▤
▤ 智慧城市科研进展

中国林业科学研究院阐明樟子松侵入对草原生态系统多功能性的影响机制

💡这项突破是什么?

木本植物侵入现象广泛发生于全球草原生态系统,并通过改变植被结构、资源分配格局及生物地球化学过程,对草原生态系统产生重要影响。生态所恢复生态学团队近期在樟子松疏林草原林分结构变化、林下—林间—林外微生境分异及其与草本群落功能、土壤功能和生态系统多功能性之间的关联机制研究中取得了新进展,系统阐明了樟子松侵入对草原生态系统多功能性的影响及作用机制,可为干旱和半干旱草原生态系统的保护、恢复与适应性管理提供科学依据。

研究通过在呼伦贝尔樟子松疏林草原区设置调查样带,系统分析了不同樟子松侵入强度下林外、林间和林下草地的草本群落功能、土壤功能及生态系统多功能性变化(图1)。研究发现,樟子松侵入显著降低了草原生态系统多功能性,且多功能性水平沿林外草地、林间草地至林下草地依次降低;随着木本植物侵入指数升高,三类草地生境的生态系统多功能性均显著下降,其中土壤养分循环、碳储存和土壤多功能性对侵入强度的响应更为敏感。n维超体积分析表明,樟子松侵入改变了草地功能空间格局,林外与林下草地的总体功能空间相似性最低。气候变量可通过增强樟子松林分结构间接削弱草本和土壤功能,且负效应沿林外、林间至林下草地逐级增强(图2)。该研究表明,樟子松侵入对草原生态系统功能产生显著且具有生境差异性的影响,强调应重视侵入早期的生态风险识别与适度管理干预,以维持干旱和半干旱草原生态系统功能稳定性和恢复力。

图1 研究区位置(a)、土地覆盖分类(b)、调查样带(c)以及林外、林间和林下样方设置(d)

图2 樟子松侵入对草本群落和土壤功能的影响机制分析

上述研究成果以“Woody encroachment of Pinus sylvestris var. mongolica reduces ecosystem multifunctionality in Hulunbuir Steppe”为题,近期发表在国际生态学期刊Journal of Plant Ecology(IF = 3.9)上。生态所朱媛君副研究员和杨晓晖研究员为共同通讯作者,在读博士生赵京东为第一作者,蒙古国科学院植物园与植物研究所Indree Tuvshintogtokh研究员、山东省林业科学研究院王百竹助理研究员等参与了该项研究。该研究得到中央级公益性科研院所专项资金(CAFYBB2021ZW004)以及国家自然科学基金项目(32201628、32061123005)的资助。