第八届青年地学论坛

水分和氮素是草地生态系统最重要的限制因素，并受到全球变化的强烈影响。然而，相较于其他草地类型，荒漠灌丛生态系统结构和功能对全球变化响应的研究十分不足。研究以毛乌素沙地典型荒漠草原群落——油蒿灌丛为研究对象，设计了包含3个增水梯度（自然降水、增水20%、增水40%）、2个氮素添加处理（0、60 kg N ha⁻¹ yr⁻¹）共6个水氮交互处理的控制试验。通过连续7年（2015~2021）的研究，分析了灌木-草本-生物土壤结皮组成、群落生产力和稳定性对水氮添加的响应。研究发现，在氮沉降和降水增加下，（1）大个体灌木能与草本植物共存，而小个体灌木由于草本的水分和光竞争而被排除出系统；（2）生物土壤结皮与灌木和一年生草本共存，而与多年生草本不能持续共存，当草本生产力超过70 g m^-2，光竞争导致结皮萎缩；（3）灌草异步性，而非物种丰富度，稳定了降水和氮沉降对生态系统生产力的扰动。研究结果表明，氮沉降增加促进草本生长，导致灌木和生物土壤结皮退出系统，功能互补组分的缺失将损害生态系统功能的稳定性。研究揭示了荒漠草原灌木-草本-生物土壤结皮间互作机理以及生产力稳定性的维持机制，为全球变化背景下荒漠草原的管理和调控提供了有力的支持。
 

氮沉降,降水变化,灌丛,生物土壤结皮,植物间相互作用,生产力,稳定性,生物多样性