科研成果
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PE:降水增加可抵消2℃增溫和鼠兔取食對針茅草原的不利影響
2019-05-21      

  高原鼠兔是青藏高原的特有物種,數量大,多棲息在土壤較爲疏松的坡地和河谷地帶。因被認爲是草場退化的元凶,一直被當作滅殺的對象。青藏高原擁有全球海拔最高、面積最大的高寒草原和草甸,近30年來面臨嚴重的退化壓力。過度放牧、氣候變化與鼠兔活動是草地退化的三個重要驅動因子。以往研究指出,過度放牧造成的植被蓋度下降有利于高原鼠兔種群數量增大,從而進一步加速草地退化。但是,鮮有報道關于鼠兔活動對氣候變化的響應以及氣候變化與鼠兔活動的交互作用對草地植物生長的綜合影響。我們目前仍缺乏數據解析鼠兔活動對植物的影響是否被氣候變暖放大以及降水增加是否會減緩草地動植物對增溫響應的敏感性。相關認識對我們理解全球變化背景下草地生態系統退化原因與驅動機制具有重要意義。

  为此,中國科學院青藏高原研究所高寒生态重点实验室、青藏高原地球科学卓越中心罗天祥课题组基于纳木错增温增雨控制实验平台,解析了增温(+2℃)与增雨(+15%,+30%)对高寒草原优势植物(广布建群种紫花针茅和共优势种大花嵩草)生长和鼠兔取食活动的影响。结果发现:1)增温显著降低了2种植物的生长速率,增雨则明显促进植物生长(图1);2)增温显著促进高原鼠兔对紫花针茅的取食频度、强度和取食量,而增雨会显著减缓这一负效应;相对于大花嵩草,高原鼠兔偏好取食紫花针茅,这与紫花针茅具有较高的叶氮含量和比叶面积有关(图2);3)在降水无变化下,鼠兔取食会加剧增温对植物生长的负作用(两者净效应为负值累加);在降水增加下,增温与鼠兔取食对植物生长的净效应均为正值,其中,降水增加15%的正效应可抵消2℃增温和鼠兔取食的负效应(图3)。

  研究結果表明,增溫通過加劇土壤水分脅迫及促進高原鼠兔取食活動而對針茅草原植物生長産生顯著負影響,增雨作用則相反。這對正確評估鼠兔在草地退化中的作用,以及全球變化背景下生態系統的有效管理提供了重要科學依據。

  本研究得到国家自然科学基金项目(41830649,41301047,31170451)资助。研究成果以The effect of pika grazing on Stipa purpurea is amplified by warming but alleviated by increased precipitation in an alpine grassland 为题发表于 Plant Ecology杂志(博士后魏海霞为第一作者,罗天祥研究员为通讯作者)。

  論文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11258-019-00920-5

图1 生长季增温、增雨对植物生长速率的影响

图2 生长季增温、增雨对高原鼠兔取食频率(a)、取食量(b)及取食强度(c)的影响

图3 相对于对照处理,生长季增温、增雨及鼠兔取食对(a)紫花针茅和(b)大花嵩草的净效应

 

 
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