春季降雪和降雨变化对青藏高原高寒草甸植物物候的影响

降水变化是未来气候变化的一个重要方面。青藏高原高寒草甸是我国重要的生态功能区和脆弱区，也是气候变化的显著和敏感地区。本研究以春季降水的独特性和对植物萌生的重要性为出发点，在青藏高原东部的高寒草甸上，操控春季降雪变化（降雪去除和雪量加倍）和降雨变化（降雨去除、雨量加倍和季节内再分配），模拟未来春季降水大幅减少、降水倍增、降雪倍增、降雨大减、降雨次数减少而单次降雨强度大增等普遍关注的降水变化图景，研究其对高寒草甸植物营养生长、开花和结果的时间和持续期的影响，探讨未来春季降水变化背景下高寒草甸群落动态和资源利用的潜在变化。研究将有助于回答春季严重干旱和降雪增多等降水变化如何影响生态系统过程和功能，为高寒牧区制定科学的气候变化适应性策略提供科学支撑。

目前，项目研究内容圆满完成，其研究结果对在未来全球变化条件下，青藏高原高寒草甸的保护和利用具有一定的理论参考价值。研究结果： 1）自然氮沉降和氮沉降增加条件下，最低空气湿度和最低土壤湿度与降水量分布的相关系数分别为0.735（P=0.000）、 0.539（P=0.005）、0.701（P=0.000）和0.527（P=0.007）；2）2011年降水季节分配对高原毛茛（Ranunculus tanguticus）和星毛委陵菜（Potentilla acaulis）的生殖物候有显著影响，氮沉降增加使小米草（Euphrasia regelii）的开花和结实持续期均明显延长。2012年降水季节分配模式及其与氮沉降增加的交互作用均对6种草地植物的生殖物候产生显著影响，氮沉降增加显著改变了除草地早熟禾（Poa pratensis）以外其它5种植物的生殖物候。3）2011年，A4降水模式下，高原毛茛生长期明显延长（P=0.025）。2012年，降水季节分配对湿生扁蕾（Gentianopsis paludosa）、星毛委陵菜和小米草的生长期有显著影响（P=0.001，P=0.032，P=0.004），氮沉降增加显著缩短四川嵩草（Kobresia setchwanensis）的生长期（P=0.027），且两因子交互作用对小米草和星毛委陵菜的生长期有显著影响（P=0.002, P=0.024）。4）温度与星毛委陵菜和四川嵩草的物候事件显著相关，湿度与草地早熟禾显著相关，而湿生扁蕾、小米草和高原毛茛则与两者均显著相关。5) 氮沉降增加条件下， 2011年，A2降水模式下四川嵩草的高度比自然降水条件下（对照）明显升高；2012年，A2降水模式下，其盖度比对照显著降低。6）2011年，A1降水模式下，杂类草生物量和总生物量均显著降低。2012年，A3降水模式下禾草类生物量和总生物量均显著减少，氮沉降增加使禾草类生物量和总生物量均明显增加。降水模式和氮沉降均未引起莎草类生物量显著改变。