半干旱区湿地灌木入侵下土壤特性与植物功能性状协同调控植物多样性机制研究

针对半干旱湿地退化过程中灌木入侵驱动的植物多样性变化机制不明的问题，来自中国的研究团队通过黄河上游湿地梯度分析，揭示土壤含水量（SWC）和pH值通过调控叶面积（LA）与干物质含量（LDMC）的权衡关系，直接或间接影响植物多样性，为退化土地修复提供科学依据。

　　

气候变化与人类活动加剧了半干旱湿地的土地退化，其中灌木入侵现象通过改变植物群落组成，进一步重塑物种多样性，并经由土壤特性与植物功能策略的调整影响生态系统功能。本研究沿黄河上游半干旱湿地的灌木入侵梯度（草本带、草灌混合带与灌木带）分析了土壤属性与叶片性状。结果显示：植物多样性变化伴随叶面积（LA）和叶片干物质含量（LDMC）的降低，以及叶片氮含量（LNC）与磷含量（LPC）的上升，表明植被群落正采取适应性的资源分配策略，向更适应变化环境的状态过渡。同时，土壤含水量（SWC）、电导率（EC）、土壤有机碳（SOC）、土壤氮含量（SNC）等关键土壤指标较入侵前显著下降。随机森林模型揭示了土壤属性（SWC与pH）和植物功能性状（如LA与LDMC）在驱动植物多样性变化中的核心作用。方差分解分析强调了土壤特性与叶片功能性状互作对植物多样性变异的联合效应。结构方程模型进一步勾勒出SWC影响的双路径：直接的负面效应以及通过LA–LDMC权衡关系实现的间接调控，其中pH扮演次要调节角色。本研究揭示了半干旱湿地灌木入侵导致土地退化的关键机制，明确了土壤特性与植物功能性状对植物多样性变化及生态系统功能损害的协同作用，为脆弱半干旱区域的退化土地修复与可持续管理提供了关键科学基础。