文章题目:Aboveground and belowground sizes are aligned in the unified spectrum of plant form and function
期刊:Nature Communications
影响因子:16.6
发表时间:2024.10
参考文献:Beccari, E., Carmona, C.P. Aboveground and belowground sizes are aligned in the unified spectrum of plant form and function. Nat Commun 15, 9199 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53180-x
1. 研究背景
● 全球植物策略的变异性对于理解生态进化过程和生态系统功能至关重要。尽管已有研究总结了地上部分和细根特征的变异性,但关于根系大小如何适应这一模式尚无共识。本研究旨在整合根系深度和水平扩展,以构建一套12个关键特征,定义植物在生长、繁殖和生存方面的基础投资。
2. 研究目的
● 揭示植物大小是否在全球范围内定义了一个单一的异速生长投资连续体,以及这一连续体是否独立于叶片和根系的经济策略
3 材料方法
● 研究者从北美各地的71个独特土壤样本中收集数据,分析了土壤属性与六个主要细菌门类的相对丰度之间的关系。通过实验和元分析方法,研究者在特定地点对土壤样本进行为期12个月的不同水平的蔗糖处理,以维持升高的碳可用性梯度。此外,研究者还通过定量PCR技术测量了土壤样本中主要细菌类群的相对丰度,并进行了统计分析。
4 结果与讨论
● 将根系大小特征(最大根系深度和最大侧向根系扩展)纳入考虑时,并没有改变植物功能空间(UPFS)的基本结构和维度。这表明植物的地上和地下大小特征在全球范围内是协调的。
● 植物大小定义了一个单一的异速生长投资连续体,这一连续体独立于叶片和根系的经济策略。
● 尽管根系深度和侧向扩展在UPFS中表现出一定的相关性,但它们与细根特征的独立性表明,根系大小特征在全球范围内并不受细根特征的影响。
图 1 根大小性状包含在统一植物功能空间 (UPFS) 中的预期效果的概念表示。全球植物形态和功能谱(GSPFF) 表明,地上植物策略可以用与植物地上大小和叶片经济学相关的两个独立的性状变异轴来概括。根经济学空间 (RES) 表明,地下植物策略可以总结为地下性状变化的两个主要维度,由根保护和根合作梯度确定。
图 2 考虑 UPFS 性状和根大小性状构建的缩减空间。每个面板都显示了一个考虑成对尺寸构建的平面:面板(a) 第一维和第二维;(b) 第一维度和第三维度;(c) 第二和第三维度;(d) 第一维度和第四维度;(e) 第二和第四维度;(f) 第三维和第四维。对于每个相关维度,解释的方差百分比沿轴显示。