中國科學院成都生物研究所孫庚課題組，在2015年Plant & Soil上發(fā)表極端干旱對高寒草甸土壤生態(tài)過程影響的文章，揭示了高寒草甸土壤過程對極端干旱具有較強的恢復力以及植物和微生物相互作用共同調控極端干旱對土壤過程的生態(tài)效應。然而，與極端干旱相對的極端降雨事件，是否對一個中生性的高寒草甸有顯著影響，不同時間發(fā)生的極端降雨是否有不同效應，不同植物類群有何響應差異等問題值得進一步研究。
為此，孫庚課題組在青藏高原高寒草甸設置了百年一遇的極端降雨試驗，系統(tǒng)研究了發(fā)生在不同時間的極端降雨對高寒草甸植物地上地下生產力、群落結構、土壤呼吸、土壤酶活、土壤微生物、土壤養(yǎng)分和礦化過程等的影響。研究發(fā)現(xiàn)，高寒草甸對極端降雨有較強的恢復力，尤其是地下過程在極端降雨結束后在較短時間內就能恢復到與對照相近的狀態(tài)。但是，與全年降水均勻增加相比，極端性的降雨事件對青藏高原中生性的草甸系統(tǒng)有更顯著地影響，生態(tài)系統(tǒng)可能對這種極端性事件產生“記憶”而影響生態(tài)系統(tǒng)響應。研究結果表明，發(fā)生在春季和夏季的極端降雨對植物生產力有不同作用。春季極端降雨由于降低植物返青生長期的土壤溫度，導致微生物總量和活性降低，不利于植物地上生長。尤其是，春季極端降雨對禾草和莎草的負面影響比對雜草更明顯，可能是造成草地退化的原因之一。夏季極端降雨顯著增加土壤微生物量、酶活，進而有利于土壤礦化作用、增加土壤養(yǎng)分；土壤養(yǎng)分與水分的協(xié)同作用進一步增加植物地上生產力。
該研究成果近日以Biotic and abiotic controls in determining exceedingly variable responses of ecosystem functions to extreme seasonal precipitation in a mesophytic alpine grassland為題在線發(fā)表于期刊Agricultural and Forest Meteorology上。