New Phytologist | 全球草地生物量和物种多样性的气候敏感性增加与水分有效性相关

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 Introduction  

以气候变暖和降水格局时空变化为特征的持续全球气候变化正在影响物种多样性和组成，以及跨群落和生态系统的植物碳积累。未来几十年，气温和降水的变化可能会更加频繁，强度也会增加。预计在此期间，全球大部分地区将出现更温暖、更干燥的气候，高纬度地区的情况可能会变得更潮湿。草原是生物多样性和碳汇的重要储存库，受到全球变暖和降水机制变化的严重影响。在未来的时空尺度上，与气候条件变化相关的草地动态格局仍有待于充分研究。

  Methods  

作者收集了全球138项有关于增温，干旱，浇灌的研究进行整合分析，处理持续时间从1到23年。作者提出假设：草地功能和多样性对气候变化的敏感性显著，其变化受当地气候的影响，敏感性的大小与试验期的长短有关。

  Results  

植被功能和物种多样性对气候处理敏感(图1b,c)，其中地上生物量(AGB)和地上净生产力(ANPP)最为敏感。植被生长和群落组成的生长季节敏感性受气候处理的影响(图1c)。

AGB和ANPP对实验气候变暖的敏感性均与当地气候条件无关(图2a，d)。AGB和ANPP对干旱的敏感性与站点MAP呈正相关(图2b，e)。但这两种敏感性分别与灌溉区局部MAP和AI呈负相关(图2 c，f)。

相对干旱地区植物群落(AGB和ANPP)对灌溉的敏感性高于非水限制地区(图3)。

在气候变暖条件下，物种丰富度(SR)和物种多样性指数(H)的敏感性与当地气候因子之间没有显著的相关性(图4 a, d)。在干旱条件下，SR和h的敏感性与局部MAP呈正相关图(图4 b,e)。在灌溉条件下，它们与当地MAP呈负相关(图4 c, f)。

气候变暖条件下ANPP敏感性总体呈上升趋势(图5a)，但SR的敏感性却没有这样的关系(图5c)。灌水条件下ANPP敏感性没有整体的时间趋势(图5b)，但SR敏感性有随时间下降的趋势(图5d)。ANPP敏感性的时间变化趋势不受局地气候因素的影响，而SR敏感性在非水限制生境，特别是高降雨量生境中有明显的下降趋势。

  Conclusion  

综上所述，AGB、ANPP、SR和H对气候变化都很敏感。它们对降水变化的敏感性与本底水可用性相关，如年平均降水量(MAP)和干旱度，在干旱生境中，AGB和ANPP的敏感性高于非受水限制的生境。实验的持续时间(短期和长期)对敏感性没有影响。ANPP和SR敏感性的时间变化趋势取决于当地的水可用性，ANPP对增温的敏感性随时间增加，SR对灌溉的敏感性随时间降低。本研究对草地功能和多样性对气候变化的敏感性进行了全面的研究，有助于提高对草地生态响应时空尺度的认识，为干旱气候环境下的生态保护提供政策依据。

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原文链接：https://doi.org/10.1111/nph.17269

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