越来越多的证据表明，气候变暖正在推动世界范围内不同性状植物物种组成的变化，特别是在寒冷和高海拔地区。然而，由于难以将植物群落结构变化与生态系统功能的机制联系起来，气候变暖引起的植物群落结构变化对生态系统碳(C)循环的生态影响尚不清楚。植物功能性状直接反映了植物的生态策略，与生态系统功能密切相关，不受物种组成的分类差异的影响。因此，性状方法有助于提高我们对植物群落对气候变化的响应的理解，并为气候变化下植被调节生态系统C循环的作用提供了共同的机制基础。
基于此，中国科学院地理科学与资源研究所牛书丽研究员团队等合作通过对青藏高原人工增温实验与1500 km样带的野外调查相结合，探讨了气候变暖引起的植物群落组成和高度变化对该高寒地区生态系统碳固存的影响规律和机制。通过青藏高原的增温实验，发现增温不仅增加了植物的物种高度，而且改变了物种组成，共同导致植物群落的高度增加，并增加了净生态系统生产力(NEP)。在青藏高原1500 km的样带上，较高的植物群落通过与之相关的叶绿素含量和其他光合性状在群落水平上促进了NEP和土壤碳的增加。本研究通过人工增温实验与区域野外调查相结合，表明增温可以提高植物群落高度，有利于生态系统碳的固存。此外，植物群落高度越高，生态系统对C吸收的温度敏感性越高，这意味着在相同的温度升高条件下，植物群落高度越高的生态系统从大气中吸收的C越多。本研究强调了在气候变暖的情况下，植物群落高度的增加对形成生态系统C收支至关重要。本研究为研究气候变化和植物群落组成及性状变化对生态系统碳平衡的影响提供了新的思路。研究结果表明，在预测未来的生态系统变化和反馈时，建模工作应该考虑植被动态和相关的适热特性变化。
图1 增温条件下植物群落加权高度和组成的变化
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https://doi.org/10.1038/s41477-024-01705-z
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