東北地理所在干旱和養(yǎng)分富集如何影響灌木在草本濕地中擴(kuò)張方面取得新進(jìn)展
全球氣候變化影響下，北方草本濕地中的灌木擴(kuò)張現(xiàn)象持續(xù)加劇，揭示灌木擴(kuò)張機(jī)制可以為預(yù)測濕地植被格局對全球變化的響應(yīng)和反饋提供理論依據(jù)。灌木建殖（種子萌發(fā)、幼苗存活和生長）是灌木生活史的重要階段，可能會受到全球變化引起的干旱化和氮富集的協(xié)同影響，但是這一假設(shè)尚未被證實(shí)。
圖 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖
本研究在我國北方草本濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)三年的野外控制實(shí)驗(yàn)，探討干旱化和養(yǎng)分富集對灌木在草本沼澤中建殖的影響（圖 1）。通過設(shè)置不同水位（淹水vs.干旱）和養(yǎng)分（對照vs.氮添加）的全因子交互處理，并在每種處理水平下播種多種灌木種子，記錄灌木種子萌發(fā)，幼苗存活，幼苗生長以及周圍草本植被群落的生長情況，進(jìn)而研究干旱化和氮富集對灌木在草本植物群落中擴(kuò)張的直接和間接影響。
圖 2 干旱化和養(yǎng)分富集對灌木種子萌發(fā)、幼苗存活的影響
圖 3 干旱化和養(yǎng)分富集對灌木幼苗存活影響的結(jié)構(gòu)方程模型
結(jié)果發(fā)現(xiàn)第一年干旱化會顯著增加灌木植物的種子萌發(fā)和幼苗存活，且對幼苗存活的促進(jìn)作用一直持續(xù)到后兩年（圖 2）。結(jié)構(gòu)方程模型顯示干旱化通過間接降低灌木和草本植物對地上光資源的不對稱性競爭進(jìn)而促進(jìn)了灌木幼苗的存活（圖 3）。此外，三年持續(xù)的淹水處理導(dǎo)致了灌木幼苗全部死亡，但是經(jīng)過三年的干旱處理后，氮添加顯著地增加了灌木植株的葉片數(shù)、株高和莖粗（圖 4）。
圖 4 干旱化和養(yǎng)分富集對灌木幼苗生長的影響
本研究表明了干旱化為灌木在淡水沼澤中的建殖提供了重要的基礎(chǔ)條件。當(dāng)幼苗成熟后，氮富集可以通過促進(jìn)灌木的生長進(jìn)而促進(jìn)其擴(kuò)張。我們的研究通過探討干旱化和氮富集對本木植物不同建殖階段的影響，為探究全球變化背景下草本濕地中的灌木擴(kuò)張機(jī)制提供了新視角。
研究成果近期在線發(fā)表于生態(tài)學(xué)權(quán)威期刊Journal of Ecology。本研究由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所生物入侵生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)副研究員單利平（第一作者）、訪問學(xué)者Ayub M. O. Oduor副教授、高級工程師譚穩(wěn)穩(wěn)和劉艷杰研究員（通訊作者）共同完成。該研究得到了國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（No. 41901054）的資助。
論文信息如下：Shan,L.,Oduor,A. M. O.,Tan,W.,&Liu,Y. (2025). Drainage and nitrogen enrichment facilitate the encroachment of woody plants at various developmental stages in freshwater marshes. Journal of Ecology,00,1–13.
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/1365-2745.70030
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吉公網(wǎng)安備22017302000214號
