短期植物-土壤反馈实验无法预测长期田间实验的竞争结果

生态学家在一项短期温室研究中测量了六种多年生草原草的植物-土壤反馈，并说他们的发现与在明尼苏达州雪松溪生态系统科学保护区进行的长期实验观察到的结果不一致。

　　

植物与土壤微生物群落之间的因果序列或“反馈”在植物群落结构中起着重要作用。为了预测这种协同共存，研究人员基于数学理论进行了短期的、成对的实验——测量两种植物在各自种植的土壤中生长的反应。但它真的有效吗?

犹他州立大学的生态学家Noelle Beckman和他的同事芝加哥洛约拉大学的Ray Dybzinski和明尼苏达大学的David Tilman在一项短期温室研究中测量了六种多年生草原草的植物-土壤反馈，并说他们的发现与在明尼苏达州雪松溪生态系统科学保护区进行的长期实验的结果不一致。他们在2022年10月8日的《生态学》杂志上报告了研究结果。他们的研究得到了美国国家科学基金会的支持。

贝克曼是USU生物系和USU生态中心的助理教授，他说:“随着双向反馈度量的理论进步，短期实验的数量激增。”“然而，很少有研究将短期实验中植物生长的成对比较对共存的预测与田间竞争相互作用的结果联系起来。”

她说，植物-土壤的反馈，预计将随着养分的可用性而改变。

LUC环境可持续性研究所的助理教授Dybzinski说:“成对反馈度量只有在两个物种表现出内部平衡时才有效，但这个条件只对物种相互作用的四种可能结果中的两种成立。”“要使用所有四种可能的结果进行预测，需要测量未培养土壤中的植物生物量，这在方法上具有挑战性，因此很少有人做。”

在他们的短期实验中，研究小组在一个温室研究中测量了低氮有效性和高氮有效性下的植物-土壤反馈，用的是从田间单一种植的土壤。

贝克曼说:“我们的研究为利用短期温室实验来预测在不同氮水平下的成对竞争结果提供了重要的见解。”“我们的结果表明，关于这些反馈，我们还有很多需要了解的地方，我们可以从短期实验中具体推断出长期共存的结果。”

Journal Reference:

1. Noelle G. Beckman, Ray Dybzinski, David Tilman. Short‐term plant–soil feedback experiment fails to predict outcome of competition observed in long‐term field experiment. Ecology, 2022; DOI: 10.1002/ecy.3883