牛書(shū)麗課題組在Nature Plants發(fā)布關(guān)于植物高度與碳固存對氣候變暖響應的研究進(jìn)展

植物群落的組成和結構在氣候變暖下發(fā)生了顯著(zhù)變化,尤其是在高海拔和寒冷地區。然而,由于植物群落結構變化和生態(tài)系統功能改變之間的聯(lián)系非常復雜,氣候變暖引起的植物群落組成和結構變化對高寒生態(tài)系統碳循環(huán)的影響及其機制尚不明確。群落加權的植物功能性狀可以為我們全面理解植物群落和碳循環(huán)對氣候變暖的響應提供重要的依據,因為植物功能性狀直接反映了植物的生態(tài)策略,并與生態(tài)系統功能的變化密切相關(guān)。

現有研究表明,不同功能性狀的植物物種或功能群對環(huán)境變化的響應有很大的差異。這些差異化的響應可能導致植物群落組成和群落水平性狀,例如群落高度的變化,進(jìn)而影響生態(tài)系統碳循環(huán)在氣候變暖背景下變化的方向或幅度。因此,從植物群落性狀的角度出發(fā)理解生態(tài)系統碳固存響應氣候變暖的過(guò)程和機制,有助于準確預測生態(tài)系統的碳收支和平衡。

基于此,研究組通過(guò)結合青藏高原人工增溫實(shí)驗與1500km樣帶的野外調查,探討了氣候變暖引起的植物群落組成和高度的變化,以及其對高寒地區生態(tài)系統碳循環(huán)的影響。結果表明,氣候變暖顯著(zhù)增加了不同功能型植物的平均高度,同時(shí)還增加了植物群落中更高大的植物的比例,改變了群落結構。在這兩種變化的共同作用下,形成了更高的植物群落,增加了群落的光合作用,并最終導致了凈生態(tài)系統生產(chǎn)力(NEP)的增加。此外,群落高度的增加還進(jìn)一步提高了總生態(tài)系統生產(chǎn)力等碳通量的溫度敏感性,表明在相同的溫度增幅下,較高的植物群落可能吸收更多的二氧化碳,從而進(jìn)一步增加生態(tài)系統碳固存。

研究結果說(shuō)明氣候變暖通過(guò)增加植物群落高度,促進(jìn)了高寒生態(tài)系統的碳固存。本研究揭示了植物群落高度作為一種重要的性狀指標,與物種組成共同調控著(zhù)高海拔生物群落的碳固存及其對氣候變化的響應。因此,準確模擬群落性狀在變暖下的動(dòng)態(tài)變化對預測氣候變化下生態(tài)系統碳通量變化的方向、幅度和敏感性等至關(guān)重要。同時(shí),本研究也為將植物性狀納入地球系統模型以預測未來(lái)氣候變化情景下生態(tài)系統碳固存的變化提供了重要依據。

該研究成果近期發(fā)表于Nature Plants,第一作者為博士畢業(yè)生全權,通訊作者為牛書(shū)麗研究員,還有來(lái)自東北林業(yè)大學(xué)、康奈爾大學(xué)、魯東大學(xué)、西南大學(xué)、西南民族大學(xué)的合作研究人員。此項研究得到了中國國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家博士后基金和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究的共同支持。

?

論文信息:

?

Quan,Q.,He,N.,Zhang,R.,Wang,J.,Luo,Y.,Ma,F.,Pan,J.,Wang,R.,Liu,C.,Zhang,J.,Wang,Y.,Song,B.,Li,Z.,Zhou,Q.,Yu,G.,Niu,S. (2024). Plant height as an indicator for alpine carbon sequestration and ecosystem response to warming. Nature Plants.

?

論文鏈接:

https://doi.org/10.1038/s41477-024-01705-z


1 增溫下植物群落高度和組成的變化

?


附件下載: