生物土壤结皮覆盖度提高了中亚短命植物生产力对极端干旱的敏感性

《Plant and Soil》：Biological soil crust cover increases the sensitivity of ephemeral plant productivity to extreme drought in Central Asia

　　

摘要

背景与目的

生物土壤结皮（生物结皮）广泛分布于干旱地区，对土壤水分和养分的可利用性具有重要影响，但其在极端干旱条件下调节植物生产力和干旱敏感性的作用仍知之甚少。

方法

我们在中亚古尔班通古特沙漠开展了一项为期两年的野外实验，比较了生物结皮覆盖区和裸露沙地区在不同降水条件下的表现，包括正常降水条件和极端干旱条件（降水减少65%）。我们测定了土壤含水量、土壤全氮量、植物群落特征、地上净初级生产力（ANPP）和干旱敏感性，以确定生物结皮如何在极端干旱条件下影响植物生产力。

结果

生物结皮覆盖降低了土壤含水量，同时增加了土壤全氮量。它还通过降低植物高度，主要减少了短命植物的地上净初级生产力（ANPP）。极端干旱主要通过降低群落密度进一步减少了ANPP。生物结皮覆盖显著增加了群落ANPP的干旱敏感性，其中优势物种表现出相应的显著增加，但非优势物种未出现类似变化。结构方程模型分析表明，ANPP对干旱的敏感性受土壤水分可利用性的影响强于土壤氮素可利用性。

结论

这些发现表明，生物结皮不仅降低了短命植物的生产力，还增加了其对极端干旱的敏感性，凸显了生物结皮在塑造沙漠植物对气候变化响应方面的重要作用。