New Phytologist | 演替早期森林根经济空间及物种共存的地下基础

以下文章来源于生态学者 ，作者易若君

阐明地下策略对于理解森林物种共存和演替动态至关重要。根据物种在群落演替中出现的先后顺序，可将其划分为不同的演替组。尽管关于演替物种地上资源利用分异特征已较为明晰，但不同演替阶段物种地下策略如何分化以实现共存，仍是亟待探索的重要科学问题。

根系性状可表征植物地下策略及其权衡关系。近年来，基于性状的根经济空间已被广泛用于物种地下策略研究。全球和区域尺度研究表明：“资源获取/短寿命-资源保存/长寿命”和“菌-根共生”是根经济空间中的两个主导维度，其中“菌-根共生”维度因菌根类型而异（New Phytologist | 中科院地理资源所：菌根共生途径塑造树木根经济空间）。但这些根系性状更多从物理角度或几何意义上表征植物根系对土壤空间的探索能力(如，较大比根长通常表征更快的资源获取)。事实上，根系养分获取由土壤物理空间探索能力(量)和养分生理吸收速率(效率)共同决定，然而根经济空间研究很少涉及这一生理性状。近年来，相关研究虽报道了根系形态与生理性状间的共变关系，特别是比根长与氮吸收速率之间甚至呈现负关系，但生理吸收效率在根经济空间中的位置仍是未知。因此，将根系养分吸收速率纳入到根经济空间，对于全面深入理解物种地下策略具有重要意义。

本研究以亚热带演替早期森林中共存的木本植物为研究对象，将其划分为前先锋和后先锋两个演替类群。通过纳入根系生理吸收效率，我们提出了森林演替物种根经济空间概念框架，并揭示了一个由根形态和生理性状主导的“量-效率”维度和由菌根共生相关性状(根分支和菌根真菌侵染率)主导的“靠根系-靠共生”维度构成的二维根经济空间(图1)。

此外，土壤养分有效性和移动性共同参与塑造了根经济空间，并决定了不同演替类群的策略偏好。前先锋物种更依赖于与菌根真菌共生，同时发展分支密集的根系统，投资于“量”以加强土壤物理空间探索，有助于获取移动性强的土壤硝态氮和难移动的有效磷。而后先锋物种更依赖于根系自身，倾向于提高生理吸收“效率”以获取酸性土壤中更为富集的铵态氮(图2)。

本研究强调将根系生理吸收效率纳入到根经济空间的重要性，揭示了共存演替物种在“依靠真菌共生—拓展探索土壤空间能力”与“依靠根系自身—提高生理吸收效率”之间的策略权衡，这种多维策略分化构筑了演替早期森林物种共存的地下基础。

研究成果以“Complementary belowground strategies underlie species coexistence in an early successional forest”为题，在线发表于植物科学权威期刊《New Phytologist》，IF=10.323。中科院地理资源所的易若君博士和河北师范大学的刘倩愿博士为共同第一作者，寇亮研究员和王辉民研究员为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金重点、优青、面上项目资助。

原文链接 ↓

https://doi.org/10.1111/nph.18736

转自：“生态科研笔记”微信公众号

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