GEB Meta分析 | 气候变暖对草地生产力的影响取决于植物多样性

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原名: Warming effects on grassland productivity depend on plant diversity

译名: 气候变暖对草地生产力的影响取决于植物多样性 

期刊: Global Ecology Biogeography

第一/通讯作者: 邵钧炯/周旭辉

第一/通讯作者单位: 浙江农林大学/东北林业大学

DIO: 10.1111/geb.13441

Content 

气候变暖正在影响全世界的生态系统，通常对生物多样性和一系列生态系统功能产生有害影响，如植物生长、碳固存和疾病抑制。更大的植物多样性通常会提高生态系统生产力，因为它代表了更大的特征多样性，使群落更有可能有效地利用资源（例如，互补效应），或通过更大的可能性存在更高产的物种，也称为选择效应。生物多样性丧失可能加剧气候变暖对生态系统功能的负面影响，从而降低生态系统功能的稳定性，如生产力。鉴于生物多样性在调节生态系统功能方面的重要性，了解生物多样性是否以及如何调节生态系统功能对气候变暖的反应，将有助于将生物多样性纳入生态系统模型，并有助于在不断变化的世界中对生态系统过程进行更真实的模拟。

本研究基于来自五大洲20个独立草原研究的40个不同植物群落的植物多样性和生产力（群落生物量）对变暖的响应。

图1 植物多样性和地上生物量（AGB）对变暖的响应。（a） 低（ENS<10）和高多样性（ENS>10）群落中有效物种数（ENS）和AGB对变暖的响应。（b） 物种丰富度和香农多样性指数（SDI）对气候变暖的响应。

研究结果：在所有考虑的因素（植物多样性、气候和实验环境）中，植物多样性及其对变暖的反应是调节变暖对植物生产力影响的最重要因素。 具体而言，当草原上的植物多样性（以有效物种数量表示）低于10时，变暖会增加植物生产力，而当植物多样性大于10时，变暖会降低植物生产力。此外，结构方程模型显示，变暖的幅度通过提高多样性低于10的草原上优势植物物种的表现，提高了植物生产力。气候变暖对植物多样性大于10的草原生产力的负面影响部分可以解释为多样性导致的植物优势度下降。植物多样性对草地生产力增温响应的非线性特征，决定了在全球变暖情形下植物群落调控生产力的机制存在本质差异。

图2 生物多样性、实验设计和气候对低（a）和高（b）多样性植物群落中地上生物量响应比[LNR（AGB）]自然对数变化的重要性。

图3 多样性、群落优势度和变暖幅度对低（a）和高（b）多样性群落中由变暖引起的地上生物量（AGB）变化的直接和间接影响。本研究结果表明，气候变暖对草地生产力的积极或消极影响取决于草地的生物多样性。这可能主要是由于不同植物多样性水平的草原上，变暖如何影响植物优势度以及随后的种间相互作用的变化。

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