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在气候变暖和氮沉降加剧的背景下，植物物候正悄然改变。物候不仅影响植物的生长和繁殖，还在重塑生态系统的结构与功能。然而，不同植物功能群在全球变化下的物候响应是否一致？这些物候变化如何驱动群落动态？仍是草原生态系统应对全球变化的关键科学问题。

近日，内蒙古农业大学作为第一完成单位，在国际生态学百年权威期刊《Ecology》在线发表研究论文“Contrasting responses of flowering phenology in C₃ and C₄ plants shape grassland community structure under global change”（中译：C₃与C₄植物开花物候对全球变化的差异响应重塑草原群落结构）。该研究依托草地资源教育部重点实验室韩国栋教授于2006年牵头建立的内蒙古荒漠草原全球变化长期控制实验平台，系统解析了气候变暖与氮沉降背景下C₃和C₄植物开花物候的响应差异及其对草原群落结构的影响。

研究表明，C₃植物对气温升高更敏感，花期提前、持续时间缩短，优势度下降；而C₄植物在氮添加下花期显著延长，优势地位增强。收敛交叉映射模型结果表明，物候变化对植物优势度的影响大于反向作用，强调了物候在群落演替中的关键作用。结合全国多个草地生态系统数据，进一步证实了该物候响应模式具有广泛一致性。结构方程模型表明，土壤温度和水分有效性是驱动物候变化的关键因子，而生殖性状（如每株生殖枝数）是预测植物优势度的重要指标。

图1 增温和氮添加对植物开花物候及优势度的影响及其因果分析

为进一步揭示不同区域和功能群的物候响应规律，研究团队在《Journal of Plant Ecology》（中国科学院一区TOP期刊）发表论文“Climate warming advances plant reproductive phenology in China’s northern grasslands”（中译：气候变暖使中国北方草原植物生殖物候提前）。该研究基于25篇文献、1758组观测数据的Meta分析，首次揭示了中国北方草原植物营养与生殖物候对气候变暖的非对称响应：气候变暖显著延长了生殖物候的持续时间，而对营养物候影响不显著。植物在不同物候阶段对温度变化的敏感性存在差异，如每升高1℃，萌芽期提前1.7天、展叶期推迟3.4天、枯黄期提前0.6天。此外，不同功能群的响应存在显著差异：灌木和半灌木展叶时间明显提前，草本植物则响应较弱。该研究为草原生态恢复中的“功能群适配策略”提供了科学依据。 

图2 Meta分析揭示气候变暖对植物营养与生殖物候的差异性影响

两项研究均由内蒙古农业大学草业学院2022级博士研究生白璐为第一作者，草地资源教育部重点实验室任海燕教授为通讯作者。其中《Journal of Plant Ecology》论文由2020级硕士研究生田磊为共同第一作者。研究得到国家重点研发项目、国家自然科学基金等资助。

原文链接: https://doi.org/10.1002/ecy.70139

原文链接: https://doi.org/10.1093/jpe/rtae080