Ecol Lett:中科院华南植物园叶清研究组发表南亚热带森林群落动态
近日，生态学国际杂志Ecology Letters上在线发表中国科学院华南植物园叶清研究组对亚热带森林群落动态变化相关研究成果。
全球气候变化(气候变暖、CO2浓度升高和降水格局改变等)显著影响了森林生态系统植物群落的结构和组成已是不争的事实。然而，导致森林群落结构变化的植物生理生态响应机制却不甚清楚。因此，预测未来气候变化背景下森林生态系统植物群落结构的动态变化是一个具有挑战性的课题。植物的功能性状(functional traits)表征植物对环境因子的适应策略，从功能性状角度来探讨植物对全球气候变化的响应，可以更深入地了解影响物种丰富度变化的驱动因子，从而更准确地预测未来全球变化下森林群落组成的变化趋势及机理。
前期研究发现，自1978年以来，南亚热带季风常绿阔叶林群落结构发生了显著的变化，趋向于“小个体”林木增加，“大个体”林木减少(Zhou GY et al.,2013,Global Change biology 19, 1197-1210)。基于此，中国科学院华南植物园生态及环境科学研究中心植物水分生理生态研究组博士研究生李荣华等在研究员叶清的指导下，与生态系统生态学研究组合作，选择季风常绿阔叶林的48个优势种(占样地个体总数的92%)，测定了一系列表征植物资源获取策略(光合速率、水分传导率、叶片氮磷含量等)和抗旱性(枝条抗空穴化能力、枝条安全系数、膨压丧失点等)的功能性状，结合鼎湖山森林生态系统定位研究站 32年(1978-2010)来八次群落调查记录的物种个体数、植物胸径以及环境因子变化等数据，发现植物快速生长以及抗旱策略相关的功能性状与其丰富度(abundance)的变化显著相关，从机理上进一步解释了南亚热带季风常绿阔叶林植物群落结构的变化表现为对区域气候变化(温度升高、森林土壤变干等)的一种适应。
图：南亚热带常绿阔叶林48个优势种12个功能性状的主成分分析结果。(a) 性状在前两主轴的得分分布图;(b) 物种在前两主轴的得分分布图;(c)和(d) 32年来每个物种的物种丰富度变化斜率与其在前两主轴得分的相关性分析。黑点代表物种丰富度增加的物种，灰点表示物种丰富度没显著变化的物种，空白点代表物种丰富度显著减少的物种。插图为物种丰富度减少、增加和不变的物种在前两主轴上得分的单因素方差分析结果，不同字母表示差异显著(p < 0.05)。Nmass, 单位质量叶片氮含量;Pmass, 单位质量叶片磷含量;WD, 木材密度;SLA,比叶面积;Amass, 单位质量叶片最大净光合速率;gs, 单位质量叶片最大气孔导度;KS, 边材比导率;Al /As, 叶面积/边材面积;ytlp, 膨压丧失点;y50, 木质部导水率丧失50%时的水势;ypd, 叶片凌晨水势;SM, 枝条水分安全系数。
原文链接：
Are functional traits a good predictor of global change impacts on tree species abundance dynamics in a subtropical forest?
原文摘要：
Significant changes in the composition of tree species have been observed in various forests worldwide. We hypothesised that these changes might result from variable sensitivities of species to global change, and species sensitivities might be quantified, using functional traits. Employing long-term (1978–2010) species abundance data of 48 tree species from a permanent subtropical forest plot, where multiple global change factors have been observed, including soil drying, we examined the relationships between temporal trends in abundance and suits of functional traits. We found that species with high photosynthesis rates, leaf phosphorus and nitrogen concentrations, specific leaf area, hydraulic conductivity, turgor loss point and predawn leaf water potential had increased in abundance, while species with opposite trait patterns had decreased. Our results demonstrate that functional traits underlie tree species abundance dynamics in response to drought stress, thus linking traits to compositional shifts in this subtropical forest under global changes.
DOI: 10.1111/ele.12497
作者：叶清
