我組在不同菌根類型樹木生長的驅(qū)動(dòng)因素方面取得進(jìn)展
樹木生長作為森林動(dòng)態(tài)的重要組成部分,揭示其驅(qū)動(dòng)因素對我們預(yù)測森林群落變化的基礎(chǔ)。生物(如,鄰域競爭)和非生物因素(如,土壤肥力)被認(rèn)為是影響樹木生長的關(guān)鍵因素,但以往研究發(fā)現(xiàn),二者的相對貢獻(xiàn)常存在顯著差異。造成上述爭議的一個(gè)重要原因是植物菌根類型的差異。植物在生長發(fā)育過程中,常常通過與菌根真菌發(fā)生聯(lián)合或者共生,形成不同的菌根類型(如內(nèi)生菌根arbuscular mycorrhizal(AM),外生菌根ectomycorrhizal(EM)和內(nèi)外生菌根dual-mycorrhizal(AEM)),以提高自身吸收營養(yǎng)物種和適應(yīng)外界環(huán)境的能力,最終表現(xiàn)出對生物和非生物因素的響應(yīng)差異。因此,有必要從菌根真菌的角度來探究不同因素對樹木生長相對作用。盡管溫帶森林內(nèi)有大量的外生菌根和內(nèi)生菌根樹種共存,但是以往很少有研究深入探究溫帶森林內(nèi)生物和非生物因素對不同菌根類型植物生長的影響。
鑒于此,我組基于闊葉紅松林25 ha樣地為平臺,利用樹木生長環(huán)對樣地內(nèi)25個(gè)樹種共計(jì)709個(gè)樹木個(gè)體進(jìn)行連續(xù)10年的生長監(jiān)測,并結(jié)合樣地群落調(diào)查數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、個(gè)體水平功能性狀和物種水平功能性狀數(shù)據(jù),采用層級貝葉斯模型方法分析土壤養(yǎng)分、鄰域競爭和植物功能性狀對不同菌根類型樹木生長的影響。結(jié)果顯示:(1)不同菌根類型樹種對土壤養(yǎng)分的響應(yīng)差異顯著(圖1):AM樹種生長速率隨土壤的增加而降低,但對EM和AEM樹種生長沒有顯著影響;(2)樹木生長速率隨鄰域競爭的增加而降低(圖1),且其顯著影響AM樹種的生長,對EM樹種有輕微影響,但對AEM樹種無明顯影響;(3)個(gè)體水平功能性狀比物種水平功能性狀能更好的反映樹木生長(圖2)。其中,SLA越低、LA越大、LChl越大的樹種其生長速率越快。相對于EM樹種,葉片功能性狀能更好地預(yù)測AM樹種的生長,而且AM樹種的SLA、LChl和LDMC越大,其生長速率越快。
以上研究成果以“Tree growth response to soil nutrients and neighborhood crowding varies between mycorrhizal types in an old-growth temperate forest”為題在線發(fā)表在Oecologia雜志上。天然林生態(tài)組博士生任靜為文章第一作者,郝占慶研究員和Claire Fortunel為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中科院先導(dǎo)等項(xiàng)目的資助。文章鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s00442-021-05034-2。
圖1 樹環(huán)個(gè)體初始胸徑(DBH)、土壤養(yǎng)分(soil)和鄰域競爭(NCI)對樹木生長速率的群落水平平均效應(yīng)。圖中圓圈和直線分別表示參數(shù)的均值和95%置信區(qū)間。
圖2 個(gè)體水平和物種水平功能性狀對樹木生長速率的群落水平平均效應(yīng)。圖中三角形(物種水平)或圓圈(個(gè)體水平)和直線分別表示參數(shù)的均值和95%置信區(qū)間。
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