研究揭示植物多样性与紫外辐射共同调控草地凋落物分解机制

凋落物分解是陆地生态系统碳循环的关键过程。近日，中国科学院植物研究所依托区域紫外辐射联网控制实验平台，在那曲、海北、固原、锡林浩特和四子王旗5个站点开展了长期野外分解实验。

研究人员根据各站点优势植物的生物量比例设置包含2—5个物种的混合凋落物，以表征当地自然凋落物输入，并分别构建自然紫外辐射和紫外衰减处理，开展了为期近4年的野外分解观测。研究发现，紫外衰减使不同站点混合凋落物的平均滞留时间延长3%—35%，表明紫外辐射对凋落物分解的促进作用具有明显的区域差异。物种丰富度和系统发育多样性较高的混合凋落物总体分解更快，其中多样性对分解的促进作用主要出现在早期阶段。更快的分解缩短了凋落物在地表的滞留时间，减少了累积紫外暴露，从而减弱光降解的相对作用。区域尺度上，多样性与紫外辐射强度共同解释了59%的站点间光降解效应差异，其中多样性的相对贡献为61.2%，高于紫外辐射强度的38.8%。

研究将植物多样性介导的凋落物混合效应纳入以“辐射强度×暴露时间”为核心的光降解量化分析框架，揭示了其对分解的双重调控路径：一方面直接驱动生物分解过程，另一方面通过调节凋落物在地表的滞留时间，间接影响非生物光降解的实际贡献。

这一发现从机制上阐明了生物多样性效应与紫外光降解过程之间的内在关联，为在自然群落尺度上评估混合凋落物光降解对碳周转的贡献提供了新的理论依据。

相关研究成果发表在Global Change Biology上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。

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凋落物混合效应调控紫外光降解的机制概念图