蒙古草原研究揭示气候变化下植物群落稳定性的关键驱动因素

一个国际研究小组对蒙古草原的植物进行了研究，以评估这些植物群落随时间变化的稳定性。他们特别研究了气候干燥对植物群落的影响，并确定植物群落的稳定性在较干旱的地区下降得更快。这项研究有助于制定有效的管理策略，以在气候变化时期促进生态系统的稳定。

科学家们知道，气候变化会影响生物多样性影响植物群落稳定性的方式。稳定、健康的生态系统将提供食物和饲料生产、碳封存和土壤形成。理论预测，更高的生物多样性和更低的物种同步性可以提高群落的稳定性。物种同步性描述了物种丰富度如何随时间同时变化。某些物种丰富度的下降被其他物种丰富度的增加所弥补，从而保持生态系统层面的生产力稳定。

此外，植物物种稳定性(所有物种的平均稳定性，以群落中物种的丰富度加权，主要代表优势物种的稳定性)可能会增强群落的稳定性。检测生态系统稳定性的关键驱动因素为生态系统管理者提供了一种工具，通过管理某些植物物种的多样性和相对丰富度来提高生态系统的稳定性。

研究团队利用来自蒙古687个地点的八年数据开展了这项研究。他们评估了植物群落覆盖的时间稳定性(量化为时间平均值与标准差的比率)是否随干旱指数梯度呈线性或非线性变化，范围从极干旱的0.03到干旱亚湿润的0.58。时间稳定性描述了生态系统如何随着时间的推移保持相同的状态以应对环境变化或人类影响。

横滨国立大学环境与信息科学学院的佐佐木武宏教授说：“然后，我们解开了物种丰富度、群落范围内的物种同步性、所有物种的平均稳定性以及C3和C4物种之间的同步性对干旱梯度上时间群落稳定性的影响。”

在C3植物中，例如水稻、燕麦、大麦、小麦、大豆、棉花和花生，光合作用过程中产生的第一个碳化合物有三个碳原子。C4植物，例如玉米、柳枝稷或甘蔗，光合作用过程中产生四个碳化合物。地球上的大多数植物都是C3植物。

研究团队发现，当干旱指数超过0.2的阈值时，较干旱地区的植物群落的时间稳定性会下降得更快。

“物种同步性是群落稳定性的主要驱动因素，物种丰富度始终对群落稳定性产生负面影响，而C3和C4物种在干旱梯度上的同步性则对群落稳定性产生积极影响。在气候变化的背景下，保持C3和C4物种多样性高的植物群落将是增强蒙古草原群落稳定性的关键，”Sasaki说道。

该团队的工作提供了对植物群落稳定性驱动因素的相对重要性的全面了解，并提高了他们对稳定性机制的认识。

佐佐木说：“在制定有效的管理策略时，应该考虑我们在本研究中发现的植物群落稳定性的关键驱动因素，以确保在气候变化中提供对人类福祉至关重要的稳定的生态系统服务。”

展望未来，研究小组建议，未来的研究应评估牲畜放牧如何引起生物多样性变化，并在广泛的气候变化中影响植物群落的稳定性。放牧是旱地利用土地的主要方式，可以与气候和生物多样性相互作用，对生态系统的功能产生影响。

佐佐木说：“我们的最终目标是在多种全球变化因素的影响下，为干旱地区可持续利用提供有效的管理工具。”