生态前沿◎174
*仅供个人参考
图1. 植物群落物种组成的频度分布与分段回归模型
图2. 环境胁迫空间下植物群落组成的稳定景观
图3. 高寒沼泽生态系统三个稳态的环境超体积（图中给出了环境胁迫空间的三个轴）
研究者通过进一步分析发现，在环境压力较大的稳态中群落水平水分利用效率较低(图4)。结构方程模型结果显示，从土壤水分通过群落水平的植物水分利用效率返回到土壤水分自身的反馈环路(图5)。具体而言，土壤水分的减少直接导致湿生植物丰度的减少，间接影响植物群落组成，而植物群落组成的变化通过群落水平水分利用效率对土壤水分产生负向影响，反之亦然。由此可见，在不同的稳态下，高寒沼泽湿地生态系统具有自我强化的反馈环路(图6)。
图4. 三个稳态植物群落水平的水分利用效率(WUE的CWM)，及群落水平的水分利用效率，碳同化速率和蒸腾速率的分段回归
图5. 非递归结构方程模型描述土壤水分、湿生植物相对丰度、植物群落组成，以及群落水平水分利用效率之间反馈机制
图6. 高寒沼泽退化梯度上植物-土壤水分正反馈维持生态系统多稳态的示意图
该研究结果揭示了高寒沼泽生湿地态系统维持多稳态的正反馈机制，并强调了植物在稳态转换中的驱动作用。研究提出，选择性地增加高水分利用效率植物的丰度有助于降低高寒沼泽灾难性转变的风险，并打破/逆转维持退化状态系统稳定的反馈环路。该研究对人类活动和全球变化背景下的沼泽生态系统保护和修复具有重要科学意义。
以上研究结果以“Plant-soil moisture positive feedback maintaining alternative stable states in the alpine marsh ecosystem”为题，于2024年10月2日在线发表在国际著名生态学期刊Ecology Letters上。该研究依托甘肃甘南草原生态系统国家野外科学观测研究站开展，兰州大学生态学院、草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室马妙君教授为该论文通讯作者，兰州大学生态学院2021级博士胡国瑞为该论文的第一作者，实验室白浩楠，赵赟鹏，兰州大学陈宁教授，青海大学李宏林副教授，实验室毛赫、郭增鹏、盛雄杰、张辉、安航、张盘红、张振宽，及孙胤光为该论文的共同作者。该研究工作获得国家自然科学基金项目（32171681，31922062），甘肃省基础研究创新群体项目（22JR5RA390），以及中央高校基本科研业务费专项资金(lzujbky-2024-oy07)的资助。
原文链接:
https://doi.org/10.1111/ele.14508
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