维管植物与泥炭藓微地形协同机制：长期去除实验揭示的生态恢复新策略

本研究通过长期维管植物功能型(PFT)去除实验，揭示了泥炭地中维管植物对泥炭藓(Sphagnum)地毯的结构支撑作用。研究发现，杜鹃花科植物(ericoids)对维持丘状微地形(hummocks)至关重要，其自然再殖可缓解泥炭藓地毯沉降。该成果为恢复泥炭地碳汇功能提供了基于植物互作的新思路，对生态修复实践具有重要指导价值。

　　

泥炭地作为仅占全球陆地面积3%却储存30%土壤有机碳的关键生态系统，其独特的微地形结构——由泥炭藓(Sphagnum)形成的丘状(hummock)与洼地(hollow)镶嵌体——正面临排水、气候变化导致的退化危机。尽管国际社会已认识到恢复泥炭地水文条件的重要性，但如何重建支撑碳汇功能的泥炭藓群落仍是重大挑战。在这一背景下，Store Mosse国家公园的长期实验揭示了维管植物与泥炭藓之间鲜为人知的"竞争-促进"平衡关系。

荷兰科学基金会资助的研究团队在瑞典Store Mosse国家公园（南纬57°17′54"，东经14°00′19"）开展了一项历时12.5年的创新实验。通过建立80个实验样方，系统去除不同功能型维管植物（杜鹃花科植物ericoids、禾草类植物graminoids及其组合），并监测后续自然再殖过程，首次量化了维管植物群落对泥炭藓微地形结构的机械支撑效应。研究采用随机对照影响(Randomised Control-Impact)设计，通过测量泥炭藓地毯沉降高度差、定期收割生物量等指标，结合三因素线性回归模型分析，揭示了植物功能多样性对微地形维持的关键作用。

【微地形依赖性支撑机制】

实验数据表明，在持续去除维管植物的样方中，同时去除ericoids和graminoids导致丘状微地形的泥炭藓地毯显著沉降4.5 cm（P=0.001），而单独去除graminoids则无显著影响。值得注意的是，ericoids去除虽未达统计显著性（Δ2.49 cm, P=0.111），但其与初始生物量移除量呈正相关（R²=0.16），证实这类木质茎植物是维持丘状结构的主要工程师。

【再殖的修复潜力】

经过4.5年自然恢复，维管植物生物量仅恢复初始值的11-37%，但已显著减缓泥炭藓沉降（P=0.032）。特别在曾去除ericoids的样方中，再殖使丘状微地形沉降减少0.49 cm，接近对照组水平（P=0.982）。这种"生态记忆"效应提示，即使部分恢复维管植物群落也能助力微地形重建。

【功能型特异性互作】

研究颠覆了传统认知——禾草类植物并未如预期那样支撑洼地微地形。相反，其存在可能通过改变溶解有机质组成或微生物群落（如促进外生菌根真菌活动），间接支持杜鹃花科植物的定植。这种跨功能型的"协同促进"为解释泥炭地植物群落组装提供了新视角。

讨论部分强调，在气候变化导致泥炭地干旱化的背景下，理解维管植物与泥炭藓的互作阈值尤为重要。杜鹃花科植物通过其木质茎网络为慢生型泥炭藓（如S. fuscum）提供物理支架，这种互作可能增强生态系统对水文波动的抵抗力。研究建议将功能型互补策略纳入泥炭地恢复方案，例如优先引入杜鹃花科植物以加速丘状微地形重建。

该成果发表于《Basic and Applied Ecology》，为生态修复领域提供了两个范式转变：一是从单纯关注水文修复转向植物群落功能重组；二是将"生物工程效应"纳入恢复成效评估体系。未来研究需进一步解析环境梯度下植物互作的动态平衡，特别是在氮沉降加剧等全球变化情境下，这种精细调控的互作网络如何维持泥炭地碳汇功能。