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近日,生态环境学院荒漠生物多样性与全球变化科研团队安慧研究员在极端干旱对全球草地和灌丛生态系统的影响方面取得新进展。

美国科罗拉多州立大学Melinda Smith教授与全球170多位科研人员合作依托国际干旱联网实验(Drought Net,https://droughtnet.weebly.com/)研究极端干旱对全球草地和灌丛生态系统功能的影响,宁夏大学生态环境学院安慧研究员为主要作者之一。数据分析发现极端干旱对草原和灌木地的影响被大大低估。

国际干旱联网实验在全球具代表性的生态系统设置了141个实验点,其中中国设置了12个实验点,中国科学院地理所、植物所、西北院等10余家科研和高校单位参与。宁夏大学生态环境学院安慧研究员在盐池县建立的荒漠草原长期实验样地作为其中参与样点之一。该研究首次进行了全球规模的联网控制实验,为厘清关键生态系统中植物生产力如何响应极端干旱提供了重要支撑。

研究团队使用协调分布式实验来量化短期干旱对草地和灌丛生态系统的影响。通过标准化的实验方法,在六大洲的100个地点实施了一年的干旱处理实验(图1)。

 

图1本研究中全球100个草地(绿色圆圈)和灌木地(棕色三角形)位点及实验设置

研究结果表明,在经历统计极端干旱(每100年发生1次)的地点,基础生态系统功能-地上净初级生产力的损失比名义干旱(历史上更常见)的地点(分别占比35%和21%)高出60%。一年极端干旱导致的关键碳循环过程的减少,大大超过了此前报道的草原和灌木地的碳损失。全球实验还揭示了干旱响应的高度变异性,但在干旱生态系统和植物物种较少的生态系统中,地上净初级生产力的相对减少幅度更大。因此极端干旱可能会大大减缓草原和灌木地的碳固存,超过了过去的预测。总体而言,该研究结果表明,干旱的严重程度是决定生态系统反应最重要的因素,干旱和多样性较少的地区可能最容易受到极端干旱的影响。

图2地上净初级生产力对干旱的响应

图3影响干旱响应的生物和非生物因素

研究成果以“Extreme drought impacts have been underestimated in grasslands and shrublands globally”为题在PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)上发表。

原文链接:https://doi.org/10.1073/pnas.2309881120


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