两种关键植物性状谱对凋落物层特性及生境提供功能的影响

《Journal of Ecology》：Effects of two key plant trait spectra on litter layer properties and habitat provision functions

植物残体通过大小形态谱（SSS）和资源经济谱（PES）特征影响碳氮循环及土壤动物群落结构，SSS轴对残体持水能力、密度等生境因子解释力更强，并主导动物群7周内组装过程。

　　

摘要

1. 植物残体为多种生物提供了栖息地，包括土壤动物、微生物、维管植物种子和幼苗、苔藓以及地衣。虽然人们普遍认识到植物残体通过其与植物资源经济价值（PES）相关的特性推动碳和营养循环，但其对预测栖息在其中的生物群落的解释能力却非常有限。在生物多样性发生变化的当今时代，应更多关注植物残体所提供的栖息地功能。
2. 我们提出了一个概念性的特征空间模型，该模型以与植物残体大小和形状相关的物理特征轴（SSS）以及生化特征轴（PES）为基础，用于解释土壤生物的栖息地及营养需求。我们希望通过验证这一模型，并将单个植物残体颗粒的大小和形状等基本特征与更直接反映栖息地质量的特征（如湿度状况、栖息地空间）联系起来，从而提高植物残体特征对栖息其中动物群落的解释能力。
3. 我们使用16种木本植物进行了实验，研究不同特征或特征轴如何决定与土壤动物栖息地质量直接相关的植物残体及其层次结构。此外，还在中观生态实验中评估了这一新特征框架对土壤无脊椎动物群落的解释作用。
4. 通过主成分分析发现，这两个植物特征谱共同解释了植物残体质量60%以上的变异。与SSS相关的特征显著解释了植物残体层次结构的栖息地特性，如持水能力和体积密度。在为期7周的野外实验中，SSS轴及其相关特性对土壤动物群落的形成影响大于生化特征轴（PES轴）的影响。
5. 总结：本研究首次提供了实证证据，证明了由SSS和PES特征谱共同定义的植物残体特征空间的存在，以及该空间在解释与物理环境相关的植物残体层次结构及其栖息地功能方面的实用性。我们认为，基于这种SSS-PES特征框架有助于我们理清地上植被与地下生物群落之间相互作用的内在机制。

利益冲突声明

Johannes H. C. Cornelissen是《生态学杂志》（Journal of Ecology）的副主编，但他未参与本文的同行评审和决策过程。