内蒙古奈曼农田生态系统国家野外科学观测研究站
科研动态

草地沙化过程中植物群落水平的C:N:P化学计量特征受土壤养分和植物功能群的共同调节

作者:奈曼站   更新时间:2021-09-02

在干旱半干旱区,气候变化和不合理的人类活动导致该区域草地生态系统发生严重的沙漠化。沙漠化的发展限制社会可持续经济发展、威胁生态环境和人类健康的同时,也降低了草地生产力、物种多样性及土壤养分含量,并进而改变了生态系统的物质循环。草地生态系统在沙漠化过程中的这些变化是土壤-植被系统相互作用的结果。了解草地沙漠化过程中植物-土壤相互作用对生态系统物质循环和元素平衡(化学计量)的影响,对于阐明干旱半干旱区草地沙漠化发生的机制具有重要意义。同时,在元素平衡的角度上也可为沙化草地的恢复治理及管理提供指导。

中国科学院奈曼沙漠化研究站的恢复生态学研究团队,长期致力于科尔沁沙地草地沙漠化的机理,及沙化草地的恢复治理研究。研究人员在科尔沁沙地进行野外调查,共调查了75个样地(包括29个轻度沙漠化、24个中度沙漠化及22个重度沙漠化样地)。最终收集到366个样方的数据,各样方调查内容包括:物种组成、物种多样性、植物群落地上和地下部分的C、N、P含量,以及土壤理化性质。以空间代替时间的方法研究了沙漠化过程中植物群落及土壤的元素平衡。研究结果表明:(1)沙漠化过程中,土壤有机C和养分的损失是不同步的,表现为土壤有机C损失最快,其次依次为全N和全P;(2)土壤有机C和养分的失衡导致植物群落结构发生变化;土壤养分和植物群落组成与植物群落C:N:P化学计量特征间具有显著关系。该研究的结论是,草地沙漠化过程中,植物群落C:N:P化学计量特征受土壤养分和植物群落组成变化的共同调节。

该成果于2021年4月以Plant community C:N:P stoichiometry is mediated by soil nutrients and plant functional group during grassland desertification为题在线发表于Ecological Engineering期刊(IF=4.035)。西北生态环境资源研究院博士研究生宁志英为第一作者,李玉霖研究员为通讯作者。该研究获得国家重点研发计划(2016YFC0500907)等项目的资助。

      文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2021.106179


图1 科尔沁沙地75个采样地分布图



图2 草地沙漠化对植物群落C:N:P化学计量特征的影响




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