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NC|分解量化了植物多样性作为全球变化驱动因素的衰亡效应

叶问水 生态学者 2022-07-27

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  Introduction  

生物多样性是支持生态系统服务功能的基础,生物多样性丧失将影响生态系统功能,物种多样性的减少降低了群落获取资源的效率,也降低了这些资源转化为生物量的效率,而这种影响并不会随着植物的死亡而消失。有机物的分解是一个关键的过程,在这个过程中生物群起着基础性的作用。因此,增加植物凋落物物种多样性可以促进分解过程。这种生物多样性效应的可能机制包括:具有不同分解能力的不同凋落物物种之间的养分转移、特定凋落物特征改变了分解者的活动,以及资源利用和栖息地可用性差异导致的分解者的正反馈。目前有很多研究已经考虑了初级生产者的多样性是如何影响生产力和分解的,但对于植物多样性多大程度上影响分解速率还缺乏综合性的研究。因此,作者在全球范围内收集了关于凋落物混合分解的数据,来探究这一问题。


  Methods  

作者通过一系列的关键词搜索全球植物分解相关的研究。主要收集两部分的指标,一部分就是分解质量损失,另一部分就是分解速率常数k。然后对他们进行数据处理,计算混合物种和单个物种凋落物分解速率之间的无偏标准化均值差,也就是Hedges‘d,表示比较之间响应变量无差异时的偏差大小。并且作者定义混合物种分解快的效应为正,单个物种分解快的效应为负此外,作者利用一个气候效应方程,来估计分解速率沿气候梯度的变化,获得一个气候-分解关系的标准化方程模型,将物种的混合效应转化为气候效应,也就是将效应大小更改为与凋落物多样性效应相同幅度所需的温度或降水。


  Results  

增加植物多样性即(物种混合效应)显著增加了分解速率。

按生态系统类型分析发现,除了溪流生态系统以外大部分的生态系统类型的物种混合效应为显著的正效应,将叶片凋落物进行单独的分析发现总体的趋势大致相同,同样在溪流生态系统中没有发现凋落物多样性效应,有可能是因为分解者对不同物种凋落物养分的主动传递是驱动凋落物混合效应的关键机制,而由于水流导致水中的养分溶解导致这种机制的影响被减弱。作者又对生物群系之间进行了分析,但只有森林生态系统横跨了三个气候带,在森林生态系统中,物种混合效应促进的分解作用在寒冷的生物群落中更为显著,这表明了生物多样性与环境之间存在重要的相互作用

最后作者比较了物种混合效应对分解的影响与气候变化可能的情况对分解的影响。通过气候情景模拟,选择了ICPP第五份评估报告中采用的问世气体浓度情景中的两个具有代表性的浓度路径,一个是RCP2.6;另一个是RCP8.5。以探讨全球变化驱动因素(生物多样性和气候变化)对森林生物群落凋落物分解的影响。植物多样性对分解率的影响总体上与未来气候变化预测的影响具有可比性。

森林凋落物由单一物种向混合物种多样化可增加34.7%的分解量,与气候变暖对森林凋落物分解的影响相当。


  Conclusion  

凋落物多样性的衰亡效应在森林、草原和湿地生态系统中是显著的,并且植物多样性的变化对分解速率的影响可能与气候变化对分解速率的影响一样大。这对将生物多样性纳入生物地球化学循环和气候变化的未来评估是至关重要的。

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