重芽优势促进次生塞拉多林地生物多样性与地上生物量储量的协同恢复

《Forest Ecology and Management》：Resprouting dominance promotes the recovery of biodiversity and aboveground biomass stock co-benefits in secondary Cerrado woodland

　　• 萌发物种驱动塞拉多木林地的次级演替。• 萌发物种占据地上生物量恢复的主导地位。• 非萌发物种维持了相当比例的多样性。• 不同的功能群产生了生物多样性和碳的协同效益。引言热带森林是重要的生物多样性热点区域，提供关键的生态系统功能和服务（Rozendaal 等，2019）。然而，这些森林正面临高程度的砍伐威胁，主要驱动力是农业扩张和养牛业，导致次生林的形成（Arroyo-Rodríguez 等，2015；Rozendaal 等，2019）。在此背景下，与热带地区次级演替相关的最常见农业系统之一是游耕（Chazdon，2012；Barros 等，2021；Villa 等，2021；Ibiapina 等，2026），即用砍伐烧除法清理小片森林区域以短期种植作物，随后这些区域被废弃（Barros 等，2021；Villa 等，2021）。在这种农业系统下，季节性干旱热带生态系统，如塞拉多和干林，表现出与湿润热带森林中通常观察到的不同的演替轨迹（Araújo 等，2026；Lohbeck 等，2015；Quesada 等，2009）。在季节性干旱生态系统中，早期演替受萌发先锋物种的强烈影响，而在湿润森林中，演替主要由种子招募的先锋物种驱动（Lebrija-Trejos 等，2011；Chazdon，2012；Lohbeck 等，2015）。萌发和非萌发（种子招募）物种在整个热带森林的次级演替过程中均有变化，因为再生动态取决于干扰严重程度和存活植物的持久能力（Barros 等，2021；Bond 和 Midgley，2001）。在强烈干扰（如皆伐、火灾或砍伐烧除农业）之后，营养性萌发通常在早期再生中占主导地位（Barros 等，2021）。在许多热带森林中，萌发物种迅速重建结构和生物量（Guariguata 和 Ostertag，2001）。快速的早期生物量积累由预先存在的根系和茎系统的再生驱动（Vanderlei 等，2022）。对森林生物量贡献最大的物种通常也是优势度最高、萌发能力最强的物种（Lebrija-Trejos 等，2011）。优势物种在维持生态系统功能（即生物量储量）和物种多样性方面发挥着基本作用（Grime，1998；Rodrigues 等，2023）。火灾的存在与塞拉多萌发物种群的演化起源有关（Simon 等，2009；Simon 和 Pennington，2012），通过砍伐烧除农业进行的土地准备方式刺激了萌发机制以及许多木本物种在此干扰下的持久性（Barros 等，2021）。然而，同样的土地准备方式会消灭许多缺乏萌发能力的物种，这些物种只能通过种子返回，并且生长速度比萌发物种慢，但它们对于增加物种多样性和地上生物量（AGB）储量仍然是至关重要的。尽管萌发在塞拉多中很重要，但该机制在游耕系统下塞拉多森林植被型演替动态中的作用仍然不清楚。塞拉多被认为是世界上最大的新热带稀树草原，以其多样的植被型而闻名，从稀树草原到森林外观（Coutinho，2006），由于其肥沃的土壤适合农业发展，其森林植被型正日益受到农业扩张的威胁而面临消失（Spera 等，2016）。基于功能群的调查，评估萌发和非萌发物种在农业废弃后塞拉多森林植被型AGB储量和分类学多样性中的作用，在文献中仍然缺失，因为这些生态系统中的研究通常不区分不同功能群如何对生物多样性和AGB储量的恢复作出贡献（Cava 等，2019；Pilon 等，2023）。在本研究中，我们的目标是评估在巴西东北部游耕之后，萌发植物在整个次级演替过程中对塞拉多木林地植被恢复的重要性。