北京林业大学张宇清教授团队：植物种间互作影响了毛乌素沙地群落植物功能策略

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为治理土地荒漠化，我国在北方沙区营建了大面积的固沙灌木，这些灌木植被在防风固沙、促进生态系统恢复中发挥了十分重要的作用。然而，随着这些固沙植被的发展，其群落结构逐渐趋于复杂，植物种间关系也由最初以灌木对草本植物的保护作用为主，演变为复杂的双向关系，这种双向关系对于群落的建构和群落演替具有十分重要的作用。然而，这些作用的机制是什么，目前并不明确，限制着对固沙植被发展方向的判断。北京林业大学宁夏盐池站张宇清教授团队以毛乌素沙地分布最广的油蒿群落为研究对象，开展了野外长期功能群移除实验，通过测定油蒿（Artemisia ordosica）和多年生禾草赖草（Leymus secalinus）的12种功能性状，探究了灌木和多年生禾草的互作关系及其作用机制。研究发现，油蒿影响了群落中赖草的功能性状，降低了其叶干物质含量，增加了植株高度，从而促进其功能策略向资源获取和竞争性转变；而受到多年生禾草的影响，油蒿减小了比叶面积，增加了叶干物质含量，更倾向于资源保守型策略。另外，在彼此的竞争作用下，油蒿主要通过提高氮素的回收利用，而不是从土壤中获取更多的氮素；相反，赖草倾向于从土壤中吸收更多的氮素。研究结果表明，在相互竞争关系中，赖草具有更强的养分利用可塑性，展现出其在群落中更强的竞争性。这种种间关系可能会驱动群落从以灌木为主向以草本为主转变；然而，由于油蒿较强的环境耐受性，在封禁条件下，这种过程可能需要较长的时间，前期的固沙灌木种油蒿才会最终退出系统。研究建议，现阶段如果进行放牧，将会降低草本植物的竞争力，油蒿依然会以偏途顶级的形式存在，不利于固沙植被系统的良性演替。

图1 灌木和多年生禾草的分别移除对彼此比叶面积（a）、叶干物质含量（b）及高度（c）的影响

图2 灌木和多年生禾草的分别移除对彼此绿叶碳（a），氮（b）,磷（c）及δ15N（d）含量和衰老叶片碳（e）,氮（f）,磷（g）的影响

图3 灌木和多年生禾草的分别移除对彼此叶片氮回收效率（a）和磷回收效率（b）的影响

研究成果以“Interspecificinteractions alter plant functional strategies in a revegetated shrub-dominatedcommunity in the Mu Us Desert, China”为题于2022年4月在线发表于 Annals of Botany。北京林业大学水土保持学院博士生苗春为第一作者，张宇清教授为通讯作者。该成果获得了国家自然科学基金（32071844，32001373）的资助。
论文链接：http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcac039。

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