東北地理所在自然恢復(fù)濕地植被演替對(duì)土壤生態(tài)功能的調(diào)控機(jī)制研究方面取得進(jìn)展
濕地開墾破壞了原有的生物地貌過程，退耕還濕是一種關(guān)鍵的近自然恢復(fù)措施。土壤有機(jī)碳、全氮和全磷儲(chǔ)量是生態(tài)恢復(fù)成效的重要指標(biāo)，與植物群落演替和功能策略密切相關(guān)，但其驅(qū)動(dòng)因素和影響路徑尚不清楚。
研究團(tuán)隊(duì)分析了農(nóng)業(yè)退耕后自然恢復(fù)的淡水沼澤濕地的土壤功能、植物群落特征和功能性狀。結(jié)果表明，土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量和氮儲(chǔ)量分別在恢復(fù)14和17年達(dá)到峰值后趨于穩(wěn)定，而磷儲(chǔ)量則先下降后上升。方差分解分析表明，土壤功能動(dòng)態(tài)主要由植物群落特征與功能性狀的相互作用驅(qū)動(dòng)。隨機(jī)森林模型確定了關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，而結(jié)構(gòu)方程模型確定了恢復(fù)時(shí)間對(duì)土壤功能的直接影響和植物變量介導(dǎo)的間接途徑。具體而言，比葉面積與植物密度協(xié)同下降，促進(jìn)了土壤有機(jī)碳積累；比葉面積與莖磷含量協(xié)同降低，提升了地上生物量和土壤總氮，但減少了土壤磷的累積。此外，基于性狀交互作用的生態(tài)功能恢復(fù)理論框架，在自然恢復(fù)草甸中也得到了驗(yàn)證，并強(qiáng)調(diào)了恢復(fù)目標(biāo)群落比單一目標(biāo)物種更能提升生態(tài)功能，突破了傳統(tǒng)以目標(biāo)物種為中心的恢復(fù)策略。
圖1. 植物功能性狀與群落特征對(duì)土壤功能的調(diào)控途徑
該研究證實(shí)了排除人為干擾后的自然恢復(fù)措施有利于土壤功能趨于穩(wěn)定，并且植物功能性狀和群落特征對(duì)功能形成具有協(xié)同效應(yīng)，為制定基于群落性狀—物種配置的恢復(fù)管理新范式提供了科學(xué)指導(dǎo)。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際期刊Journal of Plant Ecology（一區(qū)）上，安雨副研究員、張洺也特別研究助理、佟守正研究員、馬紅媛研究員等共同完成。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（U23A2004;42471066）、吉林省科技發(fā)展計(jì)劃（20230203003SF;20240602026RC）、吉林省重大科技專項(xiàng)（20230303005SF）等資助。
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1.An,Y.,Wang,L.,Zhang,M.,Shi,K.,Tong,S.,Jiang,M.,Wu,H.,Liu,Bo,Wang,G. (2025). Plant functional traits and community characteristics jointly shape soil carbon,nitrogen and phosphorus storage in passively restored wetlands following agricultural abandonment.?Journal of Plant Ecology,?18(5),rtaf084. https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf084
2.An,Y.,Gao,Y.,Liu,J.,Zhang,Y.,Wang,D.,Ma,H.,Tong,S. (2025). Plant community root traits outweigh target species in mediating soil carbon and nitrogen storage across grazing-exclusion chronosequences in semi-arid grasslands.?Journal of Plant Ecology,rtaf131.https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf131
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