Plant Soil:草地生態(tài)系統(tǒng)地下功能屬性及其生態(tài)系統(tǒng)功能沿干旱梯度的變化規(guī)律
日期:2023-05-16 18:34:46

植物功能屬性不但影響植物個體的適合度(響應(yīng)屬性Response traits),而且影響生態(tài)系統(tǒng)的功能(效應(yīng)屬性Effect traits)。相比地上功能屬性,地下功能屬性研究相對滯后,但地下功能屬性在響應(yīng)環(huán)境變化中的重要作用不可忽視(響應(yīng))。群落物種組成、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)抗侵蝕性等生態(tài)系統(tǒng)功能也受到包括粗根、細(xì)根、根狀莖、鱗莖和塊莖在內(nèi)的地下器官及其功能屬性的影響(效應(yīng))。


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圖1 基于屬性的響應(yīng)和效應(yīng)框架(Laughlin, 2014)


鑒于當(dāng)前對地下功能屬性如何影響生態(tài)系統(tǒng)功能的認(rèn)識主要基于對少數(shù)物種或過程的研究,缺乏生態(tài)系統(tǒng)水平的系統(tǒng)性研究,捷克科學(xué)院植物研究所的Klimesová等(2023)聚焦溫帶草地生態(tài)系統(tǒng)地下功能屬性和生態(tài)系統(tǒng)功能沿干旱梯度的變化規(guī)律,基于文獻(xiàn)調(diào)研,挖掘了與干旱梯度上植被突變相關(guān)的地下器官效應(yīng)屬性。研究發(fā)現(xiàn),干旱化早期,植物地下功能屬性變得更加保守,產(chǎn)生少量的地下凋落物,導(dǎo)致養(yǎng)分循環(huán)速率變慢;隨著干旱加劇,季節(jié)性更新對地下芽庫的依賴較小,對種子的依賴增加,導(dǎo)致生產(chǎn)力的年際變異增大;根狀莖植物逐步從群落中退出,深根植物在群落中變得越來越重要,導(dǎo)致土壤資源利用格局發(fā)生改變,且土壤變得更易受到侵蝕;在極端干旱條件下,除多年生鱗莖植物外,多年生植物將從植物群落中退出,群落變成由只產(chǎn)生少量凋落物和能夠利用短暫降水的一年生植物主導(dǎo),生態(tài)系統(tǒng)崩潰。研究結(jié)果表明,地下功能屬性有助于認(rèn)識環(huán)境變化下生態(tài)系統(tǒng)功能的轉(zhuǎn)變機(jī)制。


最近,該項研究結(jié)果以“Belowground plant traits and their ecosystem functions along aridity gradients in grasslands”為題發(fā)表于Plant and Soil。


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圖2 草地生態(tài)系統(tǒng)物種組成和蓋度在干旱梯度上發(fā)生突變


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圖3 北美大草原(A)和內(nèi)蒙古草原(B、C)芽庫密度(A、B)和不同地下芽在干旱梯度上的相對表現(xiàn)(C)

—— 參考文獻(xiàn) ——
Klime?ová, J., Martínková, J., Bartu?ková, A. et alBelowground plant traits and their ecosystem functions along aridity gradients in grasslands[J]. Plant and Soil, 2023. 

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