Holzverdrängung von Pinus sylvestris var. mongholica reduziert die Multifunktionalität von Ökosystemen in der Hulunbuir-Steppe

Zusammenfassung Pinus sylvestris var. mongholica wurde aufgrund seiner ökologischen Vorteile in der Sandstabilisierung und Kohlenstoff-Sequestrierung umfangreich im Dreinordenschutzwaldprogramm Chinas gepflanzt. Allerdings hat seine fortwährende Expansion in natürliche Lebensräume – und die damit verbundenen Risiken für das Funktionieren von Graslandökosystemen – unzureichende Beachtung gefunden. Hier fokussieren wir uns auf ein repräsentatives P. sylvestris var. mongholica–Grasland-Ecotone in der Hulunbuir-Steppe und quantifizieren systematisch, wie Holzverdrängung die Multifunktionalität von Graslandökosystemen (EMF) entlang eines Habitatgradienten beeinflusst, der offenes Grasland, Inter-Kronen-Grasland (IG) und Unter-Kronen-Grasland (UG) umfasst. Wir haben zudem die über- und unterirdischen Mechanismen erforscht, die diese Reaktionen antreiben. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Holzverdrängung die Grasland-EMF signifikant reduzierte, hauptsächlich aufgrund von Rückgängen in der krautigen Vielfalt, die durch Kronenbeschattung verursacht wurden. Der Nährstoffkreislauf im Boden, die Kohlenstoffspeicherung und die Multifunktionalität des Bodens nahmen kontinuierlich linear mit zunehmender Verdrängungsintensität ab, was die hohe Empfindlichkeit der unterirdischen Prozesse unterstreicht. Analysen des n-dimensionalen Hypervolumens und Pfadmodellierung deuteten weiter auf asynchrone Reaktionen zwischen ober- und unterirdischen Ökosystemfunktionen hin, wobei die funktionalen Räume des Bodens in UG- und IG-Lebensräumen größere Ähnlichkeiten aufwiesen als die funktionalen Räume der krautigen Vegetation. Regionale klimatische Bedingungen verstärkten indirekt die negativen Auswirkungen auf die Funktionsweise des Ökosystems, indem sie das Baumwachstum förderten und die Bestandsmerkmale stärken. Unsere Studie hebt die Notwendigkeit von Frühwarnüberwachungen und adaptiven Managementinterventionen hervor, um die Auswirkungen der Verdrängung durch P. sylvestris var. mongholica zu mildern und die Multifunktionalität des Graslandes aufrechtzuerhalten.