摘要
研究问题
植物功能类型代表了应对环境筛选的不同进化策略。尽管此前有研究在安第斯山脉的特定地区或国家探讨了沿环境梯度变化的植物功能类型结构,但尚未有研究对整个山脉进行全面分析。我们提出了以下问题:(1)在帕拉莫、普纳以及安第斯高原的巴塔哥尼亚生物群落中,以及从高山带到雪线带的不同海拔区域,植物功能类型的种类组成和分布有何差异?(2)植物功能类型的丰富度、多样性及数量是否呈现出与气候和生境条件相关的规律性纬度和海拔趋势?
研究地点
南美洲的安第斯山脉高海拔地区。
研究方法
我们基于植物的形态特征构建了一套适用于安第斯山脉全纬度及全海拔范围的植物功能类型分类系统。利用该系统,我们将716个物种/形态种归为14类植物功能类型,并对GLORIA-Andes研究网络中17个研究地点的65座山峰的植物功能类型覆盖度、分布特征及多样性进行了分析。
研究结果
植物功能类型的丰富度和多样性随纬度和海拔的升高而降低。在更高海拔地区,丛生禾本植物的覆盖度相对下降,而垫状植物、莲座状草本植物及匍匐灌木等矮小且耐寒的植物类型则变得更为重要。当按植物功能类型种类丰富度对覆盖度进行加权时,帕拉莫地区的直立草本植物以及普纳地区的莲座状草本植物的重要性有所上升。在高山带和亚雪线带,植物功能类型的组成和数量更为趋同,而雪线区域的山峰则表现出更大的区域间差异。这些现象与非生物因素有关,较高的碎石和岩石覆盖度、更低的空气温度,以及降水季节性的区域差异,都会导致植物功能类型的丰富度和多样性降低。
研究结论
安第斯山脉的高海拔山峰在不同纬度和海拔区域具有不同的植物功能类型分布特征。在限制条件更严格的地区,如更高海拔且远离赤道的区域,功能多样性会降低,而矮小、耐寒的植物功能类型则相对更重要。直立灌木以及直立、莲座状和匍匐的草本植物是物种数量最多的植物功能类型,当按种类丰富度对覆盖度进行加权时,它们在大多数群落中的重要性也会上升。本研究为理解并比较安第斯山脉不同区域对气候变化的响应提供了功能层面的参考依据。
利益冲突声明
作者声明不存在任何利益冲突。
数据可用性说明
支持本研究结论的所有数据均可在补充信息中找到,其中包括各植物功能类型所包含的物种列表,以及每座山峰的原始植物功能类型覆盖度数据和相关气候变量。所有统计分析均使用Statistica 7.0、Primer 6.0以及Primer配套的PERMANOVA+软件完成,无需作者自行编写额外代码。


