植物凋落物调控高寒草地生态稳定性对极端降水的响应机制

针对极端降水威胁高寒草地生态稳定性的问题，西南民族大学团队通过凋落物添加实验（0-600 g m-2），揭示了凋落物质量（400 g m-2）通过提升功能群异步性（asynchrony）和草类恢复力（resilience），间接增强群落稳定性（ecological stability）。该研究为青藏高原草地应对气候变化的管理策略提供了理论依据。

　　

在全球气候变化背景下，极端降水事件频发正严重威胁着陆地生态系统的稳定性。作为地球表面积最大的生态系统之一，草地尤其容易受到这类事件的冲击。青藏高原（QTP）的高寒草甸因其独特的地理位置和脆弱的生态环境，成为研究生态系统响应气候变化的天然实验室。然而，当前对植物凋落物（plant litter）这一关键生态因子如何调节高寒草地应对极端降水的能力仍知之甚少。

西南民族大学的研究团队在《Plant Diversity》发表的研究填补了这一空白。通过为期三年的野外控制实验（2017-2019年），研究人员在海拔3485米的青藏高原东部设置了52个实验样方，系统探究了不同凋落物添加量（0、100、200、400、600 g m^-2）和三种优势植物凋落物类型（垂穗披碱草Elymus nutans、四川嵩草Kobresia setchwanensis、黄帚橐吾Ligularia virgaurea）对草地生态稳定性三个维度——抵抗力（resistance）、恢复力（resilience）和复原度（recovery）的影响。

研究采用随机区组设计，结合线性混合效应模型和结构方程模型（SEM）等统计方法。关键技术包括：1）基于60年降水数据界定极端降水阈值；2）功能群生物量动态监测；3）群落异步性指数（Loreau-de Mazancourt指数）计算；4）随机森林模型筛选关键预测因子。所有数据均通过R 4.1.0软件分析。

3.1 凋落物添加对稳定性的影响
400 g m^-2的凋落物添加使群落恢复力显著提升35%，而600 g m^-2处理则使禾草类的抵抗力和复原度分别提高28%和42%。值得注意的是，低剂量（100 g m^-2）反而会降低群落复原度，揭示凋落物效应存在剂量依赖性。

3.2 功能群生物量响应
黄帚橐吾凋落物使杂类草生物量降低41%，却使莎草类增加33%。400 g m^-2处理显著提升豆科植物生物量，表明凋落物类型和质量共同重塑功能群组成。

3.3 生态因子关联分析
群落稳定性与物种丰富度（r=-0.62）、冠层覆盖度（r=-0.57）呈显著负相关。禾草类稳定性对群落稳定性的贡献率最高（R²=0.73），其次是莎草类（R²=0.61）。

3.4 作用路径解析
SEM模型显示，凋落物通过两条路径影响稳定性：直接提升禾草类恢复力（路径系数=0.42），以及通过增加功能群异步性（路径系数=0.38）间接增强群落抗干扰能力。其中杂类草的稳定性变化解释了86%的群落抵抗力变异。

这项研究首次阐明植物凋落物通过"功能群稳定性-群落异步性"双途径维持高寒草地生态稳定性的机制。实践意义上，研究建议将凋落物管理纳入草地适应性策略，例如在极端降水频发区域保留400 g m^-2左右的凋落物存量。理论层面，该成果突破了传统多样性-稳定性关系的认知框架，强调非生物因子（凋落物）与生物因子（功能群动态）的交互作用。未来研究可拓展至其他生态系统类型，并探究凋落物化学组成对稳定性的影响。