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Elevated plant colonisation shifts soil microbes towards faster-growing decomposition-oriented communities 植物定植的增加使土壤微生物转向生长更快的分解导向群落
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-20 DOI: 10.1111/1365-2745.70461
Harry E. R. Shepherd, Bjorn J. M. Robroek, Marc G. Dumont, Dina in ‘t Zandt, Jane A. Catford

在全球环境变化下,以前不存在的植物的殖民化正在增加。殖民者的建立可以改变植物群落组成,进而影响土壤微生物群落。通过一项为期9年的种子添加实验,我们提出了以下问题:(i)殖民者如何影响植物群落组成;(ii)这些植被变化是否驱动了土壤原核生物和真菌群落的变化?在演替年龄和群落组成不同的2个草地样地,将23种资源获取策略分为“快”和“慢”两种。我们控制了局部干扰和菌落种子的添加,并研究了地点和菌落特征如何影响微生物群落组成。在初始添加种子9年后对植物和微生物群落进行了调查。早期演替地的殖民者覆盖率较高。在这两个地点,证据表明,较高的殖民者覆盖导致群落具有更快的生长策略,改变了地下资源获取策略,并且在演替早期地点降低了分类多样性。通过植物群落组成的这些变化,较高的殖民覆盖与较少的原核生物群落相关,其特征是代谢活性和细胞复制升高,真菌腐生菌的丰度更高。殖民者和微生物组成之间的其他关联取决于地点特征和殖民者特征。在早期演替地点,尽管殖民地丰度最高,但殖民地覆盖与其他微生物功能群的联系很弱,没有观察到与专性真菌的联系。在演替后期,快速生长的殖民者覆盖面积越大,原核生物群落代谢活性越低,专性真菌丰度越高。此外,在演替后期,与未播种的地块相比,添加了更多殖民者种子的地块支持更高的原核生物多样性和更高的专性真菌丰度,无论当前的植物组成如何。综上所述,我们的研究结果表明,植物定植的增加推动了微生物群落向更快生长、以分解为导向的转变。然而,植物群落与微生物群落之间的关联在演替后期更强,尽管群落覆盖在演替早期更高。因此,从业者应该考虑所有草原上植物定殖的地下影响,而不仅仅是对植物群落组成影响最明显的地方。
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What we measure matters: Trait choice shapes inferences about grassland functional diversity under altered precipitation 我们测量的东西很重要:性状选择决定了降水变化下草地功能多样性的推论
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-16 DOI: 10.1111/1365-2745.70465
Ava Boettiger, Meghan Hayden, Timothy Ohlert, Tom Merchant, Julie Larson, Katharine N. Suding, Hunter Giest-Sanchez, Laura E. Dee

基于性状的方法是理解全球变化下生态系统的抵抗力和恢复力的有力工具。然而,全球变化驱动因素、功能性状多样性与生态系统稳定性之间的关系尚不清楚。一些不一致源于性状选择和多样性指数的差异,这反映了不同的假设,可能导致不同的解释。这使得确定观察到的模式是源于方法论选择还是真正的生态变化变得复杂。通过比较功能多样性指标和从不同性状子集计算的群落加权平均值,我们评估了方法决策如何影响生态推断。在美国科罗拉多州博尔德附近的半干旱草地上进行了为期四年的降雨控制试验,量化了植物群落对极端干旱、灌溉和环境条件的响应。我们测量了9个叶片、根系和全株性状,并根据性状文献将它们分为6组:(1)所有性状,(2)常用性状(如比叶面积、根干物质含量),(3)机械干旱性状,(4)经济谱性状,(5)地上性状和(6)地下性状。对于每一组,我们使用群落加权方法和四个功能多样性指数(丰富度、均匀度、发散度和分散度)评估了干旱和灌溉对群落组成的影响。我们还研究了性状和度量选择如何影响不同处理的时间生物量稳定性。不同指标的处理效果不同:功能差异通常对性状选择有显著影响,而均匀性、丰富度和分散性更依赖于性状。功能多样性与生物量稳定性之间的关系既依赖于度量又依赖于性状:功能分散倾向于降低地上和常用性状在干旱和灌溉条件下的稳定性。功能均匀性增加了灌溉条件下选择集的稳定性,而功能差异和丰富度与不同处理和性状集的稳定性之间的关系较弱或不一致。合成。我们的研究结果表明,性状选择的方法选择和指标影响功能多样性的结论。与环境驱动因素(如机械干旱特征)相一致的性状套件捕获的群落反应与常用性状不同,突出了假设驱动选择的价值。我们建议优先考虑与焦点生态机制相关的性状,并测试其他性状子集和多样性指标的稳健性。这种方法改善了机制解释,阐明了多样性在何时何地稳定生态系统功能,并增加了系统和研究之间的可比性。
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Local conspecific density affects the relationship between species abundance and plant–soil feedback in a subtropical forest 局地同种密度影响亚热带森林物种丰度与植物-土壤反馈的关系
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-14 DOI: 10.1111/1365-2745.70463
Dong Dai, Jiarong Yang, Ganxin Feng, Minxia Liang, Yu Liu

