成都生物所在极端降雨对高寒草甸生态效应影响研究中获进展

极端降雨发生频率和强度的增加是全球气候变化的一个重要特征。由于具有极端性，极端降雨可能突破生态系统弹性阈值，产生与趋势性降雨变化不同的生态效应。因此，包含极端降雨在内的极端天气效应研究是气候变化预测和适应的关键，成为生态学家热切关注的研究领域。

中国科学院成都生物研究所孙庚课题组，在2015年Plant & Soil上发表极端干旱对高寒草甸土壤生态过程影响的文章，揭示了高寒草甸土壤过程对极端干旱具有较强的恢复力以及植物和微生物相互作用共同调控极端干旱对土壤过程的生态效应。然而，与极端干旱相对的极端降雨事件，是否对一个中生性的高寒草甸有显著影响，不同时间发生的极端降雨是否有不同效应，不同植物类群有何响应差异等问题值得进一步研究。

为此，孙庚课题组在青藏高原高寒草甸设置了百年一遇的极端降雨试验，系统研究了发生在不同时间的极端降雨对高寒草甸植物地上地下生产力、群落结构、土壤呼吸、土壤酶活、土壤微生物、土壤养分和矿化过程等的影响。研究发现，高寒草甸对极端降雨有较强的恢复力，尤其是地下过程在极端降雨结束后在较短时间内就能恢复到与对照相近的状态。但是，与全年降水均匀增加相比，极端性的降雨事件对青藏高原中生性的草甸系统有更显著地影响，生态系统可能对这种极端性事件产生“记忆”而影响生态系统响应。研究结果表明，发生在春季和夏季的极端降雨对植物生产力有不同作用。春季极端降雨由于降低植物返青生长期的土壤温度，导致微生物总量和活性降低，不利于植物地上生长。尤其是，春季极端降雨对禾草和莎草的负面影响比对杂草更明显，可能是造成草地退化的原因之一。夏季极端降雨显著增加土壤微生物量、酶活，进而有利于土壤矿化作用、增加土壤养分；土壤养分与水分的协同作用进一步增加植物地上生产力。

该研究成果近日以Biotic and abiotic controls in determining exceedingly variable responses of ecosystem functions to extreme seasonal precipitation in a mesophytic alpine grassland为题在线发表于期刊Agricultural and Forest Meteorology [228-229 (2016), 180–190]上。

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