南巴塔哥尼亚灌木与矮灌木生物量分配及资源利用策略：构建自然资本核算框架的启示

本研究通过原位测量南巴塔哥尼亚寒冷干旱草原多年生植物的生物量分配与养分浓度，揭示高灌木与矮灌木在逆境下的资源利用策略差异：高灌木采取胁迫耐受策略（低比叶面积SLA），矮灌木则倾向获取/逃避策略（高SLA）。成果为自然资本核算框架提供了关键数据支撑，对理解生态系统服务及畜牧业可持续发展具有重要意义。

　　

南巴塔哥尼亚的寒冷干旱草原是地球上环境最严酷的生态系统之一，低温、强风、短生长季和土壤水分匮乏共同塑造了独特的植被格局。然而，这片支撑着当地畜牧业（以羊毛和肉类生产为主）的“天然草料库”，正面临过度放牧和气候变化的双重威胁。一个关键的科学谜题是：为何在相同的逆境下，高灌木（如Mulguraea tridens）与矮灌木（如Nassauvia ulicina）会演化出截然不同的生存策略？这一问题不仅关乎生态学理论，更直接影响着自然资本核算和土地管理决策。

为解答这一问题，阿根廷国家农业技术研究所的Pablo L. Peri团队在《Journal of Arid Environments》发表研究，首次系统比较了3种高灌木与3种矮灌木的生物量分配模式、比叶面积(Specific Leaf Area, SLA)和养分利用特征。研究人员选择圣克鲁斯省的6个典型样地，按功能群和植株大小分层采样，测量了总生物量、器官分配比例、叶片氮磷浓度及再吸收效率等指标，并结合地理数据构建了自然资本评估模型。

关键方法

1. 原位生物量测定：按功能群（高灌木/矮灌木）和植株大小（大/小）分层采集完整植株，分离根、茎、叶并测定干重；
2. 比叶面积(SLA)计算：叶片面积与干重比值（m² kg^?1 DM）；
3. 养分分析：原子吸收光谱法测定叶片N、P浓度及再吸收效率；
4. 自然资本估值：采用替代成本法估算多年生植物作为冬季饲料的 instrumental value（工具性价值）。

研究结果
1. 生物量分配与碳氮积累
高灌木单株生物量（9630 g DM）远超矮灌木（850.5 g DM），且表现出显著的器官分配差异：高灌木将更高比例生物量投入叶质量分数（Leaf Mass Fraction），而矮灌木优先投资根系。SLA呈现功能群分化，高灌木均值6.5 m² kg^?1 DM，显著低于矮灌木的10.7 m² kg^?1 DM（p<0.01）。

2. 养分利用策略
叶片N、P浓度与SLA相关性复杂，但矮灌木普遍表现出更高的养分浓度和再吸收效率。例如Nassauvia属矮灌木的N再吸收率达62%，而高灌木Mulguraea仅38%，支持“矮灌木通过快速周转获取资源”的假设。

3. 演化适应机制
高灌木的厚叶、低SLA和缓慢周转符合Grime的胁迫耐受策略，利于在资源贫乏环境中长期存活；矮灌木则通过高SLA叶片、高养分周转和地下储备实现“季节性逃避”，在短暂生长季快速完成生活史。

4. 自然资本应用
研究将生物量数据与300万公顷灌木分布图整合，估算出该植被系统每年通过冬季饲草供应为畜牧业节省约1200万美元替代成本，凸显其作为自然资本的核心地位。

结论与意义
这项研究首次揭示了南巴塔哥尼亚灌木功能群的资源利用二分法：高灌木以保守策略“忍耐逆境”，矮灌木以投机策略“逃避逆境”。这种分化反映了同一选择压力下的多维适应解，为理解干旱区植物适应性进化提供了新视角。实践层面，建立的生物量-养分数据库可直接服务于生态系统服务评估，而提出的自然资本核算框架（如SOC作为生物多样性代理指标）为区域土地管理提供了量化工具。未来需扩大样本量验证结论普适性，并探索气候变化下功能群比例变化的生态经济影响。