越来越多的证据表明,植物-土壤反馈(PSF)在形成物种丰富度和促进常见和稀有物种共存方面至关重要。然而,关于物种丰度与PSF强度之间的关系,实证研究的结果并不一致。为了调和关于物种丰度- PSF关系(SAPR)的争论,我们提出了一个概念框架,将PSF分解为两个组成部分:由焦点树引起的PSF 1和由同种邻居引起的PSF 2。这两个组成部分分别推动了社区组装和多样性维护过程。此外,我们的框架强调了局部同种密度是测量自然群落物种PSF的关键。在此基础上,对亚热带森林的14种树种进行了遮荫室内试验。结果表明,物种丰度与PSF呈显著负相关关系,仅当接种土采自局部密度较高的地区。土壤和根系中的真菌病原体被确定为这种模式的关键驱动因素。我们的研究提供了直接的实验证据,表明局部同种密度会影响SAPR,这可能会澄清不同研究之间的差异,并促进我们对森林生态系统中PSF如何促进物种共存的理解。合成。结合多物种土壤接种PSF实验,我们揭示了亚热带森林群落中从稀有物种到常见物种的负PSF不断增强,局部同种密度影响着这一模式。因此,我们的研究表明,物种丰度与PSF之间的复杂关系与当地物种共存的动态密切相关。我们认为,以往关于SAPR的争论主要源于对当地物种密度的忽视和不同生态过程的混淆。
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Legume presence outweighs functional group richness in determining community invasibility under nitrogen enrichment 在氮富集条件下,豆科植物的存在度大于功能基团的丰富度
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-13 DOI: 10.1111/1365-2745.70464
Jiawei Wang, Jieren Jin, Lei Wang, Bangyu Zhang, Yuechong Wang, Xiao Xu, Bo Li

