松嫩草原植物群落结构和功能对增温和氮沉降的响应

本项目以松嫩草原为研究对象，在野外自然条件下，模拟温度升高和氮沉降，探讨植物群落结构和功能对全球气候变化响应的研究。开展的主要研究内容：①植物群落结构和生物多样性，包括种类组成、群落数量特征、多样性指数；②群落功能，包括优势植物光合生理生态特性、植物群落系统CO2气体交换、植物群落呼吸量、水分利用效率、净第一性生产力和碳水通量的变化；③主要优势植物物候的变化规律和生殖数量特征的变化。揭示温度和氮素关键生态因子变化与植物的相互关系，及其协同作用，探讨群落结构和功能对全球变化的响应机制。为了解和预测草原生态系统对全球变化的适应过程提供理论依据。

在全球变化的背景下，温度升高和氮沉降是2个主要的生态问题，对陆地生态系统产生深刻的影响。本项目以松嫩草地为研究对象，在野外自然条件下建立模拟温度升高和氮沉降的控制试验，开展了植物群落优势物种生理生态及其物候；植物群落的种类组成、数量特征、生物多样性和演替动态的变化规律；植物群落凋落物分解和土壤生物活性及土壤主要营养元素对温度升高和氮沉降的响应机制的研究。研究结果表明，温度升高和氮沉降显著改变群落优势种羊草根茎克隆繁殖能力，影响羊草后代种群的繁衍和植物群落组成；群落组成发生明显变化，改变了禾草和非禾草的比例，使种群优势度、多样性发生改变；增温降低草地碳汇能力，施氮提高草地碳汇能力，同时可以缓解增温的负效应；增温和施氮都加快了凋落物的分解速度，缩短了凋落物C、N和P循环的周转时间，这对于松嫩草地C、N、P的存储和植物对C、N、P的吸收利用具有重要意义。项目的研究成果为预测在全球气候变化背景下，草地生态系统结构和功能的改变，提供了重要的理论依据。