植物功能屬性不但影響植物個體的適合度(響應屬性Response traits),而且影響生態系統的功能(效應屬性Effect traits)。相比地上功(gong)能屬性,地下功(gong)能屬性研究相對滯后(hou),但地下功(gong)能屬性在(zai)響應環境(jing)變化(hua)中的重要作用不可忽視(響應)。群落物種組成、生態系統物質循環、生態系統抗侵蝕性等生態系統功能也受到包括粗根、細根、根狀莖、鱗莖和塊莖在內的地下器官及其功能屬性的影響(效應)。
圖(tu)1 基(ji)于(yu)屬性的響應和效應框架(jia)(Laughlin, 2014)
鑒于當前對地下功能屬性如何影響生態系統功能的認識主要基于對少數物種或過程的研究,缺乏生態系統水平的系統性研究,捷克科學院植物研究所的Klimesová等(2023)聚焦溫帶草地生態系統地下功能屬性和生態系統功能沿干旱梯度的變化規律,基于文獻調研,挖掘了與干旱梯度上植被突變相關的地下器官效應屬性。研究發現,干旱化早期,植物地下功能屬性變得更加保守,產生少量的地下凋落物,導致養分循環速率變慢;隨著干旱加劇,季節性更新對地下芽庫的依賴較小,對種子的依賴增加,導致生產力的年際變異增大;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,導致土壤資源利用格局發生改變,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,群落變成由只產生少量凋落物和能夠利用短暫降水的一年生植物主導,生態系統崩潰。研究結果表明,地下功能屬性有助于認識環境變化下生態系統功能的轉變機制。
最近,該(gai)項研究結果以(yi)“Belowground plant traits and their ecosystem functions along aridity gradients in grasslands”為題發表于Plant and Soil。
圖2 草地生態系統物種組成和蓋(gai)度(du)在(zai)干旱梯度(du)上(shang)發(fa)生突(tu)變(bian)
圖3 北美(mei)大草原(A)和(he)內(nei)蒙古草原(B、C)芽庫(ku)密(mi)度(du)(du)(A、B)和(he)不(bu)同地(di)下芽在干旱(han)梯度(du)(du)上的相對(dui)表現(C)
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