凋落物分解是陆地生态系统碳循环的关键过程。已有研究表明，紫外辐射可以通过光降解促进凋落物周转，其作用强度取决于辐射强度、暴露时间和凋落物性质。现有光降解研究主要基于对单物种凋落物分解的实验观测，而自然生态系统中的凋落物通常由多个植物物种共同组成。不同物种凋落物混合后可产生协同或抑制作用，从而加速或减缓整体分解进程。与植物多样性相关的混合效应是否会进一步调节区域尺度上的光降解强度，目前仍缺乏实证研究。

　　针对这一科学问题，中国科学院植物研究所刘玲莉研究团队依托区域紫外辐射联网控制实验平台，在那曲、海北、固原、锡林浩特和四子王旗5个站点开展了长期野外分解实验，覆盖高寒草原、高寒草甸、典型草原和荒漠草原4种草地类型。研究人员根据各站点优势植物的生物量比例设置包含2—5个物种的混合凋落物，以表征当地自然凋落物输入，并分别构建自然紫外辐射和紫外衰减处理，开展了为期近4年的野外分解观测。研究发现，紫外衰减使不同站点混合凋落物的平均滞留时间延长3%—35%，表明紫外辐射对凋落物分解的促进作用具有明显的区域差异。物种丰富度和系统发育多样性较高的混合凋落物总体分解更快，其中多样性对分解的促进作用主要出现在早期阶段。更快的分解缩短了凋落物在地表的滞留时间，减少了累积紫外暴露，从而减弱光降解的相对作用。区域尺度上，多样性与紫外辐射强度共同解释了59%的站点间光降解效应差异，其中多样性的相对贡献为61.2%，高于紫外辐射强度的38.8%。

　　本研究将植物多样性介导的凋落物混合效应纳入以“辐射强度×暴露时间”为核心的光降解量化分析框架，揭示了其对分解的双重调控路径：一方面直接驱动生物分解过程，另一方面通过调节凋落物在地表的滞留时间，间接影响非生物光降解的实际贡献。这一发现从机制上阐明了生物多样性效应与紫外光降解过程之间的内在关联，为在自然群落尺度上评估混合凋落物光降解对碳周转的贡献提供了新的理论依据。未来区域碳循环和陆地生态系统模型在刻画光降解过程时，需纳入自然凋落物混合调控效应，以提高对气候变化和生物多样性变化共同作用下草地碳周转的预测能力。

　　该研究成果于8月20日发表于国际学术期刊Global Change Biology。植物所已毕业博士研究生杨森和特别研究助理苏姣为论文共同第一作者，刘玲莉研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。

　　文章链接：

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.71075

凋落物混合效应调控紫外光降解的机制概念图