营养富集塑造了大薸（Pontederia crassipes）的功能性状可塑性

《Plant Ecology》：Nutrient enrichment shapes functional trait plasticity in Pontederia crassipes

　　

摘要

淡水湿地中的营养富集被广泛认为是入侵大型水生植物扩散的主要驱动力。然而，在入侵过程中连接营养可用性与功能性状变异性的机制仍未得到充分阐明。本研究通过受控的中宇宙实验，调查了Pontederia crassipes的营养驱动功能性状可塑性，实验涵盖一个贫营养对照组和六个氮磷富集处理组，分别代表低和高水平的中营养、富营养及超富营养条件。量化了一系列形态和生理性状，包括叶面积、叶生物量、叶碳含量、叶含水量、地上部长度、地上部生物量、根长度、根生物量、植物碳含量、根冠长度比、根冠生物量比、植物长度和总生物量。随着营养富集，几个关键生长性状，特别是叶面积、地上部生物量、植物碳含量和总生物量显著增加。主成分分析（PCA）显示，主要功能轴在营养介导下发生了转变，从低营养条件下的结构性生长性状转变为富营养和超富营养条件下的生物量积累和碳同化性状。随机森林模型进一步显示，性状重要性在不同营养状况下发生变化，在营养贫乏条件下根长度排名最高，而在较高营养供应下，根生物量和叶面积变得更加重要。这些发现表明，营养富集促进了P. crassipes的表型可塑性和生长策略重组，从而增强了其在营养丰富的水环境中持续存在和扩散的能力。本研究提供了实证证据，表明营养驱动的功能性状可塑性是该入侵大型水生植物在淡水湿地中成功的关键机制，并突出了基于性状的方法在预测植物对富营养化响应方面的价值。