草原是我国重要的生态系统类型，是重要的生态屏障和绿色畜牧业生产基地，在维护国家生态安全、粮食安全乃至全球生态平衡中发挥重要作用。当前人类活动加剧显著影响全球大气循环格局，导致干旱事件的发生强度、频率、面积等呈现不同程度的增加趋势，严重影响草原生态系统功能及其稳定性。因此，急需全面认识和评估干旱对草原生态系统的影响，为长期有效维持和提升草原牧草生产功能提供强有力的理论支撑。植物性状赋予草地植物环境适应策略，反映植物资源整合和获取能力，能够决定并预测特定的生态系统功能及其稳定性，为探究生态系统功能维持机制提供了新视角。 

　　为此，沈阳生态所生态化学计量组研究团队通过4年干旱和3年恢复试验，评估了干旱和恢复处理对地上净初级生产力时间稳定性的影响及其潜在机制。本研究测定草原植物器官（茎、叶、种子）和群落性状均值和多样性、种群稳定性及种间异步性，进而利用结构方程模型来评估草原生产力稳定性与潜在机制之间的关系，探讨了干旱和恢复处理如何改变这些机制对生产力稳定性的相对贡献。 

　　结果表明，干旱条件下禾草生产力趋于平稳，而杂类草生产力稳定性显著降低，导致总生产力稳定性在干旱条件下没有显著降低。干旱停止后草原总净初级生产力快速恢复，恢复期间禾草和杂类草生产力稳定性均有助于总生产力的稳定性。综合考虑干旱和恢复时期，由于总生产力从干旱到恢复阶段的快速变化，导致植物总生产力稳定性下降。结构方程模型结果显示，植物群落功能多样性和性状加权平均通过改变种间异步性和种群稳定性，直接或间接地调节了干旱和恢复阶段的总生产力时间稳定性。具体而言，总生产力时间稳定性与植物群落的功能离散指数呈显著正相关，维持草地生产力稳定性的是种子性状（如种子宽度和厚度），而不是植物生长性状（如比叶面积和叶片养分含量），具有大且厚种子的植物群落生产力对降水变化的敏感性较低，稳定性较高。 

　　这些研究结果强调了考虑物种间功能性状分布和优势种种子性状的重要性，全球气候变化情景下这些植物性状的协同机制有助于维持生态系统功能的稳定性。 

　　研究结果以Plant traits modulate grassland stability during drought and post-drought periods为题发表于Functional Ecology杂志上。沈阳生态所雒文涛副研究员为第一作者和通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金和中科院青促会等项目的资助。 

草原干旱实验平台

干旱条件下草原植物群落性状与地上生产力稳定性的关系