造服務(wù)以及物候系統(tǒng)、水分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、多光譜系統(tǒng)等儀器設(shè)備的安裝調(diào)試技術(shù)服務(wù)。該生態(tài)站項(xiàng)目承載著中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃"、“國(guó)家杰出青年科學(xué)基金"以及科技部“全球變化國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃"等多項(xiàng)重要科研任務(wù)。

本研究依托此生態(tài)站，旨在揭示青藏高原植物不同功能群對(duì)季節(jié)非對(duì)稱性增溫的特異性響應(yīng)。該站主要觀測(cè)設(shè)備包括：

圖5 夏季增溫實(shí)驗(yàn)區(qū) 模擬夏季全球氣候變暖

圖6 冬季增溫實(shí)驗(yàn)區(qū) 模擬冬季全球氣候變暖

圖7 常年增溫實(shí)驗(yàn)區(qū)

圖8 物候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖9 多光譜系統(tǒng)

圖10 土壤剖面多參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

自成立以來，華益瑞始終專注于為氣象、生態(tài)等科研領(lǐng)域提供高質(zhì)量的觀測(cè)方案與技術(shù)支持。本次項(xiàng)目的儀器安裝與系統(tǒng)調(diào)試，旨在輸出可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為全球氣候變暖對(duì)高原草地影響研究夯實(shí)基礎(chǔ)。未來，我們將繼續(xù)秉承“做懂科研實(shí)驗(yàn)的服務(wù)者"的愿景，與更多科研單位攜手合作，共同推動(dòng)我國(guó)科研事業(yè)蓬勃發(fā)展。

來源聲明：

文章來源：青海海北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站

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