磷是維持陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的重要營(yíng)養(yǎng)元素,可通過(guò)影響植物元素平衡和食物網(wǎng)關(guān)系改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)。相比氮沉降對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)影響的研究,目前關(guān)于磷輸入如何影響草原節(jié)肢動(dòng)物群落,特別是不同功能類群響應(yīng)機(jī)制的認(rèn)識(shí)仍較為有限。
研究團(tuán)隊(duì)依托額爾古納森林草原過(guò)渡帶生態(tài)系統(tǒng)研究站長(zhǎng)期控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在溫帶草甸草原開展了連續(xù)7年的磷添加實(shí)驗(yàn),設(shè)置0、2、4、6、8和10 g P m-2?yr-1六個(gè)磷添加梯度,系統(tǒng)分析了植物化學(xué)計(jì)量特征與節(jié)肢動(dòng)物群落組成、豐度和多樣性之間的關(guān)系。
研究發(fā)現(xiàn),磷添加并未顯著改變節(jié)肢動(dòng)物群落總體豐度和多樣性,但顯著改變了其群落組成,尤其在4至10 g P m-2?yr-1磷添加水平下表現(xiàn)明顯。節(jié)肢動(dòng)物群落組成對(duì)磷添加呈非線性響應(yīng):隨磷添加水平升高,群落組成變化逐漸增強(qiáng),并在4 g P m-2?yr-1附近出現(xiàn)閾值后趨于穩(wěn)定(圖1)。這一變化模式與植物磷含量的響應(yīng)高度一致。進(jìn)一步分析表明,節(jié)肢動(dòng)物群落組成變化主要由植食性和腐食性類群驅(qū)動(dòng),而這兩類功能群的組成均與植物和凋落物磷含量密切相關(guān)。以上結(jié)果表明,植物磷含量變化是磷添加背景下調(diào)控草原節(jié)肢動(dòng)物群落組成的重要因素,揭示了植物-節(jié)肢動(dòng)物關(guān)系中由植物養(yǎng)分特征介導(dǎo)的非線性響應(yīng)機(jī)制。
研究結(jié)果以“Non-linear response of arthropod community composition to plant stoichiometry under phosphorus addition”為題發(fā)表于 Agriculture, Ecosystems and Environment 期刊。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所特別研究助理張炳川和Nazim Hassan為共同第一作者,王正文研究員為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.agee.2026.110524

圖1?磷添加下植物磷含量與節(jié)肢動(dòng)物群落組成的非線性響應(yīng)




