初始植物多样性调控养分富集对草地稳定性的影响：中国气候梯度下的多站点研究

本研究针对全球氮(N)磷(P)富集背景下草地生态系统稳定性维持机制这一关键科学问题，通过在中国7个气候梯度草地开展为期4年的标准化养分添加实验，揭示了初始植物多样性通过调控优势种稳定性介导养分富集对生态系统稳定性的影响。研究发现N和NP添加显著降低地上净初级生产力(ANPP)时间稳定性，且高初始丰富度样点表现出更显著的稳定性降低，这一发现为全球变化背景下草地生态系统管理提供了重要理论依据。

　　

在全球气候变化和人类活动加剧的背景下，大气氮(N)磷(P)沉降已远超工业化前水平，这对陆地生态系统特别是草地生态系统产生了深远影响。草地作为重要的陆地生态系统类型，其稳定性直接关系到生态服务功能的持续供给。然而，关于养分富集如何影响草地生态系统稳定性，特别是这种影响是否受到生物和非生物因素的调控，学界仍存在诸多争议。更关键的是，以往研究多集中于单一站点，缺乏跨气候梯度的系统评估，这限制了我们全面理解养分富集效应的区域异质性。

中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态研究站的何云龙等研究人员，联合国内外多家科研机构，在中国7个气候梯度草地开展了标准化养分添加实验，系统研究了N、P添加对草地生态系统稳定性的影响及其调控机制。相关研究成果发表在《Journal of Plant Ecology》上。

研究人员采用标准化实验设计，在7个气候梯度草地（年均温-0.38至8.75°C，年降水134.60至462.40 mm）设置N、P和NP添加处理，连续4年监测地上净初级生产力(ANPP)。通过计算时间稳定性（μ/σ）、物种异步性和优势种稳定性等指标，结合结构方程模型分析环境因子与生物因子的调控作用。

研究结果部分：

1. 养分添加对稳定性的影响：N和NP添加显著降低ANPP时间稳定性，而P添加影响较弱。但不同站点间存在显著差异，如N添加在呼伦贝尔和右玉显著降低稳定性，而在班戈却增加稳定性。

2. 生物机制解析：结构方程模型表明N和P主要通过降低优势种稳定性来减少群落稳定性。值得注意的是，初始物种丰富度越高的站点，其优势种稳定性在养分添加下降低更明显。

3. 环境调控作用：温度季节性和初始丰富度与稳定性呈负相关，而物种异步性和优势种稳定性则与稳定性正相关。年均降水通过影响优势种稳定性间接调控群落稳定性。

这项研究首次在中国区域尺度上揭示了初始植物多样性通过调控优势种稳定性介导养分富集对草地生态系统稳定性的影响。研究发现高多样性草地在养分富集下表现出更显著的稳定性降低，这一"多样性悖论"挑战了传统认知，为理解生物多样性-生态系统功能关系提供了新视角。研究强调在制定草地管理策略时，需充分考虑区域气候特征和生物多样性背景，这对预测全球变化背景下草地生态系统响应具有重要意义。特别是对于高多样性草地，需警惕养分输入可能带来的生态系统不稳定性风险，为区域差异化草地管理提供了科学依据。