基于種子性狀的生態(tài)系統(tǒng)功能維持機(jī)制
?全球變化條件下,干旱事件頻繁發(fā)生,導(dǎo)致我國北方草原生態(tài)系統(tǒng)功能受損,不僅極大地制約了草牧業(yè)的良性發(fā)展,而且對(duì)我國北方生態(tài)屏障功能構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,基于植物功能性狀變化及其介導(dǎo)的群落構(gòu)建過程,探討干旱事件對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)功能的影響機(jī)制是當(dāng)前全球變化生態(tài)學(xué)研究的焦點(diǎn)之一。植物種子功能性狀通過種子大小、萌發(fā)時(shí)間等特征影響種群更新和群落結(jié)構(gòu),是草地植物群落對(duì)干旱等氣候變化響應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)控因子。然而,相對(duì)于葉片、根系等營養(yǎng)器官,植物有性繁殖性狀(特別是種子性狀)變異規(guī)律及其與生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系研究尚未受到足夠重視。當(dāng)前,人們?cè)诟珊凳录?duì)草原種子性狀的影響及其對(duì)草地功能變化的調(diào)控機(jī)制方面知之甚少。?
基于此,中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所與中科院東北地理所、八一農(nóng)墾大學(xué)、中國農(nóng)科院等單位合作,依托我國北方溫帶草原干旱聯(lián)網(wǎng)長期定位觀測實(shí)驗(yàn)平臺(tái),結(jié)合北方草原植物種子收集和性狀測定,評(píng)估了草原植物群落種子性狀對(duì)干旱的響應(yīng)及其與地上凈初級(jí)生產(chǎn)力的關(guān)系,從植物種子性狀的角度深入解析功能多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn):干旱對(duì)植物群落種子性狀均值和多樣性的影響在不同草地類型之間存在顯著差別。草原生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力對(duì)干旱的敏感性不受植物群落種子性狀多樣性(豐富度、均勻度、離散度)的調(diào)控,而與植物種皮厚度這一重要種子性狀的均值顯著相關(guān)。這些結(jié)果揭示了優(yōu)勢植物種子性狀在植物群落應(yīng)對(duì)干旱脅迫過程中的重要作用,未來需要將種子性狀納入“性狀-功能”框架中以提高預(yù)測干旱如何影響草地生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)的準(zhǔn)確性,為基于植物功能性狀途徑揭示全球變化條件下草原生態(tài)系統(tǒng)功能維持機(jī)制提供了新證據(jù)。?
該研究成果以“Drought has inconsistent effects on seed trait composition despite their strong association with ecosystem drought sensitivity”為題發(fā)表在Functional Ecology上。雒文濤副研究員為第一作者,張紅香研究員和王洪義教授為通訊作者。該項(xiàng)研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中科院青促會(huì)等項(xiàng)目的資助。?
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圖1?草原植物種子性狀組成與生態(tài)系統(tǒng)功能之間的關(guān)系
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