人为氮(N)富集通常通过增加资源可用性来促进植物入侵,但为什么居民社区对相同资源脉冲的抵抗力不同仍然知之甚少。本研究在保持物种丰富度不变的情况下,对原生植物功能群丰富度(FGR = 1-3)和群落组成进行了控制,并评估了嗜氮入侵植物白Bidens alba在环境和富氮条件下的表现,以确定生物抗性是由多样性本身驱动还是由特定的功能特性驱动。氮的富集持续增加了入侵生物的生物量,但其与FGR的交互作用在整个丰富度梯度上并不显著,表明单靠FGR不足以预测生物的抗性。相反,功能同一性强烈地控制着植物入侵的结果。非豆科植物群落(禾本科和禾本科)通过强烈的地上邻居抑制,在富氮条件下保持了较高的生物抗性。相反,含豆科植物群落在富氮条件下表现出较弱的生物抗性,这使得入侵生物量显著增加。豆科植物通过地下和地上的耦合机制促进了植物的入侵:它们保持了较高的基线土壤硝酸盐有效性,同时在富氮条件下经历了竞争性抑制,导致生物量低,物理冠层存在最少。再加上氮的富集,这创造了一个有利的资源窗口,使白杨能够降低其根:冠比——一种在非豆科植物群落中受到密集的本地邻居生物量限制的形态可塑性响应。合成。我们的研究结果表明,FGR为生物抗性提供了一个结构模板,而功能身份决定了该模板是否转化为资源抢占或社区脆弱性。在营养丰富的生态系统中,低生物量豆科植物可以通过提高基线资源环境并呈现有限的地上抑制,无意中将营养脉冲转化为入侵机会。因此,在富氮条件下恢复抗入侵群落需要功能同一性筛选,优先考虑具有强竞争力的非豆科植物,而不是仅仅依靠FGR。
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Functional traits modulate nitrogen addition and climate impacts on growth–mortality trade-offs in a temperate forest experiment 在温带森林试验中,功能性状调节氮添加和气候对生长-死亡权衡的影响
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-07 DOI: 10.1111/1365-2745.70459
Li Ma, Xinna Zhang, Huaijiang He, Juan Wang, Xiuhai Zhao, Klaus von Gadow, Chunyu Zhang

树种生长与死亡之间的种间权衡是植物生活史策略的一个关键维度。大气氮沉降和气候变化正在改变森林种群动态,但它们对树苗生长-死亡权衡的相互作用仍知之甚少。在这项研究中,我们对中国东北12种温带树种的39,366棵树苗进行了为期5年的施氮试验。我们测试了氮添加和气候如何共同改变人口比率及其权衡。我们实施了一个因子N添加实验(0、50和100 kg N ha−1年−1年),并评估了气候变化、功能性状、土壤性质、地形和邻里竞争对树苗性能的影响。低N添加量分别使相对生长率提高了12.5%(样地群落水平)、6.7%(物种水平)和13.3%(个体水平),但死亡率没有增加,而高N添加量使死亡率提高了23.7%,但没有显著提高生长,这表明物种在生长-死亡权衡空间中的位置发生了变化。值得注意的是,我们发现了N添加与气候之间的非加性相互作用:降水增加抑制了N诱导的生长增益,但增加了死亡率,而变暖进一步限制了N添加下的生长响应。在所有氮处理下均观察到种间生长-死亡权衡,但其强度因氮添加水平而异,在低氮添加时减弱,在高氮添加时部分重新增强。功能性状是生长-死亡权衡的主要近似驱动因素,介导了氮添加和气候对这种人口关系的部分间接影响。合成。总的来说,我们的研究结果表明,氮富集通过改变性状介导的资源分配和对气候胁迫的生理敏感性来重塑树苗的生活史策略,从而重新配置全球变化下的生长-死亡权衡。
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Why finer spatial resolutions do not necessarily improve species distribution models 为什么更精细的空间分辨率不一定能改善物种分布模型
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-07 DOI: 10.1111/1365-2745.70451
Kryštof Chytrý, Jonathan Lenoir, Dietmar Moser, Karl Hülber, Norbert Helm, Johannes Hausharter, Johannes Wessely, Stefan Dullinger

近年来,对于物种分布模型(SDMs)中使用过于粗糙的环境数据的批评越来越多,特别是对于植物等无根生物。然而,我们认为,粗分辨率环境预测因子不仅在概念上符合sdm的思想,而且通常也可能比那些分辨率接近个体大小的模型更健壮和现实。我们使用虚拟生态学家实验明确地证明了这个看似矛盾的现象。这背后的主要原因是物种的基本生态位与其实际分布之间的不平衡。虽然这种不平衡在生物地理学和超种群生态学中得到了很好的认识,但它对精细尺度sdm的影响仍然被忽视。因此,与最近的主张相反,我们建议SDMs中预测因子的最佳空间分辨率不应受个体大小的影响,而应受维持最小可生存种群所需的空间范围的影响。综合:寻求完美的空间分辨率不应被视为生态建模的圣杯。在现实中,不存在这种普遍最优的解决方案。进展更有可能来自跨多个决议操作的显式集成过程。特别是,在sdm中纳入邻域尺度变量作为预测因子是朝着这个方向迈出的重要一步。
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Context-dependent unimodal relationships between ectomycorrhizal dominance and tree species diversity in forest ecosystems 森林生态系统中外生菌根优势与树种多样性之间的单峰关系
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-07 DOI: 10.1111/1365-2745.70450
Suhui Ma, Qiong Cai, Wenjing Fang, Li Huang, Zhiyan Peng, Zeyuan Li, Zujun Zhao, Qin Li, Zhiming Zhang

