近日,中國科學(xué)院植物研究所研究員劉玲莉團(tuán)隊構(gòu)建了全球水平的地點和物種匹配的葉片和細(xì)根分解數(shù)據(jù)庫,并利用增強(qiáng)回歸樹等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,揭示了葉片與細(xì)根凋落物分解的聯(lián)系及其調(diào)控因素的差異。相關(guān)研究成果發(fā)表于《全球生態(tài)與生物地理學(xué)》。
葉片和細(xì)根凋落物作為植物凋落物輸入的兩個最大組成部分,共同決定了生態(tài)系統(tǒng)植被周轉(zhuǎn)和養(yǎng)分循環(huán)速率。然而,以往的研究大多將葉片和細(xì)根凋落物分解進(jìn)行相互獨立的研究,二者的聯(lián)系及調(diào)控因素的異同尚不清楚。
為此,研究人員構(gòu)建了包含全球352組葉片和細(xì)根配對的凋落物分解速率和凋落物性狀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,并匹配了研究站點的氣候、土壤理化特征和分解者(包括土壤動物和微生物)豐富度數(shù)據(jù)。
在利用增強(qiáng)回歸樹等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,研究人員發(fā)現(xiàn),葉片和細(xì)根凋落物的化學(xué)性狀如C:N、P含量、N:P、木質(zhì)素含量、纖維素含量、非結(jié)構(gòu)性碳含量和單寧含量均呈正相關(guān)。即使在去除氣候、土壤理化特征和分解者豐富度的影響之后,葉片和細(xì)根凋落物在不同生物群區(qū)和全球尺度上均呈正相關(guān)。但由于“土壤表面”和“土壤中”兩個不同分解位置的差異,葉片和細(xì)根凋落物分解的主控因素存在差異,氣候?qū)?xì)根凋落物分解的影響更大,而分解者豐富度對葉片凋落物分解的影響更大。
這一研究表明,植物在長期進(jìn)化過程中,形成了葉片和細(xì)根協(xié)同的經(jīng)濟(jì)型譜,養(yǎng)分需求較高的獲取型策略植物,其根、葉凋落物分解也較快,從而形成了“養(yǎng)分需求-分解礦化”耦合的策略。同時,該研究也揭示了葉片和細(xì)根凋落物分解調(diào)控因素之間的相似性和差異,為估計植被碳氮周轉(zhuǎn)率的準(zhǔn)確模擬提供了依據(jù)。
中科院植物所博士研究生郭璐璐為該論文第一作者,劉玲莉為通訊作者。該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。田瑞穎
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1111/geb.13384
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