【「瑞雪兆豐年」實錘了![雪花]】中國自古以來就流傳著「瑞雪兆豐年」的說法,那麼,這個民間經驗到底有沒有科學依據呢?日前,中國科學院植物研究所研究員劉玲莉研究組在內蒙開展了一系列實驗,揭示冬季積雪對草地生態系統的結構和功能起到了重要的調控作用。相關成果發表在最近的《全球變化生物學》、《功能生態學》和《土壤生物學和生物化學》上。

劉玲莉研究組以內蒙古溫帶典型草地為研究對象,利用擋雪網模擬冬季增雪,通過連續5年的野外觀測實驗,揭示了冬季增雪對生態系統生產力及群落穩定性的影響機制。

研究發現,冬季增雪導致生長季早期土壤的含水量增加,促進了深層土壤的水分傳輸和保存,增加了植物根系的碳分配和水分獲取能力,從而提高生長季凈生態系統的碳交換量,降低其年內和年際變異。

「這說明在氣候變化研究中,不僅要考慮生長季降水的變化,也要加強對冬季氣候變化導致的生態後果的機制探討。」劉玲莉說。

研究人員進一步分析發現,由於研究期間連續4年的生長季乾旱,對照區內禾草類植物地上生物量逐年降低,而雜草類植物地上生物量顯著增加,導致生態系統以禾草類植物主導轉變為後來以雜草類植物主導;但是,增雪處理下,不同植物功能群的地上生物量和群落組成卻維持相對穩定。

此外,劉玲莉研究組在內蒙古草地沿降水梯度選擇了8個公路擋雪牆開展聯網研究的結果表明,冬季增雪顯著提高了植物和微生物生物量,並改變了草地生態系統的群落結構。但並不會導致土壤有效氮含量的變化,因此植物和微生物生產力的上升加劇了二者的養分競爭,隨著冬季增雪量的上升,植物和微生物生物量間的關係由正相關轉變為負相關,同時難分解物種比例上升,植株高度增加進一步抑制光降解,使得凋落物層的周轉下降。

據了解,在乾旱和半乾旱草地生態系統中,水分是調控植物生產力、物種組成以及群落穩定性的關鍵因素,而冬季降雪是下一年植物生長早期的重要水分來源。受氣候變化影響,我國半乾旱和乾旱地區冬季降雪呈現上升趨勢,但冬季降雪的變化對於生長季群落結構及生態系統功能的影響機制卻尚不清楚。
(圖片:冬季增雪對植物生產力及群落穩定性的影響機制。中科院植物所供圖)
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