New Phyto. | 杨元合团队：升温改变了植物叶片和根系功能性状及其协调性
Bin Wei, Dianye Zhang, Guanqin Wang, Yang Liu, Qinlu Li, Zhihu Zheng, Guibiao Yang, Yunfeng Peng, Kechang Niu, Yuanhe Yang*（中科院植物所）
2023-07-11
https://doi.org/10.1111/nph.19115
论文简报
@生态系统生态学
了解植物功能特性的变化对于从机理上理解气候变暖对生态系统功能的影响具有重要价值。然而，以往的观察多聚焦于地上植物特性，对于气候变暖下地下植物特性的变化以及地上和地下特性的协调性，特别是在永冻土生态系统中，相关信息很少。
在本研究中，研究人员基于青藏高原永冻土下沼泽草甸的七年增温实验，探讨了暖化对社区层面特性均值和功能多样性以及植物特性协调性的影响。
他们研究了四种主导物种的26个地上和地下特性（图1），并计算了以群落加权性状均值和功能多样性，以探索植物对实验性暖化的资源利用策略的变化。随后，他们进行了冗余分析，以测试土壤因素对这些特性值的影响，并进一步构建了特性网络，以量化整个植物层面的性状之间的关系。
图1：本研究测定的26个地上和地下性状与主要生态功能(光截获、繁殖能力、植物经济谱、养分获取策略和植物生长)相关。
基于这些分析，研究人员旨在测试以下三个假设：1、变暖会增加土壤养分的可利用性，从而诱导向更快速的获取策略的转变；2、变暖化会导致社区中共存植物的资源利用策略发散，并在更有利的条件下增加功能多样性；3、暖化引发的更高资源可用性会导致更紧密的特性网络，并将特性网络的中心从土壤资源获取特性转移到与光资源相关的特性。
结果表明，实验性变暖使群落层面的功能特性向更积极获取的方向转变，表现为更早的变绿，更高的植物高度，更大的叶片，更高的光合资源利用效率，更细的根部，以及更大的比根长和根部营养浓度。
然而，气候变暖对功能多样性的影响可以忽略不计。此外，气候变暖将性状网络中最重要的中心性状从比根面积转移到比叶面积。这些结果表明，地上和地下的特性表现出一致的适应策略，在更温暖的环境中表现出更积极获取的特性。这样的变化可能为植物应对环境变化提供适应性优势。
研究意义
总的来说，实验性的温度升高改变了植物的功能性状和特性网络中的关键特性（图6）。他们观察到，增温处理改变了群落水平的功能性状值，但对功能多样性没有影响。他们还发现，模拟的温度变化不仅影响了地上的特性值，而且将地下特性从保守策略转向了更具获取性的策略。
Reference(s)
Wei, B., Zhang, D., Wang, G., Liu, Y., Li, Q., Zheng, Z., Yang, G., Peng, Y., Niu, K. and Yang, Y. (2023), Experimental warming altered plant functional traits and their coordination in a permafrost ecosystem. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19115
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