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西北干旱区积雪实验下优势种功能性状对短命植物群落生物量的强效调控机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月28日 来源:Oecologia 2.4
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来自中国西北干旱区的研究人员通过积雪深度操控实验(?S、CK、+2Sdouble、+3Striple),揭示了积雪变化如何通过优势种Erodium oxyrhinchum的高度功能性状驱动群落生物量响应。研究发现:积雪增加显著提升土壤融水含量和物种丰富度,但仅通过优势种性状变化(符合"质量比假说")影响生产力,为干旱区短命植物对气候变化的响应机制提供新见解。
在中纬度地区,积雪作为季节性降水的重要组成部分,堪称调控生态系统的关键非生物因子。冬季积雪覆盖通过改变土壤水分(moisture)、温度、营养离子及微环境,深刻影响着植物生长与群落功能。尽管群落生物量(community biomass)是衡量生态系统功能的核心指标,但积雪影响其动态的机制始终不明。
研究人员在亚洲腹地的古尔班通古特沙漠展开精妙实验,设置四个积雪梯度:人工除雪(?S)、自然积雪(CK)、双倍积雪(+2Sdouble)和三倍积雪(+3Striple)。结果令人振奋——随着积雪深度增加,优势种Erodium oxyrhinchum的株高显著增长,进而推动整个群落生物量阶梯式上升。有趣的是,虽然积雪加深使物种丰富度(species richness)明显提升,但对香农指数等多样性指标却无显著影响。
进一步分析表明,积雪对生物量的调控主要经由融雪土壤水分(snow melting water)实现。当积雪深度增加时,群落生物量的变化轨迹与优势种功能性状(functional traits)的变化高度耦合,这一发现完美印证了生态学经典理论"质量比假说"(mass ratio hypothesis)。该研究首次阐明:在干旱区生态系统中,积雪增加将通过优势种性状改变这一"杠杆",撬动短命植物(ephemeral plants)生产力的显著提升。
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