不同物种与土地利用历史下高山草地植物叶片功能性状变异及土壤环境关联

《BMC Ecology and Evolution》：Contrasting patterns of leaf trait variation and soil associations in two alpine grassland species across land-use histories

　　

摘要

了解叶片性状的适应性变异对于揭示高山生态系统中草地植物的生态过程和资源获取策略至关重要。本研究在中国青海省贵南县四个具有不同土地利用历史（放牧、围栏、将农田恢复为森林或将农田恢复为草地）的地点，调查了两种常见的高山草地植物——《Elymus nutans》Griseb.和《Medicago archiducis-nicolai》?irj.的叶片功能性状。我们测量了13个叶片结构和化学性状以及11个土壤特性。线性混合效应模型（LMMs）用于评估不同物种和土地利用历史背景下叶片性状的差异，同时使用Spearman相关性分析来探讨叶片性状与土壤变量之间的关系。主成分分析（PCA）用于识别叶片性状变异的主要因素，冗余分析（RDA）用于探索叶片性状与土壤特性之间的关联性。研究结果表明，不同物种和土地利用历史背景下叶片功能性状存在显著变异。在《E. nutans》中，叶片密度、叶片厚度、叶片干物质含量、叶片面积和叶片磷含量表现出较高的变异性，而在《M. archiducis-nicolai》中，叶片面积、叶片长度和叶片厚度的变异性更为显著。相关性分析显示叶片的结构和化学性状与土壤相关变量之间存在强烈关联。冗余分析表明，土壤养分可用性和湿度是与性状变异相关的关键环境因素。这两种物种表现出不同的性状变异模式：《E. nutans》在结构和养分相关性状上的变异较大，而《M. archiducis-nicolai》主要在大小相关性状上存在变异。这些发现突出了不同物种在叶片性状变异及其与土壤特性之间的关联方面的物种特异性差异，有助于更深入地理解高山草地中的植物功能生态学。