温度和降水是决定天然草地植物群落演替和地上净初级生产力(aboveground net primary productivity, ANPP)的主要因子。在过去的几十年中，青藏高原经历了快速变暖过程，与此同时，不同区域的降水也发生了很大变化。以往的研究表明，气候变暖对较干旱地区的植被生长产生负效应 (暖干化)，在相对湿润地区，产生的效应（暖湿化）则相反。但是，在不同研究中也存在着不一致的结果，并且对于其内在影响机制还缺乏足够认识。
近期，中国科学院青藏高原研究所生态系统功能与全球变化团队汪诗平研究员等依托西藏那曲高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站，对高寒小嵩草草甸开展一项为期7年的原位增温与降水变化(增水和减水)耦合试验，深入探讨了增温和降水变化对群落演替和ANPP的影响及相互作用。
研究结果表明，单独增温和暖湿化 (增温增水) 增加了杂类草ANPP (图1)。干旱 (减水) 降低了莎草科和杂类草的ANPP (图1)。然而，增温缓解了干旱对杂类草ANPP的负效应 (图1)。单独增温和暖湿化增加了物种丰富度和香农-维纳指数，干旱的效应则相反 (图2, 图3)。同时，增温抵消了干旱对香农-维纳多样性指数的负效应 (图3)。此外，干旱和暖干化 (增温减水) 增加了功能群异步性 (图3)。
增温和降水变化显著影响了群落ANPP，这种影响因年份而异。增温和降水变化的影响无交互作用 (图4a)。单独增温、暖湿化条件下，群落年平均ANPP分别增加了14%和21% (图4a)。而干旱、暖干化条件下，群落年平均ANPP分别降低了42%和26% (图4a)。然而，增温缓解了干旱对群落ANPP的负效应。增水以及与增温的耦合作用 (相较于单独增温) 对群落ANPP的影响均不显著。这表明，在该区域高寒草甸所处的环境温度可能仍没有达到植物生长最适温度，温度而非水分变化限制高寒草甸群落ANPP。
此外，减水通过降低莎草科、杂类草的ANPP以及降低植物多样性，进而降低群落ANPP。然而，增温缓解了干旱对群落ANPP的负效应 (图4a)。这可能是因为增温通过增加植物多样性和杂类草ANPP提高群落ANPP (图5)。总体上，增温和减水对高寒草地ANPP的影响是相反的，表明干旱降低了气候变暖对高寒草甸群落的正面影响。
研究成果以“Drought decreases the positiveimpact of warming on an alpine grassland community”为题，近期在线发表于《Science China-Earth Sciences》上，我所博士生阿旺为第一作者，汪诗平研究员为通讯作者。该研究获得西藏那曲市科技计划项目-重大专项、国家自然科学基金（42230504）、国家自然科学基金联合基金（U20A2005）和西藏阿里地区科技计划项目的联合资助。
文章链接：https://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11430-023-1370-1
图1 不同处理对功能群ANPP(禾本科(a)、莎草(b)、禾本科(c)、豆类(d))的影响
图2 不同处理对物种丰富度(S)、获得物种、丢失物种、物种丰富度周转率(TS)的影响(a-d)以及获得物种和丢失物种对物种丰富度变化的相对影响(e)
图3 不同处理对香农-维纳多样性指数(a)和异步性(b)的影响
图4 不同处理对群落ANPP的影响(a)，生物(b-e, g)、非生物(i)因子与群落 ANPP 的关系及处理对这些关系的影响(e, g)
图5 增温和减水影响群落ANPP的结构方程模型分析
