過(guò)去幾十年里隨著全球降水和氮沉降的增加，許多生態(tài)學(xué)家致力于研究生態(tài)系統(tǒng)功能與全球環(huán)境變化之間的關(guān)系，并取得了一些重要進(jìn)展。然而，我們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)環(huán)境變化背后的機(jī)理仍缺乏認(rèn)識(shí)，這也限制了我們預(yù)測(cè)未來(lái)全球變化情景下生態(tài)系統(tǒng)變化的能力。我國(guó)溫帶典型草原具有重要的生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位，但也面臨未來(lái)降水增加和氮沉降加劇的情景。
中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所土壤化學(xué)組徐柱文博士等與美國(guó)佐治亞理工學(xué)院蔣林教授合作，通過(guò)長(zhǎng)期的野外氮、水控制實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究了環(huán)境變化影響我國(guó)溫帶典型草原生產(chǎn)力的直接和間接過(guò)程。研究結(jié)果表明，增加氮、水既直接提高生產(chǎn)力，又通過(guò)增加植物功能多樣性的兩個(gè)組分間接驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)力。和許多類似研究不同，該研究中物種和系統(tǒng)發(fā)育多樣性并不能解釋生產(chǎn)力的變化。更為重要的是，發(fā)現(xiàn)增加群落植物功能多樣性的一個(gè)組分（community-level weighted mean of plant stature）會(huì)提高該草地生產(chǎn)力，而增加另一個(gè)組分（functional dispersion）則會(huì)降低生產(chǎn)力。本研究首次提供了上述兩個(gè)功能多樣性組分對(duì)草地生產(chǎn)力具有相反影響的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，同時(shí)也表明群落中優(yōu)勢(shì)物種的性狀以及物種間的性狀分布在調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)功能中都具有重要作用。本研究對(duì)于理解全球環(huán)境變化驅(qū)動(dòng)草地生產(chǎn)力的過(guò)程和機(jī)理具有重要的意義。
上述研究成果以Plant functional diversity modulates global environmental change effects on grassland productivity為題發(fā)表于生態(tài)學(xué)旗艦期刊Journal of Ecology上(DOI: 10.1111/1365-2745.12951)，徐柱文為第一作者，姜勇研究員和蔣林教授為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助。
圖1. 添加氮（N）、水（W）對(duì)溫帶典型草地植物生產(chǎn)力的影響
圖2. 土壤氮、水有效性直接或通過(guò)影響植物功能多樣性（CWM stature, functional dispersion）間接驅(qū)動(dòng)溫帶典型草地植物生產(chǎn)力
