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Hongjiao Hu1,3, Xinping Liu1*, Yuhui He1,2, Jiaqi Jing1,3, Yao Zhang1,3
摘要: 在全球气候变化背景下,降水遗留效应深刻改变了半干旱草地的生态恢复轨迹,其机制性量化对评估此类脆弱生态系统的气候风险至关重要。基于内蒙古半干旱沙地草地一项为期7年的降水控制及后续原位恢复实验,本研究量化了不同降水格局下跨生态层级的遗留效应特征。研究发现,植被性状对降水遗留效应的承载能力强于土壤理化性质,并且随着植被性状的功能化(物种组成→生产力)或生态组织层次细化(群落→功能群),降水遗留效应增强,显著时强度可超50%。此外,干遗留效应普遍强于湿遗留效应;其方向在降水增减下均兼具正负性,并且在植被性状与其恢复力间普遍相反。在形成机制上,适度降水增加和极端降水减少的遗留效应主由植被层面信息遗留载体承载,适度降水减少和春季干旱则主由土壤层面物质遗留载体承载。具体而言,关键信息遗留载体为植被功能群结构组成:一年生植物主要承载正向的干遗留效应及负向的湿遗留效应,多年生植物则承载反向的遗留效应;并且,植被群落水平生产力和物种多样性上普遍负向的干湿遗留效应,归因于干旱期后多年生禾草和湿润期后一年生杂类草的持续扩张。关键物质遗留载体为土壤速效养分动态:其通过与其他土壤层面遗留载体的协同作用,显著促进了一年生植物上遗留效应产生。总之,尽管干湿遗留效应对部分较细层级的生态性状存在正向作用,但二者总体上均阻碍了沙地草地生态系统的植被恢复进程。因此,若忽视降水遗留效应,将严重低估半干旱生态系统(尤其是其敏感功能组分)所面临的气候变化风险。