中央比利牛斯山脉亚高山草甸禾草硅化短细胞植硅体标本库建设与分类-生态诊断价值评估

《Annals of Botany》：Grass silica short cell phytoliths in Pyrenean subalpine grasslands: taxonomy and palaeoecological relevance

　　

摘要

背景与目的

中央比利牛斯山脉的亚高山草甸（海拔1600–2300米）是经千年畜牧业利用塑造的半自然生态系统。重建其长期动态需要比禾本科花粉具有更高分类学分辨率的代用指标。禾草硅化短细胞植硅体（GSSCPs）具备这一潜力。我们旨在建立一个分类广泛、具有生态学基础的标准样本集合，并评估GSSCP组合在不同禾草谱系和生境中的诊断价值。

方法

我们记录了251种禾草物种，并选择了66种本地类群，以最大化系统发育广度（涵盖5个亚科、14个族、49个属），同时兼顾畜牧业相关性。从每个物种的多个个体中提取叶片植硅体，按照ICPN 2.0标准进行分类，每个样品计数不少于300个GSSCPs，共获得29个亚形态型。通过多元排序分析探索分类学和生态学结构。

主要结果

植硅体组合显示出强烈的分类学信号和清晰的生态学模式。在羊茅亚科中，在以Avenula pratensis和Bromus spp.为主导的湿润亚高山牧场中鉴定出特定亚形态型，在以Stipa spp.和Achnatherum calamagrostis为特征的开敞且易受胁迫的草甸中，以及在以Koeleria vallesiana为特征的喜旱石灰岩坡地上均有发现。PACMAD禾草同样展现出很强的诊断价值：Setaria viridis出现在低海拔、温暖、养分丰富且受扰动的生境中；Danthonia decumbens出现在喜酸高地；Eragrostis minor出现在受扰动的干旱土壤中；Molinia caerulea出现在沼泽化草甸中。这些类群主要分布在比核心湿润亚高山草甸更温暖、更干燥或受扰动程度更大的生境中，而后者呈现出更为保守的形态型谱系。排序分析证实，形态型-生境关联沿海拔梯度结构化了组合格局。

结论

这是中央比利牛斯山脉首个GSSC植硅体标本库，提供了符合ICPN标准的框架，提高了基于植硅体的古生态学研究的分类学和生态学分辨率，改善了对山地景观中过去植被演替和畜牧业动态的重建能力。

图形摘要

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