环境依赖的灌草相互作用重塑灌木侵入旱地草地中的碳 - 养分耦合

《Journal of Plant Ecology》：Environment-dependent shrub-herb interactions reshape carbon-nutrient coupling in shrub-encroached dryland grasslands

　　

摘要

灌木入侵是全球变化在干旱草地中广泛发生的后果，然而环境背景如何介导灌木 - 草本相互作用及其对植物碳 - 养分耦合的影响仍知之甚少。在此，我们将横跨自然干旱度梯度的大规模野外样带与互补的温室盆栽实验相结合，以检查灌木介导的环境变化如何影响共存草本物种的叶片氮 (N)、磷 (P) 和非结构性碳水化合物 (NSCs)。在内蒙古干旱地区，成熟的灌木（Caragana stenophylla）斑块持续提高了下层草本植物的叶片 N 和 P 浓度，同时抑制了 NSCs 的积累，表明营养获取与碳储存之间存在权衡。然而，随着干旱度增加，这些对碳储备的抑制作用减弱，使得在更干燥的条件下，灌木 - 草本相互作用对 NSCs 转向中性或促进作用。相比之下，在受控的温室条件下，C. stenophylla 幼苗抑制了共存草本幼苗的营养吸收并改变了 NSC 动态，反映了早期灌木相关环境有限的累积环境改造能力所相关的竞争相互作用。草本功能群之间的响应存在显著差异：杂草（例如 Artemisia frigida）比禾草（例如 Leymus chinensis）对灌木存在和干旱表现出更大的敏感性，这是由叶片和根系功能特征的协同变化驱动的。综上所述，我们的结果表明，灌木诱导的微生境改变以依赖环境的方式重塑了草本碳 - 养分耦合，这对预测日益加剧的气候胁迫下干旱草地生物地球化学和植被动态具有启示意义。

图文摘要

在新标签页中打开下载幻灯片