工业化革命以来，人类活动导致全球变化加剧，这会极大地影响植被生产力和生长季末期植被向土壤输入的凋落物量。凋落物层的变化会改变土壤微环境条件、植物种子萌发、物种丰富度和群落组成等，进而可能会影响生态系统碳循环过程。以往关于凋落物对碳循环过程的影响大多集中于土壤碳通量及土壤碳库等方面，关于凋落物输入量的改变如何调控生态系统水平的碳收支及其作用机理仍未知。
本研究基于自2005年建立于中国内蒙古典型半干旱草地的长期凋落物控制实验，包括对照、凋落物去除和凋落物添加处理，通过2011-2017年间连续观测数据，探讨植物地上凋落物输入量的变化对生态系统碳收支的影响及其内在作用机理。结果表明凋落物去除使到达土壤表面的光合有效辐射提高31 %，凋落物添加使之降低26.5%。凋落物去除使表层土壤无机氮含量降低13.6%，凋落物添加使之增加14.1%。凋落物去除提高豆科植物物种丰富度，凋落物添加提高禾草而降低杂类草物种丰富度。凋落物去除和添加均提高总生态系统生产力，前者通过提高光合有效辐射和豆科物种丰富度，而后者则通过改变物种组成，提高光合作用更强的禾草所占比重。凋落物去除对生态系统呼吸无影响，但凋落物添加使生态系统呼吸显著提高14.9%。因此，7年的凋落物添加实验处理对净生态系统生产力无影响，但凋落物去除使净生态系统生产力显著提高了23.9%。
本研究结果表明在未来全球变化情景下，若植物生产力增加，其所导致的植物地上凋落物量的增加未必会提高草地生态系统碳汇。相反，草地经营管理中适当地凋落物去除可能会是提高草地生态系统碳汇的有效措施之一。
该成果以“Long-term litter removal rather than litter addition enhances ecosystem carbon sequestration in a temperate steppe”为题于10月8日在线发表于《Functional Ecology》，该期刊为生态学国际主流期刊（JCR一区Top，2020年影响因子5.608，五年影响因子6.749）。生命科学学院青年教师王静博士为该论文的第一作者，万师强教授为通讯作者。河北大学为本文第一单位和通讯单位。该研究得到国家自然科学基金和河北大学高层次人才引进等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.13920
温带草地凋落物添加和去除对净生态系统生产力的影响及其潜在机理