我院根系生态学团队有关地下觅食性状塑性响应的研究成果在Journal of Ecology上发表

发布者:孙杰 发布时间:2023-01-15 浏览次数:32

近日,我院根系生态学团队有关地下觅食性状塑性响应的研究成果,以“Plastic responses of belowground foraging traits to soil phosphorus-rich patches across 17 coexisting AM tree species in a subtropical forest”为题发表在国际著名生态学期刊Journal of Ecology上。朱丽琴博士和姚晓东副教授为共同第一作者,王小红博士后和陈光水教授为共同通讯作者,福建师范大学为第一署名单位。合作者还包括浙江大学的陈伟乐研究员和英国阿伯丁大学的David Robinson教授。该研究得到了国家重点研发计划子课题和国家自然科学基金项目的资助。

基于性状的群落生态学主要理论或假设如叶经济谱、一维或多维根系经济空间、植物快-慢连续体等,均主要关注种间性状变异,并不能很好地预测种内性状的塑性变化(如地下养分觅食塑性)。地下觅食性状对土壤养分“热点”的塑性响应构成了自然生态系统中共存植物的关键养分觅食策略。然而,目前尚不清楚地下觅食性状塑性响应如何协同变化及塑性响应的控制机制。该研究以亚热带天然常绿阔叶林17个共存的丛枝菌根(AM)树种为研究对象,采用根袋法,设置对照和磷富集斑块,全面地分析了地下觅食性状(包括吸收根、菌根菌和分泌性状)对土壤富磷斑块的塑性响应。在此基础上,基于磷觅食的C成本假设分析了地下觅食性状塑性响应在不同树种间的差异;基于塑性响应可能存在的进化或生态限制,分析了不同性状塑性响应之间的权衡或协同关系;并探讨了吸收根直径对植物地下觅食性状塑性响应的预测关系。

研究发现:(1)不同树种对富磷斑块的响应存在较大的变异性和异质性。(2)负响应比通常发生在高C成本的性状,而正响应比通常发生在低C成本的性状。(3)根系酸性磷酸酶活性的塑性响应与比根长、根外菌丝长度的塑性响应之间存在权衡,后者不受系统发育的影响。(4)粗吸收根树种更多是通过根系分泌塑性而不是菌根菌塑性来响应富磷斑块,而细吸收根树种更依赖于菌根菌塑性。研究结果揭示了共存树种间由不同地下觅食性状塑性组合形成的多样化磷觅食策略,反应了共存树种间具有对不同土壤磷库互补利用的潜力。同时表明C成本假设可在一定程度上解释共存树种间地下觅食性状的塑性响应差异。

不去除(a)和去除系统发育信号(b)后不同地下觅食性状塑性响应间的Spearman相关性。红色直线表示正相关,蓝色直径表示负相关


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不去除(a)和去除系统发育信号(b)后比根尖密度、根外菌丝长度、根系酸性磷酸酶塑性响应随吸收根直径的变化


原文链接:https://doi.org/10.1111/1365-2745.14064