Response of plant community to experimental warming in Horqin Sandy Land

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00073

Journal of Desert Research ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (1): 151-160.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00073

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Response of plant community to experimental warming in Horqin Sandy Land

Tianling Bao¹^,³(), Jiliang Liu²^,³, Feng Yuan⁴, Yinlong Li⁵, Zhenyu Jia⁶, Chengchen Pan¹^,³()

^1.Naiman Desertification Research Station /, Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China
^2.Linze Inland River Basin Research Station, Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China
^3.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China
^4.Inner Mongolia Caoye Technology Innovation Center Co. ，Ltd. ，Hohhot 010050，China
^5.Inner Mongolia Mengcao Soil Science and Technology Co. ，Ltd. ，Hohhot 010010，China
^6.Mengcao Ecological Environment （Group） Co. ，Ltd. ，Hohhot 010010，China

Received:2023-05-22 Revised:2023-07-03 Online:2024-01-20 Published:2023-12-26
Contact: Chengchen Pan

Abstract

Abstract:

Climate warming has important implications for plant community structure and function. Sandy grasslands are particularly vulnerable to global warming in arid and semi-arid regions. Here， we investigated the effects of experimental warming on plant communities in Horqin Sandy Land of Inner Mongolia， northern China. The results showed that experimental warming had significant impacts on plant community composition. Experimental warming caused a rapid increase in the proportion of Artemisia annua and Cleistogenes squarrosa， but a decrease in that of Setaria viridis. The warming significantly reduced species richness， Shannon-Wiener diversity index and Simpson diversity index， as well as the aboveground biomass of entire plant communities， annual and perennial herbs by 22.71%， 26.37% and 20.10%， respectively. Network complexity of plant communities decreased under warmed conditions. In conclusion， plant communities are very sensitive to global warming in Horqin sandy land. The declines in plant diversity and vegetation biomass caused by climate warming likely exacerbate the degradation of sandy grassland and the decline of ecological functions.

Key words: Horqin Sandy Land, warming, plant diversity, biomass, network analysis

CLC Number:

Q945

Tianling Bao, Jiliang Liu, Feng Yuan, Yinlong Li, Zhenyu Jia, Chengchen Pan. Response of plant community to experimental warming in Horqin Sandy Land[J]. Journal of Desert Research, 2024, 44(1): 151-160.

Figures/Tables 9

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处理	土壤温度/℃	土壤湿度/%
对照	14.59±0.31	1.62±0.06
增温	15.38±0.30	1.49±0.03

处理	土壤温度/℃	土壤湿度/%
对照	14.59±0.31	1.62±0.06
增温	15.38±0.30	1.49±0.03

科	种	生活型	重要值
科	种	生活型	对照	增温
菊科	黄蒿(Artemisia scoparia)	多年生草本	0.20±0.05	0.24±0.05^*
	大籽蒿(Artemisia sieversiana)	多年生草本	0.15±0.05	0.06±0.03
	艾蒿(Artemisia argyi)	多年生草本	—	0.02±0.01
禾本科	糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)	多年生草本	0.01±0.01	0.15±0.07^*
	狗尾草(Setaria viridis)	一年生草本	0.40±0.06	0.28±0.06^*
	白草(Pennisetum centrasiaticum)	多年生草本	0.02±0.01	0.02±0.01
	画眉(Eragrostis pilosa)	一年生草本	0.01±0.01	—
	芦苇(Phragmites australis)	多年生草本	0.08±0.05	—
藜科	雾冰藜(Bassia dasyphylla)	一年生草本	0.01±0.01	—
	猪毛菜(Salsola collina)	一年生草本	0.05±0.02	0.05±0.02
	虫实(Corispermum hyssopifolium)	一年生草本	—	0.03±0.02
蒺藜科	蒺藜(Tribulus terrester)	一年生草本	0.04±0.01	0.13±0.05
紫草科	砂引草(Tournefortia sibirica)	多年生草本	0.02±0.01	0.02±0.01
苋科	反枝苋(Amaranthus retroflexus)	一年生草本	0.01±0.01	—
马齿苋科	马齿苋(Portulaca oleracea)	一年生草本	0.01±0.01	—

科	种	生活型	重要值
科	种	生活型	对照	增温
菊科	黄蒿(Artemisia scoparia)	多年生草本	0.20±0.05	0.24±0.05^*
	大籽蒿(Artemisia sieversiana)	多年生草本	0.15±0.05	0.06±0.03
	艾蒿(Artemisia argyi)	多年生草本	—	0.02±0.01
禾本科	糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)	多年生草本	0.01±0.01	0.15±0.07^*
	狗尾草(Setaria viridis)	一年生草本	0.40±0.06	0.28±0.06^*
	白草(Pennisetum centrasiaticum)	多年生草本	0.02±0.01	0.02±0.01
	画眉(Eragrostis pilosa)	一年生草本	0.01±0.01	—
	芦苇(Phragmites australis)	多年生草本	0.08±0.05	—
藜科	雾冰藜(Bassia dasyphylla)	一年生草本	0.01±0.01	—
	猪毛菜(Salsola collina)	一年生草本	0.05±0.02	0.05±0.02
	虫实(Corispermum hyssopifolium)	一年生草本	—	0.03±0.02
蒺藜科	蒺藜(Tribulus terrester)	一年生草本	0.04±0.01	0.13±0.05
紫草科	砂引草(Tournefortia sibirica)	多年生草本	0.02±0.01	0.02±0.01
苋科	反枝苋(Amaranthus retroflexus)	一年生草本	0.01±0.01	—
马齿苋科	马齿苋(Portulaca oleracea)	一年生草本	0.01±0.01	—

处理	节点数	总连接数	平均连接度	聚集系数	连通性	模块化指数
对照	13	72	5.538	0.913	0.900	0.185
增温	10	44	4.400	0.978	1.002	0.056

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