喀斯特弃耕地草本植物根茎叶经济型谱间协调及其对极端降雨的响应

植物功能性状之间的关系是反映植物在资源获取和资源保守策略之间权衡的有力指标。喀斯特是全球最脆弱的陆地生态系统之一,其中的植被长期遭受干旱的胁迫,对极端天气和极端降水高度敏感。在降雨极端化的背景下,喀斯特地区植物生态策略的变化还不得而知。以西南喀斯特弃耕地演替初期群落中12种草本植物为对象,通过保持年降水量不变,人为控制单次降水量以及降水频率,以自然降雨为对照组(CK),设置中雨频率增强处理组(T10),大雨频率增强处理组(T25)和暴雨频率增强处理组(T50)3个处理组。模拟在全球变化导致的降雨极端化情境下,研究植物根茎叶功能性状的响应特征及经济型谱之间的关系。主要结果如下:(1)根茎叶的功能性状对降雨极端化的响应不同,其中根的理论导水率随着降雨极端化增强而增加,而茎和叶的理论导水率仅在T25增加,根茎叶三种器官中对降雨极端化最敏感的是茎;(2)根茎叶各器官均有自身稳定的“快-慢”经济型谱。降雨极端化仅T50的植物会选择介于资源获取和资源保守策略之间稳定的经济型谱;(3)不同植物器官之间的经济型谱的协调并不一致,其中茎根经济型谱之间的相关系数在三个处理组中均变大,而叶根经济型谱之间的相关系数仅在T25变大,叶茎经济型谱之间的相关系数仅在T10变大。总之,喀斯特弃耕地演替初期群落中草本植物的根茎叶有自身稳定的经济型谱,降雨极端化导致了以根茎叶经济型谱所反映的植物地上和地下资源保存和获取策略的解耦;本研究中的植物最容易发生功能性状变异的器官是茎。本研究提高了对植物不同器官各功能性状之间关系和植物地上与地下部分关联性的理解,揭示了植物不同器官的“快-慢”植物经济型谱以及由此反映的植物适应能力的差异和功能策略的多样性,促进了对植物资源获取与环境响应策略的深入认识,为预测未来气候变化背景下喀斯特弃耕地草本植物的适应趋势和响应策略提供了新见解。

降雨极端化对喀斯特草本植物功能性状的影响

植物功能性状不仅能够客观地反映植物对外部环境适应策略的差异,还可以揭示植物对群落结构和生态系统过程与功能的影响.探究植物叶片和根系主要性状对降雨极端化的响应,对揭示西南喀斯特地区草本植物对环境变化的响应和适应策略至关重要.以西南喀斯特弃耕地群落演替初期草本植物为研究对象,分析在未来降雨格局变化的背景下,随着不同级别降雨强度的极端化,喀斯特弃耕地中不同草本植物的叶片、根系功能性状的响应及二者之间的关系.结果表明:①植物功能性状的变异主要受到种间变异的影响,但叶组织密度的变异主要受种内变异的控制;②短期内,除叶组织密度外,降雨极端化对各植物叶片和根系的功能性状并无统计学意义;③叶片与根系的成对性状之间的关系为协同关系,且在短期内这种协同关系并没有随着降雨极端化而发生改变.