1974年,Philip Grime开创性地提出植物存在竞争型(competitors, C)、耐胁迫型(stress-tolerators, S)和杂草型(ruderals, R)三种基本生态适应策略(即CSR理论),这一理论被认为是现代植物功能生态学的开端和基石。Grime依据CSR理论预测,植物群落在次生演替进程中会由早期的杂草型策略(R策略)向演替后期的耐胁迫型策略(S策略)转变。这一经典预测被广泛接受,但尚缺乏长期连续数据的有效验证。
2024年5月30日,华东师范大学生态与环境科学学院黎绍鹏教授团队等在Ecology Letters杂志在线发表题为“Temporal dynamics of Grime's CSR strategies in plant communities during 60 years of succession”的研究论文。该研究详细刻画了弃耕地长期演替进程中植物群落CSR策略的变化规律,揭示了样地的初始条件会改变群落CSR策略的演替轨迹,发现了外来种和本地种的CSR策略在演替过程中的明显分异,进而检验并修正了Grime的演替理论。
图1. Ecology Letters在线刊发华东师大黎绍鹏团队科研成果
这一研究利用全球历时最长的弃耕地次生演替连续监测序列,发现在60年的演替进程中,植物群落整体上会从R策略向S策略转变,进而为Grime的演替理论提供了长期时间序列证据(图2)。同时,该研究发现样地的初始条件显著影响了样地CSR策略的演替轨迹,弃耕前种植的作物和弃耕的季节显著改变了演替早期的CSR策略轨迹,揭示了Grime演替理论的有效性依赖于演替初始条件(图3)。
图2. 长期演替进程中植物群落CSR策略的转变
图3. 样地初始条件改变了CSR策略的演替轨迹
研究进一步发现,外来种和本地种的CSR策略在演替过程中表现出明显分异(图4)。演替早期,外来种和本地种均表现出相似的R策略;但在演替后期阶段,与本地物种相比,外来物种表现出更高的R策略和更低的S策略。这一结果为和解外来种和本地种CSR策略比较研究中的矛盾结论提供了一种新思路。
图4. 外来种和本地种的CSR策略在演替进程中出现明显分异
这一研究修正了植物群落在次生演替过程中会从R策略向S策略转变的普遍假设,揭示了Grime演替理论的适用性很大程度上取决于群落初始条件,也会在外来种和本地种之间存在分异。
华东师范大学生态与环境科学学院硕士研究生张岩松为论文第一作者,黎绍鹏教授为本文通讯作者,郭文永研究员、郭坤博士、研究生孟亚妮和姚奇参与了这项工作,华东师范大学为论文第一完成单位。合作者还包括东伊利诺伊大学的Scott Meiners教授。本研究得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金项目和面上项目等项目的资助。
附:论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.14446
来源|生态与环境科学学院、科技处
版权所有:华东师范大学浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站
通讯地址:上海市闵行区东川路500号 200241
电话/传真:021-54341126
台站地址:浙江省宁波市鄞州区天童国家森林公园 315114