土壤肥力诱导多种独立功能性状的协同响应

摘要 功能生态学的一个核心目标是确定环境条件如何选择性地过滤独立的功能性状，以增进我们对群落构建机制的理解。土壤肥力显然会影响群落组成，但目前尚不清楚哪些植物功能性状与养分限制加剧的梯度关联最为密切。鉴于叶片经济性状和茎组织密度与土壤资源的获取及利用具有直接关系，我们假设它们与土壤肥力高度相关。相比之下，我们假设通常与光竞争（最大株高）、耐荫性（种子质量）和抗干扰能力（树皮厚度）相关的植物功能性状与土壤肥力无关。我们在 N ew Z ealand 的 N orthland 一处成熟暖温带雨林中，沿土壤肥力梯度测定了 40 个样地内 30 种树种的 13 个功能性状。采用主成分分析评估了功能性状和土壤特性的维度与独立性，并采用回归分析确定了群落加权平均性状与土壤肥力梯度之间的关系。我们观察到多个独立性状对土壤肥力存在协同响应。与我们的假设一致，与高肥力土壤相关的物种相比，与低肥力土壤相关的物种具有相对“较慢”的叶片（即低 SLA 以及低叶片 N 和 P，高 LDMC 和叶片厚度）以及更高的茎组织密度。出乎意料的是，我们观察到与低肥力土壤相关的物种具有更大的最大株高、更厚的树皮和更低的种子质量。高大乔木可以在贫瘠土壤上存活。较厚的树皮可能是生长在资源受限生境中的树木的一种防御策略，而大种子的耐荫物种则可以在光照限制更为严重的肥沃土壤中存活。综合。在由地形驱动的土壤肥力变异导致完全组成更替的生态系统中，物种分选可以在短距离内发生。当环境梯度通过同时过滤多个独立性状来分选物种时，基于单一样状谱推断物种分布可能会产生误导。确定能提高适应度的多维性状组合将推动理论发展和生态恢复。