贺金生教授团队解析青藏高原植物不同功能群对季节非对称性增温的特异性响应

植物叶片在衰老前进行养分回收是一种重要的养分保存机制，该过程能够优化植物适合度，从而维持生态系统功能和稳定性。在全球气候变暖背景下，冬季增温速度显著快于其他季节，尤其是在高纬度和高海拔地区，如青藏高原。这种“季节非对称变暖"如何影响高寒生态系统植物养分的回收策略目前尚不清晰。

 针对上述问题，贺金生教授团队依托在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站（简称“海北站"）建立的长期增温控制实验，利用其中的全年均匀增温、季节非对称增温（冬季增温幅度是生长季增温幅度的2倍，而保持年均温和全年均匀增温相同），解析了非对称增温增温对青藏高原高寒草甸四个主要功能群（禾草、杂类草、豆科、莎草）植物叶片氮、磷回收效率的影响。

 结果发现：（1）植物功能群对两种增温方式响应迥异：禾草表现出的稳定性，无论哪种增温模式，其养分策略均未显著改变，这可能是其在高寒草甸占据优势的关键；（2）豆科在全年增温模式下具有更强的氮磷获取优势，未来可能更具竞争力；（3）杂类草在在冬季增温模式下对磷的获取处于劣势。总体而言，全年增温由于增加了豆科植物的比例，可能使生态系统更受磷限制，而冬季增温由于微生物碳限制及氮淋溶则可能加剧氮限制。该研究系统揭示了季节不对称增温对不同植物功能群养分策略的差异化影响，为预测未来高寒生态系统群落组成变化提供了新视角。

 该项成果于8月2日在线发表在国际著名学术期刊Functional Ecology。兰州大学草地农业科技学院博士后宋欢欢为论文第一作者，贺金生教授为通讯作者。兰州大学冯彦丽博士和中国科学院西北高原生物研究所张振华研究员参与该项工作。研究工作得到了国家自然科学基金、甘肃省重大科技等项目资助。

图1 增温-降水试验平台

图2 增温对4个功能群成熟和衰老叶片氮浓度和氮再吸收效率的影响

图3 增温对4个功能群成熟和衰老叶片磷浓度和磷再吸收效率的影响

图4 全年增温和冬季增温对不同功能群叶片氮磷比和氮磷重吸收比的影响

华益瑞有幸于2018年为海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站（简称“海北站"）的科研团队提供了增温改造服务以及物候系统、水分监测系统、多光谱系统等仪器设备的安装调试技术服务。该生态站项目承载着中国科学院“百人计划"、“国家杰出青年科学基金"以及科技部“全球变化国家重大科学研究计划"等多项重要科研任务。

本研究依托此生态站，旨在揭示青藏高原植物不同功能群对季节非对称性增温的特异性响应。该站主要观测设备包括：

图5 夏季增温实验区 模拟夏季全球气候变暖

图6 冬季增温实验区 模拟冬季全球气候变暖

图7 常年增温实验区

图8 物候监测系统

图9 多光谱系统

图10 土壤剖面多参数监测系统

自成立以来，华益瑞始终专注于为气象、生态等科研领域提供高质量的观测方案与技术支持。本次项目的仪器安装与系统调试，旨在输出可靠、准确的数据，为全球气候变暖对高原草地影响研究夯实基础。未来，我们将继续秉承“做懂科研实验的服务者"的愿景，与更多科研单位携手合作，共同推动我国科研事业蓬勃发展。

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文章来源：青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站

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