稳定的生态系统可提供可持续的生态功能和服务，研究生态系统稳定性的驱动机制尤为迫切和重要。近年来，学术界研究影响稳定性的机制更多关注物种相互作用和物种多样性。植物物候的变化将会影响植物的生物量积累，物种间相互作用，以及植物群落的物种组成。
然而，植物物候变化如何影响生态系统的稳定性是悬而未决的科学问题。
近日，兰州大学马妙君教授团队在青藏高原高寒草甸生态系统研究中取得了重要进展。研究发现，氮沉降的增加显著影响了植物的生长节奏（物候），从而降低了高寒草甸植物群落的稳定性。这一成果为理解未来气候变化对高寒生态系统功能的影响提供了新的科学依据。相关论文发表于《新植物学家》。
“氮和水是植物生长的关键因素，但过量的氮沉降可能对生态系统产生负面影响。”兰州大学教授马妙君表示，植物物候是指植物在不同季节的生长节奏，比如出叶、开花和结果的时间。这些节奏的变化会影响植物的生物量积累、物种间的相互作用以及群落的物种组成。研究团队推测，氮沉降可能通过改变植物的物候模式，进而影响整个生态系统的稳定性。
为了验证这一假设，研究团队在青藏高原东部的典型高寒草甸（海拔3540米）开展了为期四年的野外控制实验。他们选择了55种常见的高寒草甸植物，监测了它们的出叶和开花时间，并结合群落生物量动态和物种异步性（植物生长节奏的多样性）等指标，分析了氮添加和降水变化对植物群落稳定性的影响。
实验中，研究团队模拟了氮沉降增加的环境，通过添加氮肥来观察植物的反应。同时，他们还研究了降水变化对植物的影响，以全面了解气候变化对高寒草甸生态系统的潜在威胁。
实验结果显示，氮添加对不同植物功能群（禾草、莎草和杂类草）的生长节奏产生了显著影响。氮添加使禾草和莎草的营养期（从出叶到开花的时间）分别延长了4.62天和4.72天，而杂草的营养期却缩短了6.14天。此外，氮添加还增加了植物个体间的开花重叠程度，同时缩短了出叶重叠期。这意味着植物之间的生长节奏变得更加不一致，增加了物种之间的竞争。
研究进一步发现，氮添加显著降低了高寒草甸植物群落的稳定性。具体来说，氮添加降低了物种的异步性，即植物生长节奏的多样性，这是维持生态系统稳定的重要因素。同时，氮添加对莎草的时间稳定性（植物在不同年份的生长稳定性）产生了显著的负面影响，而对禾草的时间稳定性没有明显影响。氮添加通过延长莎草的营养期和增加植物个体间的开花重叠程度，显著降低了高寒草甸植物群落的整体稳定性。
这项研究创新性地从植物物候的角度揭示了氮沉降对高寒草甸生态系统稳定性的影响机制。研究发现，氮沉降对高寒草甸稳定性的影响并不是通过物种多样性的丧失，而是通过改变植物的生长节奏和优势功能群的稳定性实现的。这一发现为未来气候变化背景下高寒草甸生态系统的保护和管理提供了重要科学依据。
相关论文链接：10.1111/nph.70132
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