近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤培肥与改良团队在极端干旱影响草原地下生产力方面取得新进展。研究依托草原极端干旱联网实验平台（Extreme Drought in Grasslands Experiment，EDGE），揭示了植物根系通过垂直重分配调控极端干旱影响的重要机制。相关研究成果以“Vertical root distribution underpins belowground resistance to extreme drought”为题发表在《国家科学评论（National Science Review）》上。
极端干旱对草原生态系统生产力的影响日益受到关注。以往的研究主要聚焦于地上生产力，而对地下生产力及不同土层根系如何响应极端干旱认识不足。特别是，不同草原生态系统的根系是否通过调整垂直分布维持地下功能，仍缺乏基于统一实验方法的多站点长期野外验证。本研究选取我国6个跨越明显降水梯度的草原生态系统，开展了连续4年的极端干旱实验。结果表明，极端干旱对整体地下净初级生产力和根系生物量影响较小，但不同土层之间发生了明显的补偿性重分配，而且这种调整方向随降雨量而变化，并与不同土层的土壤水分响应密切相关。研究阐明了极端干旱下草原植物根系的垂直分布规律，揭示了土壤水分变化调控根系在不同土层间重分配，维持地下净初级生产力和根生物量稳定性的机理。强调了根系垂直重分配对草原抗旱的重要作用，为理解和预测未来极端干旱下草原地下碳循环与生态系统稳定性提供了新视角。
图.极端干旱下不同草地根系垂直重分配及其与土壤水分变化的关系
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士后徐翀为第一作者，中国农业大学草业科学与技术学院张运龙副教授为共同第一作者。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所吴红慧研究员为论文通讯作者，科罗拉多州立大学Melinda D. Smith教授为共同通讯作者。中国科学院地理科学与资源研究所于贵瑞院士，山西农业大学徐明岗院士，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所张文菊研究员、辛晓平研究员、杨亚东研究员等为共同作者。该研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、国家自然科学基金（W2511021、32171651）、中央高校基本科研业务费专项资金（QNTD202505）、中国中医科学院科技创新工程（CI2024C003YN）和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（G2026-01-58）等项目资助。
文章链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag592