李梦晴1,2, 何轩宇1,2, 门丽娜2, 张志伟2*, 赵彩云1*
Mengqing Li1,2, Xuanyu He1,2, Lina Men2, Zhiwei Zhang2*, Caiyun Zhao1*
1 Institue of Ecology, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China
2 Shanxi Agriculture University, Jinzhong, Shanxi 030801, China
摘要: 植物功能性状反映了不同植物在不同环境条件下的生存策略和资源分配方式, 其海拔格局对于理解植物对山地环境的适应具有重要意义。目前本地和入侵植物功能性状对不同海拔的响应对比研究甚少。本研究基于海南霸王岭国家级自然保护区不同海拔梯度(250–1,050 m, 间隔100 m)的49个1 m × 1 m的草本样方, 对比了本地和外来入侵植物功能性状的海拔格局, 并分析了两者对气候因素的响应差异。结果表明, 整体海拔上, 入侵植物的株高(P < 0.001)、叶片宽度(P < 0.001)和叶片氮含量(P < 0.05)显著高于本地植物, 但叶片长度(P = 0.003)和叶片干重(P = 0.005)显著低于本地植物。海拔区间上, 低海拔段(200–500 m)入侵植物的株高(P < 0.001)显著高于本地植物; 中海拔段(500–800 m)入侵植物的叶片宽度(P < 0.001)和株高(P = 0.012)显著高于本地植物, 而叶片长度(P < 0.05)显著低于本地植物; 高海拔段(800–1,100 m)入侵植物的叶片宽度(P < 0.05)和叶片氮含量(P < 0.05)显著高于本地植物, 而叶片长度(P < 0.05)、叶片干重(P = 0.006)和叶片鲜重(P < 0.05)显著低于本地植物, 其余性状差异不显著。入侵植物的株高(P < 0.001)、叶片长度(P < 0.001)、叶面积(P = 0.021)和叶片干重(P = 0.037)与年均温呈显著正相关, 与年均降水量呈显著负相关, 而叶片氮含量呈现相反模式; 本地植物仅叶片宽度与气候因素存在显著相关性。本研究表明, 入侵植物在低海拔表现为资源获取型策略(高株高、大叶片宽度、高叶片氮含量), 中海拔性状优势进一步扩大(增加叶绿素含量和叶片湿度), 在高海拔通过物种更替筛选出高叶片氮含量的耐寒物种。方差分解结果显示, 这一生态策略的转变主要由物种周转驱动, 即不同海拔筛选出具有不同功能性状组合的物种。本地植物则表现为更保守的功能性状策略, 其功能性状海拔分异同样以物种周转为主导。建议将低、中海拔区域作为入侵监测与防控重点, 同时关注高海拔区域入侵植物通过物种更替维持竞争力的潜在风险。