凈初級生產力的形成和維持是生態系統的基礎功能，由地上和地下生產力兩部分構成。長期以來，由于受到取樣條件、研究方法、研究成本等多方面的限制，對地下生產力的了解遠遠滯后于對地上生產力的了解。全球陸地生態系統平均而言，地下生產力占總生產力的46%，而在草原生態系統中這一數字為64%。
中國科學院沈陽應用生態研究所生態化學計量學組研究團隊依托在內蒙古額爾古納建立的草甸草原氮素添加控制實驗平臺，基于對96個群落的地上和地下生產力為期五年的連續監測（2016—2020年），結合多尺度生產力穩定性理論框架，研究了不同空間尺度(局域、區域) 草甸草原地上、地下以及總生產力穩定性在多種氮素輸入量條件下的變化情況。
研究顯示，隨著氮素輸入量的增加，植物多樣性逐漸喪失，進而降低了局域和區域尺度上的地上生產力穩定性，但沒有改變兩種空間尺度上的地下生產力穩定性和總生產力穩定性。地下生產力穩定性決定了總生產力穩定性對氮添加的響應模式。對于地上生產力和地下生產力而言，其空間異步性在維持區域尺度上生產力的穩定性方面均發揮重要作用。這同時說明，地下生產力的穩定性對氮素輸入的響應與地上生產力的響應截然不同。由于地下生產力對總生產力的較大貢獻，該研究認為，以往研究中所得到的“氮素輸入降低地上生產力穩定性”的結論不能簡單推至生態系統總生產力。
相關成果發表在Global Change Biology上。研究得到國家自然科學基金等資助。
利用結構方程模型解析氮添加對草甸草原生產力穩定性的影響
來源：中國科學院沈陽應用生態研究所
