過去幾十年里隨著全球降水和氮沉降的增加，許多生態(tài)學家致力于研究生態(tài)系統(tǒng)功能與全球環(huán)境變化之間的關系，并取得了一些重要進展。然而，我們對生態(tài)系統(tǒng)響應環(huán)境變化背后的機理仍缺乏認識，這也限制了我們預測未來全球變化情景下生態(tài)系統(tǒng)變化的能力。我國溫帶典型草原具有重要的生態(tài)和社會經濟地位，但也面臨未來降水增加和氮沉降加劇的情景。
中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所土壤化學組徐柱文博士等與美國佐治亞理工學院蔣林教授合作，通過長期的野外氮、水控制實驗，系統(tǒng)研究了環(huán)境變化影響我國溫帶典型草原生產力的直接和間接過程。研究結果表明，增加氮、水既直接提高生產力，又通過增加植物功能多樣性的兩個組分間接驅動生產力。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力的變化。更為重要的是，發(fā)現增加群落植物功能多樣性的一個組分（community-level weighted mean of plant stature）會提高該草地生產力，而增加另一個組分（functional dispersion）則會降低生產力。本研究首次提供了上述兩個功能多樣性組分對草地生產力具有相反影響的實驗證據，同時也表明群落中優(yōu)勢物種的性狀以及物種間的性狀分布在調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)功能中都具有重要作用。本研究對于理解全球環(huán)境變化驅動草地生產力的過程和機理具有重要的意義。
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。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃和美國國家科學基金的資助。
圖1. 添加氮（N）、水（W）對溫帶典型草地植物生產力的影響
圖2. 土壤氮、水有效性直接或通過影響植物功能多樣性（CWM stature, functional dispersion）間接驅動溫帶典型草地植物生產力
