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近日，中科院植物研究所研究員潘慶民團(tuán)隊(duì)揭示了草原生產(chǎn)力對(duì)極端降水變化的非線性響應(yīng)及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表于《功能生態(tài)學(xué)》。

隨著全球降水波動(dòng)的加劇，極端干旱和極端濕潤(rùn)年份出現(xiàn)的頻率增加是未來全球氣候變化的顯著特征。草原生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力對(duì)降水變化十分敏感，揭示草原生態(tài)系統(tǒng)如何對(duì)極端降水變化做出響應(yīng)對(duì)于理解和預(yù)測(cè)未來氣候變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。目前，預(yù)測(cè)草原生產(chǎn)力對(duì)降水變化的響應(yīng)多基于線性模型，但是隨著極端干旱、濕潤(rùn)程度的加劇以及極端降水年份出現(xiàn)頻次的增加，草原生產(chǎn)力對(duì)降水量變化是否仍遵從線性響應(yīng)規(guī)律及其背后的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，迄今尚不清晰。

對(duì)此，潘慶民團(tuán)隊(duì)基于在內(nèi)蒙古錫林郭勒草原生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家站開展的降水控制實(shí)驗(yàn)，結(jié)合長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)草原生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力對(duì)極端干旱和極端濕潤(rùn)處理的響應(yīng)是非對(duì)稱的；極端干旱處理下草原生產(chǎn)力的降低顯著大于極端濕潤(rùn)處理下生產(chǎn)力的增加。隨著降水量從極端干旱水平增加到極端濕潤(rùn)水平，草原生產(chǎn)力呈現(xiàn)出非線性響應(yīng)特征。

通過進(jìn)一步研究，他們發(fā)現(xiàn)，在極端干旱處理下，水分是最主要的限制性資源；而在極端濕潤(rùn)處理下，土壤養(yǎng)分變?yōu)樽钪饕南拗菩再Y源。限制性資源的轉(zhuǎn)換是驅(qū)動(dòng)草原生產(chǎn)力產(chǎn)生非線性響應(yīng)的主要機(jī)制；與此同時(shí)，草原群落結(jié)構(gòu)的改變（即不同植物功能群的變化）也發(fā)揮著重要作用。

該研究表明，極端干旱和極端濕潤(rùn)事件的增加可以導(dǎo)致草原限制性資源的轉(zhuǎn)變和群落結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而引起草原生產(chǎn)力的非線性響應(yīng)。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1111/1365-2435.14328