東北地理所在半干旱區(qū)退化濕地植物功能性狀對生態(tài)功能調(diào)控機制方面取得進展
人類活動對濕地生態(tài)功能的影響日益顯著，在半干旱地區(qū)尤為突出。研究植物功能性狀及其交互網(wǎng)絡(luò)，有助于揭示生態(tài)系統(tǒng)功能變異的內(nèi)在機制。本研究以松嫩平原西部及西北半干旱區(qū)的典型退化濕地為研究區(qū)域，系統(tǒng)分析了植物功能性狀的變化特征，從性狀角度揭示了生態(tài)功能變化的驅(qū)動機制。
研究團隊比較了不同管理措施下（包括天然無干擾、刈割、輕度放牧、刈割+放牧、重度放牧）濕地以及灌木入侵濕地的植物葉片性狀與根系性狀，結(jié)合土壤碳氮含量、植被生產(chǎn)力和植物多樣性等關(guān)鍵生態(tài)功能指標(biāo)，解析了基于性狀的關(guān)鍵生態(tài)功能變化路徑。
研究結(jié)果表明，葉片碳與根系磷的協(xié)同作用共同決定了土壤有機碳和全氮含量；同時，葉片碳與莖碳含量之間的權(quán)衡關(guān)系也影響了有機碳和全氮的積累，說明地上與地下性狀的相互作用在半干旱區(qū)濕地土壤碳氮累積中具有重要調(diào)控作用。此外，相比于地上性狀，根系性狀組合及其關(guān)聯(lián)關(guān)系也可作為評估退化濕地植物多樣性與生物量的可靠預(yù)測指標(biāo)。在灌木入侵濕地中，土壤含水量的降低促進了植物多樣性的增加，但導(dǎo)致典型濕地物種減少，這一過程通過葉面積與葉片干物質(zhì)量之間的權(quán)衡關(guān)系實現(xiàn)，并受到土壤pH的顯著間接調(diào)控。
圖1. 退化濕地植物功能性狀對土壤有機碳和全氮的調(diào)控途徑
該研究證實了半干旱區(qū)濕地植物通過平衡地上與地下部分的資源分配策略，構(gòu)建復(fù)雜的性狀交互網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對人為干擾與灌木入侵等環(huán)境脅迫，并最終調(diào)控關(guān)鍵生態(tài)功能的形成過程。相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊Agriculture,Ecosystems and Environment、Land Degradation & Development和Ecological Complexity，論文由碩士研究生施可可、呂麥為第一作者，安雨副研究員（通訊作者）、張洺也特別研究助理（通訊作者）、佟守正研究員等共同完成。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃（2024YFF1306400）、國家自然科學(xué)基金面上項目（42471066）、吉林省重大科技專項（20230303005SF）、寧夏回族自治區(qū)重點研發(fā)計劃（2024BEG02001）等資助。
論文信息及鏈接如下：
1. An,Y.,Wang,L.,Zhang,M.,Tong,S.,Li,Y.,Wu,H.,Jiang,M.,Wang,X.,Guo,Y.,Jiang,L. (2025). Synergies and trade-offs between aboveground and belowground traits explain the dynamics of soil organic carbon and nitrogen in wetlands undergoing agricultural management changes in semi-arid regions.?Agriculture,Ecosystems & Environment,?381,109432. https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109432.
2. Shi,K.,Wang,X.,Wang,L.,Li,Y.,Zhang,M.,An,Y.,Tong,S.,Wu,H. (2025). Soil properties and plant functional traits jointly determine the wetland plant diversity undergoing shrub encroachment in a semi‐arid region.?Land Degradation & Development. https://doi.org/10.1002/ldr.70213.
3. Lv,M.,Li,Y.,Zhang,M.,An,Y.,Tong,S.,Wu,H. 2025. Are root functional traits good predictors of wetland plant diversity and biomass under agricultural managements in a semi-arid region?Ecological Complexity,64,101147. https://doi.org/10.1016/j.ecocom.2025.101147.
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