降水格局变化下荒漠草地灌草混合与纯草群落的生物量稳定性机制研究

为解决气候变化下干旱生态系统稳定性维持的难题，研究人员通过3年降水控制实验，模拟3种降水量和2种降水间隔梯度，揭示了灌草混合群落与纯草群落在生物量时间稳定性(temporal stability)上的差异机制。研究发现纯草群落对降水变化的抗性更强，其稳定性主要受物种异步性(species asynchrony)和种群方差(population variance)的正向调控，而灌草混合群落的稳定性则随降水减少显著降低。该研究为旱区生态工程中草本优势群落的构建提供了理论依据。

　　

在荒漠草地生态系统中，灌草混合群落(mixed shrub-grass communities)与纯草群落(pure grass communities)对降水格局变化的响应机制存在显著差异。通过为期3年的降水控制实验，研究人员设置了3个降水量梯度（减少50%、自然降水、增加50%）和2个降水间隔（常规间隔、延长间隔），系统监测了地上生物量(above-ground biomass)的时间稳定性(temporal stability)。

实验结果显示：当降水间隔延长时，灌草混合群落的稳定性随降水量减少呈现断崖式下降，而纯草群落则表现出惊人的抗性——其稳定性指标始终稳如磐石。深入分析发现，灌草混合群落的种群方差(population variance)显著低于纯草群落，这暗示着不同的稳定性维持机制。

通过结构方程模型解析发现，在灌草混合群落中，降水减少会引发连锁反应：首先导致物种丰富度(species richness)降低，继而削弱物种异步性(species asynchrony)，最终使群落稳定性大打折扣。而在两类群落中，物种异步性和种群方差都如同"稳定双保险"，对维持时间稳定性产生积极影响。特别值得注意的是，物种丰富度通过促进物种异步性来增强稳定性的通路尤为关键，这一机制主要源于物种间的补偿效应(compensatory effects)——当某些物种表现不佳时，其他物种能及时补位。

这项研究为旱区生态恢复提供了重要启示：在降水格局日益多变的背景下，构建以草本植物为主导的群落，就像为生态系统装上"稳定器"，能更有效地维持区域生态功能。该发现不仅深化了对群落稳定性机制的理论认知，更为实施"基于自然的解决方案(NbS)"提供了科学依据。