多尼亚海岸沙丘火灾后植物群落重建的动态机制：环境过滤与物种互作驱动次生演替

本研究针对地中海海岸沙丘系统火灾后的植被恢复机制，通过非度量多维尺度排序(NMDS)、主成分分析(PCA)和共现网络分析，揭示了环境梯度下植物功能性状(如LMA、SLA)和空间结构的差异，证实了次生演替的确定性模式。成果为预测火灾后生态系统恢复路径提供了理论框架，对地中海灌丛生态管理具有重要指导意义。

　　

火灾是塑造生态系统结构和功能的关键扰动因子，但气候变化加剧了其强度和频率，对自然群落造成深远影响。地中海灌丛虽具有快速恢复能力，但海岸沙丘系统独特的环境梯度使火灾后群落重建机制充满复杂性。多尼亚自然公园2017年的大火为研究这一过程提供了天然实验室——这里拥有从海岸到内陆的明显环境梯度，且历史火灾记录显示该地区具有周期性火灾特征。

为解析火灾后植物群落组装规律，由葡萄牙里斯本大学Sergio Chozas领衔的国际团队，联合西班牙国家自然科学博物馆等机构研究人员，对沙丘系统沿海岸-内陆梯度上的三种灌木群落展开为期两年的追踪研究。通过比较功能性状、群落结构和空间互作模式，揭示了环境过滤与生物互作如何协同驱动次生演替进程。该成果发表于《Scientific Reports》，为预测气候变化背景下海岸生态系统的恢复潜力提供了科学依据。

研究采用多学科技术方法：非度量多维尺度排序(NMDS)分析群落组成差异；主成分分析(PCA)量化叶片功能性状(如LMA、SLA)和结构特征；共现网络分析结合Louvain算法检测物种空间关联；Moran's I指数评估空间自相关性。所有数据来自多尼亚自然公园火灾4年后的固定样带，涵盖海岸、中部和内陆三个梯度带各200米样线。

研究结果
研究区域特征：土壤分析显示海岸带养分最贫瘠，中部过渡带营养最丰富。物种丰富度梯度差异较小，中部样带平均10种，显著高于海岸带(7-8种)和内陆带(9种)。

功能多样性：PCA分析表明，PC1(51.6%方差)反映灌木硬化梯度，PC2(21.2%方差)体现植株大小和繁殖策略差异。海岸带植物具有更高叶质量比(LMA)和垫状生长形态，中部过渡带植株更高大且比叶面积(SLA)更大。值得注意的是，中部过渡带再萌植株比例(34.5%)显著高于其他区域。

群落组装：NMDS排序显示海岸带以Corema album和Stauracanthus genistoides为优势种，中内陆带则以Cistus halimifolius等5种植物为特征。向量拟合证实群落分异与海岸距离(r²
=0.45)、叶片硬化梯度(r²
=0.63)显著相关，但采样年份和繁殖策略影响不显著。

群落空间结构：模块化分析揭示内陆带物种聚类程度最低(模块度0.057-0.060)，中部过渡带则表现出最强的互作网络(模块度0.130)。Moran's I指数显示仅13.2%的物种-区域组合存在显著空间自相关，整体呈现随机分布格局。

结论与意义
研究发现多尼亚沙丘系统火灾后5年已形成梯度依赖的灌木群落，其组成与火灾前相似，但空间结构和功能性状呈现明显梯度差异。海岸带强烈的环境过滤作用筛选出高LMA的硬化物种，而内陆带更复杂的共现网络暗示生物互作的重要性。研究首次在海岸沙丘系统中证实：次生演替进程可通过区域物种库、再生性状和环境异质性的耦合机制进行预测。

该成果对地中海生态系统管理具有双重启示：一方面，优势种Corema album等再萌植物的存在保障了短期恢复，但频繁火灾可能导致其地下储备耗竭；另一方面，模块化分析揭示的群落自组织过程，为评估生态系统恢复力提供了新指标。随着气候变化加剧，理解这些机制对保护海岸带生物多样性至关重要。