营养富集和排除食草动物扰乱了草地中由气候驱动的C3和C4植物之间的平衡

具有不同光合途径的植物分布受到气候的强烈制约：C3植物在较冷的温带地区更占优势，而C4植物则更适于高温、强光条件。全球范围内C3和C4植物的相对丰度会对局地食物网、分解作用、生产力以及其他关键生态系统过程产生级联影响。人类活动，包括气候变化、食草动物群落组成的改变以及养分有效性的增加，正在改变以C3和C4为优势类群的重要生态系统和作物的最适环境条件。基于来自六大洲112个站点的3,184个样地尺度观测，我们揭示了长期养分富集如何扰乱草地生态系统中由气候驱动的C3与C4植物平衡。我们发现，与预期一致，C4植物的全球分布与气候显著相关。然而，实验性养分添加降低了C4物种的相对盖度，其中氮和磷共同添加时下降幅度最大。排除食草动物对C4植物没有表现出一致性的影响。我们的结果提供了全球尺度的实验证据，表明升高的养分水平，尤其是氮，会通过改变不同植物功能类型之间的竞争结果来抑制C4禾草，即使在气候条件最适宜的情况下也是如此。这对于预测植被对全球变化的响应具有重要意义，并将对碳循环、初级生产力、食草动物动态以及粮食安全产生深远后果。

不同光合途径植物的分布受到气候的强烈制约：C3植物在较冷的温带地区更具优势，而C4植物则在更炎热、光照更强的条件下占优。全球范围内C3与C4植物的相对丰度会对局地食物网、分解作用、生产力及其他关键生态系统过程产生级联影响。人类活动，包括气候变化、食草动物群落组成变化以及养分可利用性增加，正在改变重要的C3和C4占优势生态系统与作物的最适条件。基于来自六大洲112个站点的3,184个样地水平观测，我们揭示了长期养分富集如何扰乱草地生态系统中由气候驱动的C3与C4植物平衡。

我们发现，与预期一致，C4植物的全球分布与气候显著相关。然而，实验性养分添加降低了C4物种的相对盖度，其中氮和磷同时添加时下降最为显著。排除食草动物对C4植物没有表现出一致性影响。我们的结果提供了全球尺度的实验证据，表明养分升高，尤其是氮增加，会改变不同植物功能类型之间的竞争结果，从而抑制C4禾草，即使在气候条件最适宜的情况下亦是如此。这对于预测植被对全球变化的响应具有重要意义，并将对碳循环、初级生产力、食草动物动态以及粮食安全产生深远影响。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.17.744757v1?rss=1

🏷️ 草地生态系统 C3/C4植物 营养富集 食草动物排除 全球变化 植物竞争