吕硕1, 柯玉广1*, 王洪强2, 李雅慧1, 林长存1*, 庾强1
Shuo Lü1, Yuguang Ke1*, Hongqiang Wang2, Yahui Li1, Changcun Lin1*, Qiang Yu1
1 School of Grassland Science, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China.
2 State Key Laboratory of Efficient Utilization of Arable Land in China (Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)
摘要: 生态系统稳定性对于维持生态系统功能和服务至关重要。养分富集和降水变化是当前全球变化背景下影响草原生态系统稳定性的两大关键驱动因子,然而以往的研究主要关注单一驱动因素的影响,二者交互作用对生态系统稳定性的影响及其机制仍缺乏系统认识。本研究以呼伦贝尔草甸草原为研究对象,设置对照、养分添加(NPK)、增加降水(全年降水量增加50%,+50%W)、干旱(全年降水量减少50%,–50%W)、养分添加和增加降水(NPK + 50%W)以及养分添加和干旱(NPK – 50%W)6个处理,使用连续7年(2018–2024年)的数据,系统分析了养分富集和降水变化及其交互作用对群落地上净初级生产力(ANPP)时间稳定性的影响,并基于物种多样性、物种非同步性、优势种稳定性和非优势种稳定性探讨其潜在机制。结果表明,与对照相比,所有处理均显著降低了群落ANPP的时间稳定性,但各处理之间差异不显著。养分添加与增加降水和干旱之间存在显著正向交互作用,两者共同作用下,群落ANPP时间稳定性降低的程度与单一因子处理下的降低程度类似,并未表现出叠加。在机制层面,养分添加显著降低了平均物种丰富度、物种非同步性和非优势种稳定性;增加降水仅降低物种非同步性,干旱仅降低平均物种丰富度。降水变化与养分添加的显著交互作用表现为对平均物种丰富度和物种非同步性的正效应。此外,群落ANPP时间稳定性与平均物种丰富度、物种非同步性和非优势种稳定性均呈显著正相关关系,但与优势种稳定性无显著相关性。因此,养分富集与降水变化共同作用下,平均物种丰富度、物种非同步性和非优势种稳定性共同调控草甸草原生态系统稳定性,且增加降水和干旱与养分富集的交互作用主要由平均物种丰富度和物种非同步性共同驱动。本研究加深了对未来全球变化背景下草甸草原生态系统生产力稳定性响应及机制的理解,为草甸草原生态系统的保护与管理提供了科学依据。