降水量对荒漠草原骆驼蓬地上生物量影响研究获新进展
发表日期:2022-04-18来源：
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全球气候变化导致降水时间和强度剧烈变化，越来越多的证据表明中国北方干旱地区极端干旱和极端降水事件发生将更频繁，会深刻影响草地生态系统的稳定性。降水是影响干旱半干旱草地植物生长发育的主要因素，年降水量的增加会提高草原生产力。但也有研究显示，年降水量并不能很好地解释植物地上生物量（AGB）的年际变化，而降水的时间分布可以极大地影响草地植物的AGB，而且生长季前期的降水往往导致生产滞后。可见，对于降水变化对草地植物生物量的影响还存在较大争议，研究植物AGB对降水量的大小和时间分布的响应和适应特征，对预测全球变化下草原生态系统结构和功能具有重要意义。
中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”）左小安研究员团队研究了3年的降水量增减（±50%）对乌拉特荒漠草原植物骆驼蓬（Peganum harmala）的数量特征（分枝数、果实数和植株密度）、地上生物量（AGB）和功能性状的影响，并建立结构方程模型（SEM）来探究其影响机制。研究发现：（1）增加50%降水量处理下，骆驼蓬的分枝数、果实数和株高显著提高（P<0.05）；减少50%降水量下，AGB、比叶面积（SLA）和株高显著降低（P<0.05），但叶干物质含量（LDMC）显著增加（P<0.05）。（2）生长季前期降水量（EGSP）增多有利于对骆驼蓬分枝和果实的发育，也缓解了年降水量减半对其SLA、LDMC和株高的胁迫。（3）骆驼蓬AGB与分枝数、果实数、植株密度和株高显著正相关（P<0.05），与LDMC和叶片碳含量显著负相关（P<0.05）。（4）增加的年降水量通过增加株高、果实数和植株密度来间接增加AGB，EGSP则通过改变果实数间接影响AGB（图1）。研究干旱草原植物生产力对降水变化的响应时，EGSP和年降水量的变化都值得关注。植物数量特征和功能性状在驱动植物生产力对降水变化的响应方面具有重要作用。
该成果以“降水量对荒漠草原骆驼蓬（Peganum harmala）地上生物量的影响”为题发表于《中国沙漠》2022年第2期。西北研究院博士研究生郭新新为论文第一作者，左小安为论文通讯作者。
该研究获国家重点研发计划项目(2017YFA0604802)、国家自然科学基金项目(42071140)、中国科学院“西部之光”人才计划项目(E129050301)共同资助。
概念模型的单头箭头表示路径。箭线的宽度与关系的强弱成正比。标准化回归权重（沿路径）和总方差解释为所有预测因子指向该变量的结果。^， *， **和***表示路径在统计上显著水平分别为0.05<P<0.1，P<0.05，P<0.01和P<0.001
图1 骆驼蓬地上生物量与降水处理、生长季前期降水、植株密度、株高、果实数的所有交互作用途径的结构方程模型
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