image: Spring view of shelters used to impose experimental drought in a central US grassland view more
Credit: Image credit: Alan K. Knapp
一项研究发现，在极端干旱时期的季节性降水模式的改变可能解释草原对20世纪30年代美国沙尘碗干旱时期的响应。在20世纪30年代美国沙尘碗干旱时期，使用C3光合作用路径的植物扩张到了此前以C4光合作用路径为主的草原。这种转变是反直觉的，因为C3植物通常水利用效率更低，而且比C4植物对高温更敏感。为了理解在干旱期间C3植物的扩张背后的因素，Alan K. Knapp及其同事在美国堪萨斯州和怀俄明州的实验草原地块模拟了4年的极端干旱。在干旱地块，C3植物生物质生产增加到了至多原来的5倍，而C4植物的生物质下降，这符合对尘埃碗时期的观测结果。对长期气候记录的分析揭示出了在温暖的温度和高降水量同时出现的时候，C4草在该地区占主流，而C3草通常随着相对高的冷季节降水的增加而增加。这组作者指出，在极端干旱年份，在凉爽天气时期的降水比例增加，这导致了一种偏爱C3草的季节性降水模式。这些结果解释了尘埃碗时期植被对极端干旱的响应的悖论。这组作者说，此外，这些发现揭示出了在具有全球重要性并且在气候上脆弱的草原，植物对极端气候的响应可能包括了无法根据已知的植物生理性状加以预测的生态系统功能的转变。
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Journal
Proceedings of the National Academy of Sciences