大多数树木与土壤真菌形成菌根关系,调节树木养分获取和物种共存。外生菌根优势假说预测,由于植物-土壤的正反馈,随着外生菌根优势的增加,树种丰富度会降低,而混合菌根假说认为,采用混合菌根策略的森林通过养分互补维持了更多的物种。事实上,这两种机制并非相互排斥,而是共同作用,形成了非对称单峰假说所预测的多样性。尽管这一假设已被证明是全球尺度上森林物种丰富度的基础,但它是否始终有利于区分稀有和常见物种的多样性指标,以及这种关系如何随着气候、土壤性质和干扰强度而变化,仍然知之甚少。利用覆盖中国1133个样地的广泛调查,我们研究了EcM树优势度与基于Hill数的多样性指标之间的关系。我们的研究结果一致显示出不对称的单峰关系,多样性峰值出现在中间EcM优势(30%-31%),为不对称单峰关系假设提供了强有力的支持。值得注意的是,Shannon和Simpson强调常见物种(即q = 1,2)的多样性对EcM优势度变化的响应强于物种丰富度(q = 0),后者对稀有物种更为敏感。重要的是,这些关系是环境依赖的,在降水和土壤氮有效性较低以及干扰程度较高的条件下,这些关系明显更强。合成。我们的研究表明,维持不对称混合菌根策略对于最大限度地提高森林树种多样性至关重要,而不是单一类型的优势,特别是对于强调水和营养限制或干扰条件下常见物种的多样性指标。这一发现促进了我们对地下共生在调节森林多样性中的作用的理解,并为森林管理和多样性保护提供了预测框架。
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Ectomycorrhizal communities underlie trade-offs between greater long-term tree growth and reduced soil carbon concentrations in boreal forests 在北方针叶林中,外生菌根群落是促进树木长期生长和降低土壤碳浓度之间平衡的基础
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-05 DOI: 10.1111/1365-2745.70446
Elinor B. Fajer, Kabir Peay, Robert Jackson, Jay Yeam, Zoë Rehnborg, Peter Pellitier

了解影响北方碳汇的生物相互作用对建立精确的地球系统模型至关重要。北方森林是高度氮(N)限制。为了满足对氮的需求,北方树木与高度多样化的外生菌根(ECM)真菌群落联系在一起,这些真菌群落吸收难以抵抗的有机氮的能力各不相同。有人认为,ECM对有机氮的获取对树木生长有积极影响,但这种活动对土壤C库的影响却存在广泛的争议,有证据表明它们的活动既增加了土壤C,也减少了土壤C。我们将青云杉(Picea glauca)树木的长期生长记录(约25年)与栖息在焦点树根和周围土壤中的真菌群落的单独配对分子谱联系起来。我们在阿拉斯加内陆的一个大气候梯度中进行了这项研究,我们预计真菌群落组成、氮获取特性和碳循环过程的结果会发生变化。我们观察到树木生长有90倍的变化。在考虑了共同发生的气候趋势后,我们发现丰富的ECM类群与较低的土壤C浓度同时与较高的长期树木生长相关。利用叶片δ 15 N估算了真菌群落N获取特性的结果,发现真菌群落组成与叶片δ 15 N合成显著相关,尤其是柠条序列丰度。最终,本研究提供了基于实地的证据,与ECM真菌通过SOM的酶降解和有机氮的吸收影响生态系统碳储量的新认识一致。具体而言,我们的研究结果支持这样的概念,即ECM获取有机氮可以通过刺激树木生长同时减少土壤碳积累来促进地上和地下碳储量的权衡。为了促进北方森林碳汇的持续发展,需要对ECM群落特征及其对土壤腐烂和树木生长的紧急影响之间的联系进行调查。
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Shrub canopies preserve climatic niche disparity among recruit species in Mediterranean drylands 灌木冠层在地中海旱地保留了新物种间的气候生态位差异
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-03 DOI: 10.1111/1365-2745.70456
Jordi Margalef-Marrase, Francisco Lloret, Julio M. Alcántara, José Antonio Navarro-Cano, Miguel Verdú

