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青海省寒区恢复生态学重点实验室在毒杂草种群扩张影响及机制的研究中取得进展

2022-06-29  

  气候变化和人类活动的影响引起了高寒草地的退化,其中毒杂草入侵是草地退化的重要指示因子。中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室研究团队以甘肃马先蒿为研究对象,对其种群扩张不同阶段展开研究。结果发现,甘肃马先蒿种群扩张显著增加了群落丰富度指数、Shannon-Wiener指数和杂类草的地上生物量比例(p<0.05),而群落总生物量,禾本科和莎草科植物地上生物量比例未见显著降低(p>0.05);土壤水分、AOCNO3-·N显著降低(p<0.05),而土壤pH和土壤全量养分变化不显著,有效磷(AP)先降低后升高(p<0.05)。SEM模型表明甘肃马先蒿种群扩张导致物种丰富度、杂类草地上生物量比例和群落需水量增加,进而促进土壤有效养分的过度利用,最终导致土壤质量下降。本研究阐明了高寒草地毒杂草入侵爆发的一种生态机制,为草地管理提供了科学依据和理论指导。

  该研究结果以Effects of Pedicularis kansuensis Expansion on Plant Community Characteristics and Soil Nutrients in an Alpine Grassland为题发表在学术期刊Plants。本研究由青海省创新平台建设专项(2022-ZJ-Y02),国家自然科学基金(U20A2006U21A20186),第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0302),中国科学院-青海省人民政府三江源国家公园联合研究项目(LHZX-2020-08)共同资助。博士生秦瑞敏为论文第一作者,周华坤研究员为通讯作者。

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图1 甘肃马先蒿种群扩张影响植物-土壤系统的示意图

图2 甘肃马先蒿种群扩张影响土壤养分的SEM模型