我組在不同菌根類型樹木生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因素方面取得進(jìn)展
樹木生長(zhǎng)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(duì)我們預(yù)測(cè)森林群落變化的基礎(chǔ)。生物(如,鄰域競(jìng)爭(zhēng))和非生物因素(如,土壤肥力)被認(rèn)為是影響樹木生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素,但以往研究發(fā)現(xiàn),二者的相對(duì)貢獻(xiàn)常存在顯著差異。造成上述爭(zhēng)議的一個(gè)重要原因是植物菌根類型的差異。植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,常常通過(guò)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(yíng)養(yǎng)物種和適應(yīng)外界環(huán)境的能力,最終表現(xiàn)出對(duì)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(lái)探究不同因素對(duì)樹木生長(zhǎng)相對(duì)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(duì)不同菌根類型植物生長(zhǎng)的影響。
鑒于此,我組基于闊葉紅松林25 ha樣地為平臺(tái),利用樹木生長(zhǎng)環(huán)對(duì)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(zhǎng)監(jiān)測(cè),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(jí)貝葉斯模型方法分析土壤養(yǎng)分、鄰域競(jìng)爭(zhēng)和植物功能性狀對(duì)不同菌根類型樹木生長(zhǎng)的影響。結(jié)果顯示:(1)不同菌根類型樹種對(duì)土壤養(yǎng)分的響應(yīng)差異顯著(圖1):AM樹種生長(zhǎng)速率隨土壤的增加而降低,但對(duì)EM和AEM樹種生長(zhǎng)沒(méi)有顯著影響;(2)樹木生長(zhǎng)速率隨鄰域競(jìng)爭(zhēng)的增加而降低(圖1),且其顯著影響AM樹種的生長(zhǎng),對(duì)EM樹種有輕微影響,但對(duì)AEM樹種無(wú)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(zhǎng)(圖2)。其中,SLA越低、LA越大、LChl越大的樹種其生長(zhǎng)速率越快。相對(duì)于EM樹種,葉片功能性狀能更好地預(yù)測(cè)AM樹種的生長(zhǎng),而且AM樹種的SLA、LChl和LDMC越大,其生長(zhǎng)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)(NCI)對(duì)樹木生長(zhǎng)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(duì)樹木生長(zhǎng)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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