城环学院贺金生课题组揭示植物多样性在高寒草地生产力维持过程中起关键作用

近50年来，青藏高原经历着两倍于全球平均的升温过程，同时降水格局也发生了明显的转变。剧烈的天气转变将如何影响高寒草地生态体系的结构和功能？其内在机制是什么？这些题目直接关系着高原5000万只藏系绵羊、1400万头牦牛以及大量野生有蹄类动物的生存与生长，与700万当地牧民的生产与生活紧密联系，一向为国内外研究者们所关注。为解答这些科学题目，科研人员必要战胜高原恶劣的天气条件，进行严酷的田野天气转变控制实验，因此工作难度极大。

北京大学城市与环境学院贺金生教授课题组与中国科学院西北高原生物研究所等单位合作，于2011年在青海海北高寒草地生态体系国家田野科学观测研究站（简称“海北站”），建立了大型的“增温-降水改变”控制实验。通过田野实验，结合海北站延续32年的地面监测，以及青藏高原9个站点实验研究的整合分析，探究了天气转变对高寒草地植物群落结构和生产力的影响。论文“Shifting plant species composition in response to climate change stabilizes grassland primary production” 于2018年4月17日发表在《美国国家科学院院刊》上。

青海海北高寒草地生态体系国家田野科学观测研究站的长期监测样地以及大型“增温-降水”实验平台

研究发现，尽管曩昔32年以来海北站天气呈现暖干化的趋势，但草地生产力无明显趋势性转变。但是，32年间草地物种组成却发生了显明改变，即深根系的禾草增长、浅根系的莎草削减。这种功能群组成的转变加强了植物群落对深层泥土水分的获取能力，有利于天气转变下生态体系初级生产力的稳固。天气转变控制实验进一步证实，增温文干旱处理有利于光合产物向地下分配，但对总初级生产力无明显影响。整合分析证明了天气变暖条件下物种组成这种改变在整个高原普遍存在。这些效果注解，高寒草地植物多样性在天气转变下生产力维持过程中起着关键作用。更紧张的是，课题组发现高寒草地生态体系并没有从天气变暖过程中受益，这和曩昔的熟悉完全不同。

高寒草地生态体系过程对天气变暖的相应及其对天气转变的潜在反馈。红色箭头(+）、蓝色箭头(-) 和红色箭头(?) 分别透露表现增长、削减和不确定

城环学院博士生刘慧颖为论文第一作者，贺金生为论文通信作者。该研究得到了科技部“全球转变研究国家庞大科学研究计划”，中国科学院先导专项，国家天然科学基金重点、面上等项目的资助。

贺金生课题组长期从事高寒生态体系对全球转变的相应与适应、高寒湿地温室气体排放及其对全球转变的反馈，以及高寒草地碳氮循环等方面的研究。课题组近5年对高寒生态体系的研究成果还发表在Nature Communications (2015, 6: 8159; 2017, 8: 15378)、Global Change Biology (2017, 23: 815-829)等期刊上。

编辑：麦洛

责编：山石