人類工農(nóng)業(yè)活動的增加，導(dǎo)致越來越多的氮素排放到大氣并沉降在陸地生態(tài)系統(tǒng)表面。氮沉降的增加也成為影響生態(tài)系統(tǒng)植物群落結(jié)構(gòu)和功能的重要全球變化因子。干旱區(qū)約占全球陸地面積的1/3，由于土壤普遍缺乏氮素，對氮沉降的增加響應(yīng)尤為敏感。當(dāng)前，關(guān)于氮沉降對荒漠生態(tài)系統(tǒng)植物群落影響的研究報道較少。但荒漠地區(qū)大量存在的一年生植物為揭示荒漠植物在年際間如何響應(yīng)氮沉降的增加提供了理想的研究材料。

　　近期，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員張元明團(tuán)隊以準(zhǔn)噶爾荒漠為研究區(qū)，設(shè)定了長期氮沉降模擬增加樣地，開展了連續(xù)3年的觀測實驗，研究荒漠草本植物群落對氮增加的響應(yīng)。研究表明：1）植物豐富度、均勻度、密度和生物量等指標(biāo)對氮的響應(yīng)既具有濃度依賴性，又具有季節(jié)依賴性，大部分指標(biāo)隨著時間的增加效應(yīng)變得更加明顯。2）氮能夠降低物種豐富度，尤其是在高濃度氮增加下，物種數(shù)量能夠在3年之內(nèi)減少一半。均勻度和密度在2年之內(nèi)響應(yīng)較小，在第3年負(fù)效應(yīng)則開始顯現(xiàn)。3）低濃度的氮能夠增加生物量，但是隨著年限增加，這種效應(yīng)可能消失，而高濃度的氮具有抑制作用。4）所有的指標(biāo)之間相互聯(lián)系，具有級聯(lián)效應(yīng)，即生物量對氮素增加的響應(yīng)受到豐富度、均度及其它群落結(jié)構(gòu)變化的影響，而并不僅是直接受氮素的作用?？傮w來講，氮沉降與群落屬性關(guān)系并不僅僅隨季節(jié)變化，同時也隨時間變化具有一個累積效應(yīng)，但這種時間上的變化與季節(jié)和年際的環(huán)境條件不相關(guān)。以上研究成果對深入理解氮沉降對荒漠生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響具有重要意義。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Science of The Total Environment上，副研究員周曉兵為第一作者，張元明為通訊作者。該研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金等的資助。