植物的生产性能在气候条件下是最优的,特别是在早期建立时,当条件偏离这个最优时,植物的生产性能就会下降。然而,灌木可以通过在其树冠下创造更适宜的小气候来缓冲不利的气候条件,促进不同气候生态位物种的建立。在10个地中海灌木林地中,我们比较了灌木树冠下与开阔地下植物的气候生态位差异和系统发育结构,综合环境、生态位和系统发育数据,揭示了潜在的非生物和进化驱动因素。我们在10个地中海灌丛地中发现,灌木冠层下建立的新植物的气候生态位差异明显大于开阔地。这种模式与灌木驱动的微环境异质性仅弱相关,使用光合有效辐射的变异性作为粗略的代理来估计,这表明额外的非生物因素也可能有助于吸收生态位差异。此外,灌木下的招募组合平均由亲缘关系较远的物种组成。结合其气候生态位干旱响应轴的系统发育保守性,这种模式导致了冠层下主要气候生态位轴差异较大的新物种共发生。合成。植物冠层可以吸收具有广泛气候生态位多样性的物种,这可能在持续和未来气候变化下维持生物多样性方面发挥作用。
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Multifactorial diagnosis of drought-induced decline in Mediterranean conifer forests 干旱导致地中海针叶林衰退的多因素诊断
IF 6.3 1区 环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Pub Date : 2026-10-03 DOI: 10.1111/1365-2745.70455
Ester González de Andrés, Antonio Gazol, José Ignacio Querejeta, Cristina Valeriano, Michele Colangelo, Cristopher Fernández-Blas, Marina Rodes-Blanco, Paloma Ruiz-Benito, J. Julio Camarero

干旱导致的树木死亡是一个复杂的过程,涉及树木水分、碳和营养关系的相互变化,以及生长和性状变异的调整。在干旱日益严重的情况下预测枯死需要对潜在生理过程的机械见解。我们采用了树水平、多代理方法来确定西班牙东北部地中海西尔维斯松(Mediterranean Pinus sylvestris)、pinaster和halepensis森林死亡热点地区活力下降的相关因素。综合树木年轮指标、叶面碳氧稳定同位素(δ 13c,∆18O)、元素组成和土壤性质,评估干旱对树木生长(DGIi)、内在水分利用效率(iWUE)、∆18O推断的气孔导度(G∆18O)和养分状况的影响。衰退树木的DGIi始终高于未衰退树木。在西林和柽柳中,DGIi的升高与G∆18O的降低和iWUE的增加有关,表明凋落树木的干旱胁迫更严重。下降的西尔马和halepensis也表现出明显的营养失衡,特别是在P、K、Zn、Fe、S和ca方面,所有物种的Fe:Cu比例都出现了破坏。不同树种的活力差异还与针叶大小、形态、树高和土壤pH值的变化有关,凋落的西林和halepensis在单位面积叶质量上表现出不同的调整。合成。总之,这些结果强调了水力损伤、营养不平衡、叶片衰老和不利土壤条件之间的相互作用放大了所研究的地中海松树种群的气候压力。这种潜在的反馈可能会加速树冠落叶,并最终导致树木在日益严重的干旱下死亡。
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