因此，我们评估了萌发植物在整个演替阶段中分类学多样性和地上生物量储量恢复中的作用。由于萌发绕过了干扰后施加的种子和幼苗过滤器，它代表了一种关键的持久策略，使木本物种能够抵御干扰并迅速重建干扰后的结构。因此，我们假设萌发植物将驱动塞拉多木林地的演替恢复，比非萌发植物对各个演替阶段的分类学多样性和地上生物量储量作出更强的贡献，而非萌发植物将在生物多样性恢复和生物多样性-碳关系中发挥补充作用。为了检验这一假设，我们将结构特征、多样性指标和演替属性相结合，以比较萌发和非萌发物种在驱动群落多样性和地上生物量储量方面的相对作用。章节摘要研究区域本研究在不同演替阶段的塞拉多木林地中进行，位于巴西皮奥伊州博阿霍拉市（04o 24' 40" S，42o 05' 10" W）（图1）。区域气候为热带气候，每六个月交替出现湿润期和干旱期（Kottek 等，2006），年降水均值为1320毫米（Lima 和 Andrade Junior，2020），年均温为25oC（Aguiar 和 Gomes，2004）。土壤为贫营养红黄砖红壤（砖红壤）与……的组合结果稀化曲线表明塞拉多木林地的各演替阶段（3、8、18和35年）与成熟参照林（MRF）之间存在分类学多样性差异（图2）。18年和35年阶段以及MRF观察到了最高的多样性。考虑到N_RE和RE物种，稀化曲线揭示了两组之间分类学多样性存在显著差异（p < 0.05）（图3）。萌发物种的分类学多样性始终高于……讨论我们的结果表明，塞拉多木林地的演替恢复由萌发和非萌发木本物种的互补贡献所驱动。与我们的假设一致，萌发物种占据了地上生物量恢复的主导地位，并构成了演替过程中最大的分类学多样性份额，反映了其在干扰后的强大持久性和结构优势。这一模式与火灾作为塞拉多系统中反复出现的干扰因子的作用相一致，……结论我们证明了塞拉多木林地分类学多样性和地上生物量的恢复主要由N_RE和RE木本物种之间的功能互补性驱动。RE物种在弹性和群落结构及碳储量的早期恢复中发挥核心作用，而N_RE物种主要贡献于沿演替梯度维持多样性，产生了生物多样性与碳的协同效益。这些模式表明塞拉多……CRediT 作者贡献声明**Ronaldo de Araújo Ibiapina：** 概念化、数据管理、正式分析、资金获取、调查、方法论、软件、撰写——原始草稿、撰写——审阅与编辑。**Pedro Manuel Villa：** 概念化、正式分析、调查、方法论、软件、监督、验证、可视化、撰写——审阅与编辑。**Fernando Silla：** 调查、方法论、监督、撰写——审阅与编辑。**Fabrício Alvim Carvalho：** 调查、方法论……关于写作过程中使用生成式AI及AI辅助技术的声明在准备本文期间，作者使用了ChatGPT（OpenAI）来协助生成R代码、审阅写作以及制作图形摘要。所有输出结果均由作者审阅和编辑，作者对已发表文章的内容承担全部责任。利益冲突声明作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所报告的工作。致谢本研究是第一作者博士论文的一部分，部分由**高级人员培训协调处（CAPES）**资助——基金代码 001。我们感谢**巴伊亚州研究支持基金会（FAPESB）**通过向第一作者提供的奖学金给予的财政支持（资助协议 0417/2024）。第二作者感谢**国家科学和技术发展委员会（CNPq）**通过研究……提供的支持Ronaldo de Araújo Ibiapina | Pedro Manuel Villa | Fernando Silla | Fabrício Alvim Carvalho | Jamerson Souza da Costa | Lisandra Mendes Louzada-Camilo | Marjory Cristina de Magalh?es-Fernandes | Raul Silva Barros Rocha | Noelma Silva Ribeiro | Abel Augusto Concei??o