氣候和土壤決定植物性狀的分布

一個(gè)國(guó)際研究小組成功地確定了解釋植物形態(tài)和功能多樣性的全球因素。在蘇黎世大學(xué)、耶拿馬克斯普朗克生物地球化學(xué)研究所和萊比錫大學(xué)的帶領(lǐng)下，研究人員收集并分析了來(lái)自世界各地的植物數(shù)據(jù)。他們第一次展示了植物大小、結(jié)構(gòu)和壽命等特征在多大程度上受氣候和土壤特性的影響。從中獲得的見(jiàn)解對(duì)于改進(jìn)地球系統(tǒng)模型關(guān)于植物多樣性的作用至關(guān)重要。

乍一看，植物形態(tài)和功能的多樣性似乎難以理解。然而，它可以從形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和生化特征方面進(jìn)行描述。先前已經(jīng)表明，跨物種的性狀分為兩個(gè)主要類(lèi)別，每種植物必須在其中保持平衡：第一，大小，第二，新陳代謝經(jīng)濟(jì)。在最近發(fā)表在《自然生態(tài)學(xué)與進(jìn)化》上的一項(xiàng)研究中，一組研究人員現(xiàn)在首次確認(rèn)，使用大大擴(kuò)大的 17 種不同植物性狀的全球數(shù)據(jù)集，這兩個(gè)主要類(lèi)別適用于全球研究的所有植物。

在大小類(lèi)別中，植物平衡高度、葉子大小和種子大小等特征。這些性狀還受到植物中水分運(yùn)輸?shù)乃Τ煞值挠绊?。?jīng)濟(jì)學(xué)類(lèi)別描述了植物通過(guò)光合作用獲得能量和生物量的速度和效率，與其存活時(shí)間相平衡。該類(lèi)別由可測(cè)量的特征決定，例如就葉面積而言的葉子結(jié)構(gòu)和組成，以及它們的元素組成(氮、磷和碳)。該團(tuán)隊(duì)表明，這兩個(gè)主要類(lèi)別很好地解釋了 TRY 數(shù)據(jù)庫(kù)中全球收集的植物物種的生命策略。

分析了 20,000 多個(gè)物種的特征

植物性狀受多種外部因素的影響，例如氣候、土壤條件和人為干預(yù)。尚無(wú)法確定哪些因素在全球?qū)用婢哂袥Q定性作用。為了回答這個(gè)問(wèn)題，由蘇黎世大學(xué)的 Julia Joswig 和耶拿的馬克斯普朗克生物地球化學(xué)研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組分析了 20,000 多個(gè)物種的特征。分析中包括了每株植物所在地的氣候和土壤條件信息。

“我們的研究清楚地表明，全球植物性狀可以通過(guò)氣候和土壤的共同影響來(lái)解釋?zhuān)?rdquo;喬斯維格說(shuō)，“這表明氣候變化和土壤侵蝕的各個(gè)方面，這兩者都是土地利用變化的結(jié)果，例如，應(yīng)該一起研究。”

此處描述的許多關(guān)系已經(jīng)從小規(guī)模的本地研究中得知。“但是，這些過(guò)程現(xiàn)在可以在全球范圍內(nèi)展示并量化它們的重要性這一事實(shí)是一個(gè)重要的里程碑，”萊比錫大學(xué)的 Miguel Mahecha 教授補(bǔ)充道。“此類(lèi)研究可以指導(dǎo)全球地球系統(tǒng)模型來(lái)表示氣候、土壤和生物多樣性之間復(fù)雜的相互作用，這是未來(lái)預(yù)測(cè)的重要先決條件，”馬赫查補(bǔ)充道。

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