亚高山和北方沼泽地是生态系统,通过减少过量碳以及帮助调节气候来促进气候稳定——在气候变化加剧的时代,这两种特性都是非常宝贵的。因此,了解如何维持这些社区的自然状态势在必行。然而,群落稳定的潜在机制以及这些群落内的生物多样性等因素如何影响其长期稳定性仍然没有得到很好的理解
日本科学家一直在一个名为“监测点1000”的国家监测项目中研究大面积的亚高山和北方沼泽地植物群落。横滨国立大学的研究人员利用这一数据集分析了维管植物物种丰富度、物种异步性、物种稳定性、群落组成稳定性、苔藓植物覆盖率和群落覆盖率的时间稳定性之间的关系,以了解哪些因素影响植物群落的稳定性
他们发现“经验证据表明,物种异步性、物种稳定性和组成稳定性共同稳定,而苔藓植物覆盖会破坏沼泽地群落的稳定性,”该论文的作者之一、横滨国立大学城市科学学院的研究员Shun Nonaka说
他们的研究结果发表在2月27日的《总体环境科学》上。
植物生态系统内的群落稳定性可能受到许多不同因素的影响。在横滨国立大学研究人员对亚高山和北方群落的研究中,物种异步性、物种稳定性和组成稳定性是该系统稳定性的主要驱动因素
物种异步性,即物种丰度随时间的变化,证明了许多不同植物所填充的多个时间生态位。通过引入多样的时间生活策略来加强整个社区,从而增加了如果环境发生变化,一些物种能够生存的可能性
沼泽地的物种稳定性在很大程度上是优势物种存在的结果,例如日本莫利诺匹斯。这是一个重要的发现,因为许多这些物种目前正受到木本物种入侵和栖息地丧失的威胁
Nonaka说:“因此,研究结果强调,在沼泽地具有栖息地特异性的优势物种(如Molinopsis japonica、Carex middendorffi和Rhynchospora alba),无论其濒危状态如何,都应该得到保护,因为它们正日益受到木本物种扩张和沼泽地占地面积减少的威胁。”物种丰富度,即一个地区内的物种数量,通常对群落稳定性有积极影响。在这项研究中,他们发现物种丰富度在群落稳定性中的作用无法确定。这可能是由于这项研究的时间跨度较短。这些领域的未来工作应在研究中考虑更长的时间尺度,以明确物种丰富度的作用
对群落稳定性的最大负面影响是苔藓覆盖,因为苔藓植物,主要是泥炭藓,减少了物种的不同步性。泥炭藓的生理对附近的水文和生物地球化学循环有很强的影响。这会对维管植物产生非常负面的影响,从而减少可能填补某些时间生态位的植物数量
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“本研究中确定的决定沼泽地群落稳定性的因素强调了优势物种保护的重要性以及生物多样性在沼泽地生态系统保护策略中的关键作用,”该论文的第二作者、横滨国立大学环境与信息科学研究生院的研究员Takehiro Sasaki说
Sasaki说:“这项研究还表明,随着时间尺度上温度波动的增加,苔藓植物的不稳定作用可能会变得更加明显。未来的研究应该在更长期和更广泛的时空尺度上评估生态系统功能的多功能稳定性和群落稳定性。”“特别是,本研究中使用的‘监测点1000’应在未来更长的时间内继续在更大的范围内进行监测,对pH和EC等土壤环境因素以及叶高和比叶面积等植物性状等易于测量的因素的监测也应纳入方案。”
Journal information: Science of the Total Environment
Provided by Yokohama National University
2025-04-19
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