我国古代有句著名的农时谚语 “瑞雪兆丰年”，在长期的农业耕作过程中，古人发现冬天雪下得越厚，来年作物的收成越好，这意味着人类从很早就开始认识到冬季降雪对植物生长的重要性了。然而，到目前为止，冬季雪量变化对自然生态系统中植被生长的影响作用及其内在的发生过程还不是很清楚。
随着人口的不断激增，化石燃料的开采和燃烧、森林的砍伐以及汽车尾气的排放与日俱增，导致大量温室气体排放到大气使全球温度升高。近年来的研究发现，在全球变暖的大背景下中国北方尤其是内蒙古东北部有明显的增雪趋势。人们经常看到全球变暖的后果是冰川和冻土消融、海平面上升以及降雨多变（长时间连续降雨或连续干旱），此时大家难免会产生类似的疑问：“温度升高，为什么冬季降雪反而增多？”。
事实上，大多数事物都具有两面性：温度升高，使北太平洋、南太平洋及南大西洋海平面压力上升，导致水汽传播增加；在冬季，水汽随着西伯利亚气流一起流动，在一些温度较低的区域就会以降雪的形式降落；而中国北方尤其是内蒙古地区冬季温度较低，同时位置处在西伯利亚气流的传播路径上，因而冬季降雪有增加趋势。同时，内蒙古草地的气候特点是夏季气温高，且降水相对少，因此植物生长经历干旱的事件常有发生。内蒙古地区是我国主要的草牧业基地，该地区草地的生长优劣不仅会通过改变植物对大气中CO2的吸收而影响全球气候，还会直接影响该地区的牧业经济发展。
那么，在内蒙古地区，冬季的“瑞雪”是否也会使该地区草地生长在干旱季节遇到“丰年”呢？
研究人员夏季进行野外监测设备检查
近期，中科院植物所刘玲莉研究组在该领域研究取得了新进展。研究人员通过挡雪网模拟冬季增雪，对内蒙古温带典型草地的生产力进行了为期五年的野外观测实验，以期揭示冬季增雪对草地生态系统生产力及群落稳定性的影响及其机制。
研究人员冬季采集积雪和雪下土壤样品
科研人员在零下20度的野外完成采样后的合影
研究人员发现冬季积雪是草地和土壤的“白色棉被”。积雪是良好的热绝缘体，可以降低土壤与大气之间的热量传输，使土壤受冬季寒冷空气的影响较小，因而积雪区域通常具有较高的土壤温度。相对温暖的微环境有利于土壤微生物的繁殖和生长，使得土壤微生物活动明显增强。与此同时，由微生物固持在体内及矿化到体外的氮成为土壤中潜在的大型养分库。
春夏时期，积雪是植物生长的“水库”。春季积雪融化，融化的雪水除了留在表层土壤外，还可以通过垂直运输储存到深层土壤中。此外，融雪期频繁的冻融过程通过不断的对土壤施加扩张和收缩的外力使大量的微生物破碎化，从而将冬季储存的大量养分释放到土壤中，并伴随融雪水进入不同土层深度。内蒙古地区属于典型的干旱和半干旱地区，冬季积雪带来的充足的水分和养分供应有效缓解了该地区植物生长早期的水分和养分胁迫，为夏季植物的生长和繁殖提供了良好的背景环境。
研究结果发现，观测期内有4年的生长季处于连续干旱，导致浅层土壤水分供给严重不足，造成的后果是未增雪区浅根系的禾草类植物地上生产力及物种数逐年降低，而深根系的杂草类植物地上生产力和物种数逐年增加，使得该群落内部的物种组成发生了明显的变化。相对而言，增雪区内不同功能群植物的地上生产力和群落组成均相对稳定（见下图），主要原因是冬季增雪提高了生长季期间深层土壤中水分和养分的供应，促进了该区域植物的生长，同时处于该区域的植物将更多的光合产物分配到根系中，使根扎得更深且长得更密，从而帮助植物获取深层土壤贮存的融雪水，使该区域的植物在干旱胁迫环境下仍可维持稳定的生产力和群落组成。
冬季增雪对植物生产力及群落稳定性的影响机制
在全球气候变暖的背景下，冬季较大的雪量可保证植物“根基”扎实，以“不变”应万变。不管面临多么严峻的生长环境，冬季“瑞雪”可保证植物来年依然是“丰年”。
