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综述:植物-土壤反馈与韧性理论整合应对气候变化
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Trends in Ecology & Evolution 16.7
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这篇综述创新性地将植物-土壤反馈(PSF)机制与生态系统韧性理论相结合,提出PSF可能通过调节抵抗力(resistance)和恢复力(recovery)影响生态系统应对气候变化的韧性(resilience)。作者系统梳理了验证PSF作用的三大标准,并指出当前研究尚未完全满足这些标准,为未来研究提供了明确方向。
Resilience theory
生态系统韧性的核心在于其通过稳定反馈机制在干扰后恢复原有结构和功能。传统"球-杯"模型形象展示:抵抗力体现为生态系统(球体)在气候干扰下保持原位的能力,而恢复力则反映其返回原状态的速度。值得注意的是,韧性阈值的存在意味着当干扰超过临界点,系统可能永久转向新状态。
Integration of plant-soil feedback and resilience theory
植物-土壤反馈(PSF)作为典型的生物地球化学循环反馈机制,通过植物改变土壤特性(如微生物组成、养分循环)进而反作用于植物生长的正/负反馈循环。典型案例显示:植物积累特异性病原体导致负反馈,而菌根真菌形成则产生正反馈。这些反馈可能通过改变植物群落组成间接调控生态系统功能,成为韧性维持的"隐形工程师"。
Criteria to identify plant-soil feedback as a component of resilience
确立PSF影响韧性的三大黄金标准:
Plant-Soil Feedback in resistance to climate disruption
PSF可能通过三重机制增强抵抗力:
PSF in recovery from climate disruption
恢复阶段PSF的作用呈现两极分化:负PSF通过促进物种共存加速功能恢复(如退化草原的植被重建),而正PSF则有利于关键种(如红树林先锋树种)快速重建生态系统结构。有趣的是,某些"气候关键种(Climate keystone species)"虽占比不足1%,却能通过PSF调控整个群落恢复轨迹。
Plant-Soil Feedback alters the threshold of resilience
PSF可能通过两种途径改变韧性阈值:
Concluding remarks
未来研究亟需开发整合PSF的韧性数学模型,重点解析:
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