全球变化背景下森林下层草本植物物种的年内生长动态

《Journal of Ecology》：Intra-annual growth dynamics of forest understorey herbaceous plant species in response to global change

林下植被物种对全球变化（气候变暖、光照模拟、氮沉降、土地历史）的生长响应研究。通过高分辨率测量发现九种物种呈现四种生长模式，气候变暖导致所有物种生长节律提前，光和氮肥主要影响晚春至夏季生长及常绿树种，农业遗留土壤产生不同物种的促/抑效应。研究揭示传统定点数据无法全面反映全球变化对生长节律的影响，为森林管理提供新依据。

　　

摘要

1. 物种间年度内生长动态的差异是植物群落中物种共存的重要决定因素。预计物种对全球变化的响应会有所不同，尤其是在森林下层植被中，由于树冠遮荫作用，进化出了多种不同的物候策略。因此，气候变暖、树冠扰动、大气氮沉降以及过去土地利用的遗留影响可能会对物种间的竞争关系产生影响，进而改变群落的组成和功能。然而，对于森林下层植被物种的年度内生长动态（这对森林生物多样性和功能至关重要）的研究却很少，尤其是在全球变化背景下的研究。
2. 我们的研究首次全面分析了温带森林下层植被物种在全球变化下的生长曲线特征。我们进行了一个中型生态系统实验，并进行了高精度的植物高度和覆盖度测量，以评估特定物种的生长曲线，并研究其对变暖、光照（模拟树冠开放）、氮沉降以及土壤土地利用历史（比较古代森林土壤和农业后森林土壤）的响应。此外，我们还研究了植物高度和覆盖度对全球变化处理的响应在一年中的变化情况。
3. 在研究的九个物种中，我们发现了四种不同的生长模式，这体现了下层植被中生长策略的多样性。物种对全球变化的物候响应存在显著差异，但所有物种都表现出对实验性变暖的响应加速现象。光照和氮添加在大多数情况下会延迟生长物候阶段，但仅对晚春和夏季生长的物种以及常绿植物有影响。具有农业用地遗留特征的土壤对某些物种的生长有促进作用，而对其他物种则产生延迟效应。此外，我们的研究结果表明，传统的即时数据收集方法只能揭示有限数量的全球变化处理效应。
4. 总结。本研究为森林下层植被物种的生长动态及其对全球变化驱动因素的响应提供了新的见解。我们的发现表明，全球变化（如气候变暖、树冠扰动、大气氮沉降和土地利用遗留效应）将继续改变植物群的物候特征，从而破坏其中的竞争平衡。这些见解有助于支持在变化世界中的适应性森林管理。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

同行评审

本文的同行评审历史可在以下链接查看：https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1111/1365-2745.70190。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可通过figshare公开获取，链接为：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.29891786.v1（Lorer等人，2025年）。